Устройство и способ декорирования объектов
Настоящее изобретение относится к устройству (100) и способу для декорирования художественно оформляемых объектов (13), причем объект (13) удерживается фиксирующим устройством (1). На первой стадии на переводную среду (3) печатающим устройством (7) наносится декоративный материал. На второй стадии на снабженную декоративным материалом переводную среду (3) или на объект (13) наносится клей, и на третьей стадии переводная среда (3) прижимается прижимным устройством (2) к объекту (13), и одновременно клей отверждается отверждающим устройством (5). 2 н. и 45 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству и способу декорирования художественно оформляемых объектов, в частности, трехмерных объектов, предпочтительно объектов с цилиндрическим, овальным или многогранным поперечным сечением, в частности, тюбиков, бутылок, стаканов, флаконов и банок из стекла, керамического материала, синтетического материала или металла, а также по существу двумерных объектов, таких как полотна, ленты, бумажные листы, пластины, диски, плитки или доски.
Уровень техники
Для декорирования бумаги, этикеток, полимерных и стеклянных упаковок декоративными пленками, в частности, металлизированными пленками, известен способ горячего тиснения. При этом переводная пленка или пленка для тиснения покрывается термоплавким клеем. Под переводной пленкой или пленкой для тиснения предпочтительно подразумевается размещенный на пленочной подложке из синтетического материала отделяемый декоративный материал, в частности, металлический слой и/или красочный слой. В машине для горячего тиснения под действием давления и температуры клеевой слой активируется тиснильным штампом так, что возникает сцепление между декоративным материалом и пропечатываемым изделием. Затем пленочная подложка из синтетического материала удаляется.
Наряду с этим, имеется так называемый способ холодного тиснения, в котором также применяется переводная пленка или пленка для тиснения. Однако при этом сначала в первом устройстве на изделие способом печати (офсетной печати, флексографической печати, струйной печати или трафаретной печати) наносится клей. Снабженная декоративным материалом, в частности, металлическим слоем, переводная пленка поступает с размоточного устройства и наслаивается на изделие, и клеевой слой высушивается. При этом металлический слой получается как напыленный металлический слой и/или как напечатанный слой металлического пигмента. Тем самым декоративный материал прилипает на предварительно пропечатанных клеевым материалом местах, и пленочная подложка из синтетического материала с остальным, не прилипшим декоративным материалом удаляется и утилизируется. В качестве клея часто используется отверждаемый УФ-излучением адгезив (УФ-клей). Высушивание клея выполняется, в частности, посредством УФ-излучения сквозь пленку.
Способ холодного тиснения имеет ряд преимуществ перед способом горячего тиснения. Во-первых, не требуется нагревание клея посредством тиснильного штампа. Поскольку тиснильный штамп не нужен, невелики возникающие расходы на оборудование. Кроме того, устройство для холодного тиснения может быть встроено в печатную машину, так что не требуется никакой отдельный технологический процесс.
Правда, холодное тиснение на трехмерных объектах, например, таких как стаканы, бутылки или тубы, известными способами невозможно. При известных способах материал, снабжаемый металлическим покрытием как декоративным материалом, и переводная пленка после ламинирования должны протягиваться параллельно в течение некоторого времени, чтобы можно было достигнуть высушивания клея. Но трехмерные объекты могут быть, например, надвинуты на фиксирующее устройство, как, например, описано в немецкой заявке на полезную модель DE 202004019382 U1, на державку, и посредством нее могут на различных рабочих местах поворачиваются с пропечатыванием вокруг продольной оси. Тем самым объект оказывается доступным со всех сторон, и можно пропечатать объект по всей окружности.
Из DE 102012112556 A1 известны способ и устройство для холодного тиснения, причем в первой стадии на первой рабочей станции на объект наносится клей, и во второй стадии на второй рабочей станции разматываемая с рулона посредством транспортирующего устройства, снабженная металлическим слоем переводная пленка прижимается к объекту прижимным устройством, и одновременно отверждается клей. Недостаток заключается в том, что изготовление применяемой при этом переводной пленки выполняется в отдельном производственном процессе. При этом на пленочную подложку переводной пленки по очереди наносятся различные слои в качестве декоративного материала, в частности, надпечатываются и/или напыляются. Затем полученная таким образом готовая переводная пленка должна переноситься к устройству, в котором декорируется объект, и в нем наносится и, соответственно, зажимается. Тем самым, во-первых, возникают транспортные издержки, во-вторых, тип декорирования зависит от того, какие слои декоративного материала и в каком порядке предусмотрены на переводной пленке. К тому же пленочная подложка из синтетического материала после однократного использования должна быть утилизирована.
Как описано выше, при известных устройствах и способах переводная пленка после ее изготовления наматывается в рулон, чтобы она могла быть транспортирована к имеющей прижимное устройство установке. При наматывании напечатанный на переводной пленке декоративный материал принудительно приводится в контакт с обратной стороной переводной пленки следующего, соответственно, предшествующего витка - в зависимости от того, как после этого вокруг него наматывается переводная пленка. Вследствие этого контакта может происходить налипание на обратную сторону переводной пленки, когда декоративный материал еще не полностью высушен, что опять же при последующем разматывании может приводить к отслоениям и тем самым к дефектным изображениям на пропечатываемом объекте.
Сущность изобретения
Исходя из известного уровня техники, задача настоящего изобретения состоит в создании усовершенствованного устройства для декорирования художественно оформляемых объектов, а также соответствующего способа.
Задача решается посредством устройства для декорирования художественно оформляемых объектов с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также посредством способа декорирования объектов с признаками пункта 27 формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения устройства и способа следуют из зависимых пунктов формулы изобретения, а также из данного описания и фигур.
Соответственно этому, предлагается устройство для декорирования объектов, имеющее фиксирующее устройство для удерживания объекта и прижимное устройство для прижатия снабженной декоративным материалом переводной среды к объекту. Согласно изобретению, перед прижимным устройством предусматривается печатающее устройство для нанесения декоративного материала на переводную среду. Печатающее устройство предпочтительно выполнено для пропечатывания переводной среды многоцветным декоративным материалом. Кроме того, соответственно этому предлагается способ декорирования художественно оформляемых объектов, причем декорируемый объект удерживается фиксирующим устройством. При этом в первой стадии посредством печатающего устройства на переводную среду наносится декоративный материал, во второй стадии на снабженную декоративным материалом переводную среду или на объект наносится клей, и в третьей стадии переводная среда прижимается к объекту прижимным устройством, и, в частности, одновременно клей отверждается действием отверждающего устройства.
Благодаря тому, что печатающее устройство для нанесения декоративного материала на переводную среду предусматривается перед прижимным устройством, переводная среда может быть пропечатана декоративным материалом незадолго или, соответственно, по существу непосредственно перед прижатием и переносом, в результате чего выполняется декорирование художественно оформляемого объекта. Поэтому можно быстро и гибко реагировать на возможные изменения декорирования и, соответственно, оформления оттиска и/или количества экземпляров декорируемого объекта. Отдельные пропечатывания всех пленочных полотен, а также необходимое дополнительное разматывание перед печатью и последующее наматывание после печати не требуются. Тем самым сокращаются расходы на логистику, чтобы пропечатывать объекты, и отходы переводного материала. К тому же содержащая устройство установка может быть сформирована меньшей и более простой, чем известные из уровня техники установки, так как исключаются отдельное устройство для изготовления переводной пленки, а также возможные устройства для транспортирования намотанной готовой изготовленной переводной пленки. Для соответствующего изобретению способа также требуется менее сложная конструкция, поскольку больше не нужны необходимые в случае способа согласно уровню техники технологические стадии отдельного изготовления и последующей намотки готовой изготовленной переводной пленки в отдельном устройстве, а также транспортирование намотанной пропечатанной переводной пленки к следующему устройству.
Кроме того, поскольку теперь всегда должна пропечатываться только переводная среда, уже больше не требуется непосредственное пропечатывание декорируемого объекта. Тем самым даже объекты со сложной или сильно изогнутой формой могут быть пропечатаны простым путем. Кроме того, при этом условия нанесения печати и, соответственно, тиснения по существу остаются всегда одинаковыми. Поскольку печать всегда наносится на переводную среду, то есть, всегда на остающуюся одинаковой, в частности, относительно ее физических и химических свойств поверхность, сообразно этому могут быть точно и оптимально согласованы параметры процесса печати. В этом отношении оказываются малыми технологические затраты на декорирование объектов.
При этом выражение «перед прижимным устройством» подразумевает, что печатающее устройство размещается, если смотреть по направлению к прижимному устройству и, соответственно, по направлению движения переводной среды, выше по потоку относительно прижимного устройства. Другими словами, участок переводной среды сначала проходит через печатающее устройство и затем поступает на прижимное устройство. Соответственно этому, сначала производится, по меньшей мере, на отдельных участках пропечатывание переводной среды декоративным материалом в печатающем устройстве, и после этого, предпочтительно непосредственно вслед за этим, перенос декоративного материала на объект прижимным устройством. После пропечатывания переводной среды декоративным материалом и еще перед переносом декоративного материала на объект предпочтительно выполняется нанесение клея на пропечатанную переводную среду и/или на объект.
Соответственно этому, переводная среда после пропечатывания декоративным материалом не должна наматываться, а может непосредственно, без приведения в контакт с поверхностью, в частности, обратной стороной, намотанной переводной среды, передаваться на прижимное устройство.
Под переводной средой, в частности, следует понимать гибкий материал подложки, в частности, гибкую пленочную подложку из синтетического материала, на которую может наноситься вновь отделяемый декоративный материал. Переводная среда может представлять собой пленочную подложку из синтетического материала, например, из сложного полиэфира, полиолефина, поливинила, полиимида, акрилонитрил-бутадиен-стирольного сополимера (ABS), полиэтилентерефталата (PET), поликарбоната (PC), полипропилена (PP), полиэтилена (PE), поливинилхлорида (PVC) или полистирола (PS), в частности, с толщиной слоя от 5 мкм до 50 мкм, предпочтительно от 7 мкм до 23 мкм, благоприятным образом с нанесенным на нее грунтовочным слоем. Также возможно, что переводная среда включает грунтовочный слой.
Здесь под грунтовочным слоем предпочтительно подразумевается слой промотора адгезии, посредством которого последующие слои лучше сцепляются с пленочной подложкой из синтетического материала.
Грунтовочный слой предпочтительно состоит из полиакрилатов и/или винилацетатных сополимеров с толщиной слоя от 0,1 мкм до 1,5 мкм, предпочтительно от 0,5 мкм до 0,8 мкм, который, в частности, создает поверхность переводной среды 3 на противоположной относительно материала подложки стороне. При этом грунтовочный слой по своим физическим и химическим свойствам может быть оптимизирован в отношении применяемого клеевого материала так, чтобы обеспечивалось практически независимо от объекта оптимальное сцепление между объектом и переводной средой. Кроме того, оптимизированный таким образом грунтовочный слой обеспечивает возможность того, что нанесенный клей при желательном разъединении будет оставаться на переводной среде практически без расплывания, размазывания или раздавливания.
При этом, в частности, целесообразно, когда грунтовочный слой является микропористым, и предпочтительно имеет шероховатость поверхности в диапазоне от 100 нм до 180 нм, более предпочтительно в диапазоне от 120 нм до 160 нм. Клей может частично внедряться в такой слой и тем самым особенно хорошо фиксироваться в нем с высоким разрешением.
Особенно благоприятным оказалось, что грунтовочный слой применяется с показателем пигментирования от 1,5 см3/г до 120 см3/г, предпочтительно с показателем пигментирования от 10 см3/г до 20 см3/г.
Далее в качестве примера приведен состав грунтовочного слоя для расчета (данные в граммах):
4900 органический растворитель этиловый спирт
150 органический растворитель толуол
2400 органический растворитель ацетон
600 органический растворитель бензин 80/110
150 вода
120 связующий материал I: этилметакрилатный полимер
250 связующий материал II: винилацетатный гомополимер
500 связующий материал III: винилацетат-виниллауратный сополимер, FK=50+/-1%
400 связующий материал IV: изобутилметакрилат
20 пигмент полифункциональный оксид кремния, средний размер частиц 3 мкм
5 наполнитель измельченный амидный воск, размер частиц от 3 мкм до 8 мкм
При этом для показателя пигментирования этого грунтовочного слоя справедливо выражение:
где:
mp=20 г полифункционального оксида кремния
для полифункционального оксида кремния
mBM=120 г связующего материала I+250 г связующего материала II+(0,5×500 г) связующего материала III+400 г связующего материала IV=1020 г
mA=0 г.
Этим путем, исходя из грунтовочного слоя с выверенным составом, можно быстро и несложно достигать отличающихся от этого дополнительных возможных значений пигментирования.
Кроме того, целесообразно, когда грунтовочный слой имеет поверхностное натяжение от 38 мН/м до 46 мН/м, предпочтительно от 41 мН/м до 43 мН/м. Такие величины поверхностного натяжения обеспечивают возможность того, что капли клея, в частности, клеевых систем, как описанных выше, будут прилипать к поверхности с определенной геометрической формой без растекания.
Особенно благоприятным при применении термопластичного тонера оказалось, что используется грунтовочный слой с показателем пигментирования от 0,5 см3/г до 120 см3/г, предпочтительно с показателем пигментирования от 1 см3/г до 10 см3/г.
Далее в качестве примера приведен состав грунтовочного слоя для этого применения для расчета (данные в граммах):
340 органический растворитель этиловый спирт
3700 органический растворитель толуол
1500 органический растворитель ацетон
225 связующий материал I: хлорированный полипропилен
125 связующий материал II: поли-н-бутилметилметакрилат
35 связующий материал III: н-бутилметил-метилметакрилатный сополимер
148 пигмент полифункциональный оксид кремния, средний размер частиц 12 нм
При этом для показателя пигментирования этого грунтовочного слоя справедливо выражение:
где:
mp=148 г полифункционального оксида кремния
для полифункционального оксида кремния
mBM=225 г связующего материала I+125 г связующего материала II+35 г связующего материала III=385 г
mA=0 г.
При этом декоративный материал предпочтительно наносится непосредственно на переводную среду. Но также возможно, что декоративный материал наносится на уже имеющееся покрытие переводной среды. Также возможно, что переводная среда снабжена имеющимся покрытием только на отдельных участках поверхности, и декоративный материал наносится в свободную область между имеющимся покрытием и/или на имеющееся покрытие. Имеющееся покрытие может представлять собой, например, разделительный слой или другой функциональный слой. Альтернативно или дополнительно к этому, имеющееся покрытие, например, может представлять собой уже присутствующее декоративное покрытие из напечатанных и/или напыленных красочных слоев, металлических слоев, зеркальных слоев, защитных слоев, функциональных слоев или подобных.
Разделительный слой предпочтительно состоит из акрилатного сополимера, в частности, из водного полиуретанового сополимера, и предпочтительно не содержит воск и/или не содержит силикон. Разделительный слой предпочтительно имеет толщину слоя от 0,01 мкм до 2 мкм, предпочтительно от 0,1 мкм до 0,5 мкм, и благоприятным образом размещается на поверхности пленочной подложки из синтетического материала. Разделительный слой обеспечивает возможность простого и неповреждающего отделения пленочной подложки из синтетического материала переводной среды после ее нанесения на объект.
Декоративный материал предпочтительно имеет один или несколько лаковых слоев из нитроцеллюлозы, полиакрилата и полиуретанового сополимера, с толщиной слоя в каждом случае от 0,1 мкм до 5 мкм, предпочтительно от 1 мкм до 2 мкм, который, в частности, размещен на обращенной в противоположную от пленочной подложки из синтетического материала сторону поверхности разделительного слоя. При этом один или несколько лаковых слоев в каждом случае могут быть прозрачными, просвечивающими или непрозрачными. Так, возможно, что один или несколько лаковых слоев являются прозрачно окрашенными, полупрозрачно окрашенными или непрозрачно окрашенными.
Окрашивание одного или нескольких лаковых слоев может основываться на красках для триадной печати из голубой (циан), желтой, пурпурной (магента) и черной, но также на специальных красках (например, в системах красок RAL, или HKS, или Pantone®). Альтернативно или дополнительно, один или несколько лаковых слоев могут иметь металлические пигменты и/или в особенности пигменты с оптически переменным эффектом.
При этом один или несколько лаковых слоев могут быть нанесенными полностью или также частично, например, как так называемое точечное лакирование. Посредством точечного лакирования могут достигаться оптические эффекты на отдельных участках поверхности. При этом заданные участки могут быть лакированы, например, блестящим лаком и/или матовым лаком, чтобы оптически изменять данный участок поверхности, в частности, подчеркнуть его значимость. Альтернативно или дополнительно к оптическому эффекту, тем самым могут достигаться также тактильные эффекты. Декоративный материал предпочтительно имеет металлический слой из алюминия и/или хрома, и/или серебра, и/или меди, в частности, с толщиной слоя от 10 нм до 200 нм, предпочтительно от 10 нм до 50 нм.
Альтернативно или дополнительно к металлическому слою, может быть также предусмотрен слой из HRI-материала (HRI = High Refractive Index, высокий коэффициент преломления). HRI-материалы представляют собой, например, оксиды металлов, такие как ZnS, TiOX, или также лаки с соответствующими наночастицами.
Печатающее устройство предпочтительно предназначено для нанесения на переводную среду печати способами трафаретной печати, флексографической печати, цифровой печати (например, струйной печати, ксерографической печати, жидкостной тоновой печати) или офсетной печати.
В случае пропечатывания переводной среды отверждаемым УФ-излучением декоративным материалом является благоприятным предварительное отверждение декоративного материала непосредственно после печати на переводной среде с использованием источника УФ-излучения. Так, целесообразно, когда печатающее устройство имеет источник УФ-излучения для предварительного отверждения декоративного материала, которое предпочтительно размещается на конце печатающего устройства и/или перед наносящим клей устройством. В частности, тем самым повышается вязкость декоративного материала. Этим предотвращается растекание или слишком сильное раздавливание нанесенной области декоративного материала при последующей обработке так, что может достигаться нанесение с особенно высокой резкостью по краям декоративного материала и особенно высоким качеством поверхности переносимых на объект слоев. При этом желательно как можно меньшее раздавливание декоративного материала, чтобы в непосредственно соседних с декоративным материалом областях, в частности, самых маленьких областях, сближать друг с другом и объединять так называемые пиксели. Это может быть благоприятным, чтобы, например, при сплошных поверхностях и/или на краях мотива избегать пиксельности изображения, то есть, во избежание того, что будут проявляться визуально мешающие отдельные пиксели. При этом раздавливание является допустимым только в такой мере, чтобы не слишком сильно сокращалась способность к желательному отслаиванию. При этом облучение УФ-излучением благоприятным образом выполняется в диапазоне длин волн от 220 нм до 420 нм, предпочтительно в диапазоне длин волн от 350 нм до 400 нм.
Источник УФ-излучения для предварительного отверждения декоративного материала предпочтительно представляет собой светодиодный (LED) источник света. С использованием LED-источников света может создаваться почти монохроматическое освещение, так что обеспечивается то, что в необходимом для отверждения клея диапазоне длин волн достигается требуемая интенсивность излучения. Это, как правило, может не достигаться с традиционными ртутными лампами среднего давления.
В одном предпочтительном варианте исполнения устройство, кроме того, имеет наносящее клей устройство для нанесения клея на снабженную декоративным материалом переводную среду и/или на объект, и отверждающее устройство для отверждения клея, причем отверждающее устройство размещается предпочтительно в области прижимного устройства, и прижимное устройство предназначено для того, чтобы можно было одновременно выполнять прижатие переводной среды и отверждение клея. Благодаря этому декоративный материал переводной среды прилипает к снабженным клеем местам на объекте. Когда вслед за этим после прижатия переводная среда отделяется от объекта, декоративный материал остается на желательных местах на объекте. На местах, на которых клей не был нанесен на объект или, соответственно, на переводную среду, декоративный материал не сцепляется с объектом, а остается на материале подложки переводной среды.
Наносящее клей устройство предпочтительно предназначено для нанесения клея способами трафаретной печати, флексографической печати, цифровой печати (например, струйной печати, ксерографической печати, жидкостной тоновой печати).
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения наносящее клей устройство размещается между печатающим устройством и прижимным устройством, причем наносящее клей устройство наносит клей, в частности, на пропечатанную печатающим устройством переводную среду, в частности, на обращенную в противоположную от материала подложки сторону поверхность переводной среды. Между прочим, тем самым можно избегать того, что при последующем прижатии переводной среды к объекту будет появляться смещение и, соответственно, слишком большой допуск между декоративным материалом и, альтернативно этому, нанесенным на объект клеем, и что декоративный материал будет неправильно перенесен на объект.
Альтернативно или дополнительно, клей может переноситься на объект наносящим клей устройством в размещенной выше по потоку станции.
Особенно благоприятная, более компактная и простая конструкция устройства может достигаться, когда наносящее клей устройство выполнено как часть печатающего устройства. При этом наносящее клей устройство предпочтительно размещается на конце печатающего устройства. Другими словами, нанесение клея выполняется после того, как переводная среда была снабжена декоративным материалом.
В случае, когда клей имеет отверждаемые УФ-излучением компоненты, является благоприятным, чтобы клей предварительно отверждался непосредственно после нанесения клея на переводную среду, в частности, для так называемого «закрепления» клея. Так, является целесообразным, когда наносящее клей устройство имеет источник УФ-излучения для предварительного отверждения клея, которое предпочтительно размещается на конце наносящего клей устройства и/или перед прижимным устройством. В частности, тем самым повышается вязкость клея. Этим предотвращается растекание или слишком сильное раздавливание нанесенной области клея при последующей обработке так, что может достигаться нанесение с особенно высокой резкостью по краям декоративного материала и особенно высоким качеством поверхности переносимых на объект слоев. При этом желательно как можно меньшее раздавливание клея, чтобы в непосредственно соседних с печатной средой областях, в частности, самых маленьких областях, сближать друг с другом и объединять так называемые пиксели. Это может быть благоприятным, чтобы, например, при сплошных поверхностях и/или на краях мотива, избегать пиксельности изображения, то есть, во избежание того, что будут проявляться визуально мешающие отдельные пиксели. При этом раздавливание является допустимым только в такой мере, чтобы не слишком сильно сокращалась способность к желательному отслаиванию. При этом облучение УФ-излучением благоприятным образом выполняется в диапазоне длин волн от 220 нм до 420 нм, предпочтительно в диапазоне длин волн от 350 нм до 400 нм.
Источник УФ-излучения для предварительного отверждения клея предпочтительно представляет собой светодиодный (LED) источник света. С использованием LED-источников света может создаваться почти монохроматическое освещение, так что обеспечивается то, что в необходимом для отверждения клея диапазоне длин волн достигается требуемая интенсивность излучения. Это, как правило, может не достигаться с традиционными ртутными лампами среднего давления.
Для обеспечения того, чтобы декоративный материал сцеплялся с переводной средой, в дополнительном варианте исполнения может предусматриваться сушильная секция для высушивания нанесенного на переводную среду декоративного материала, причем сушильная секция предпочтительно выполнена как часть печатающего устройства. В частности, когда клей наносится на пропечатанную переводную среду, может быть обеспечено то, что высушенный декоративный материал при нанесении клея на переводную среду не будет растекаться или загрязняться.
Сушильная секция предпочтительно может быть выполнена таким образом, что высушивание и/или отверждение производится посредством облучения УФ-излучением, и/или термической сушкой для химического или физического высушивания и/или отверждения.
Сушильная секция размещается перед наносящим клей устройством так, что сначала выполняется высушивание нанесенного на переводную среду декоративного материала, и после этого нанесение клея на переводную среду, то есть, на высушенный на переводной среде декоративный материал.
В одном предпочтительном варианте исполнения устройство имеет направляющую переводной среды, которая предназначена для проведения переводной среды по касательной относительно наружного периметра объекта. При этом прижимное устройство размещается так, что оно прижимает переводную среду вдоль области контакта между объектом и переводной средой. В результате вращения объекта и переводной среды на 360° вокруг оси вращения тем самым декоративный материал может быть нанесен на все места объекта.
Прижимное устройство предпочтительно может двигаться так, что поверхностная скорость прижимного устройства соответствует поверхностной скорости объекта, и, кроме того, переводная среда предпочтительно перемещается так, что поверхностная скорость переводной среды соответствует поверхностной скорости объекта. Иначе говоря, движение прижимного устройства и движение объекта могут быть так синхронизированы между собой, что перемещение переводной среды и объекта относительно друг друга является настолько малым, насколько возможно, или предпочтительно является нулевым. Благодаря этому обеспечивается то, что прижимное устройство, переводная среда и объект не трутся друг о друга. Благодаря этому предотвращается размазывание клея на объекте. Равным образом снижается опасность повреждения переводной среды или объекта.
Так, является благоприятным, когда относительное движение переводной среды и объекта регулируется таким образом, что получается максимальный допуск отклонения размотки ±5 мм, предпочтительно ±3 мм, и/или максимальный допуск отклонения скорости на периметре объекта ±15%, предпочтительно ±10%. Тем самым возможно, что поверхностная скорость переводной среды и поверхностная скорость объекта различаются менее, чем на ±15%, предпочтительно менее, чем на ±10%.
В дополнительном варианте исполнения устройство имеет прижимное устройство в виде цилиндра, вращающегося вокруг продольной оси цилиндра. Прижатие переводной среды к объекту тогда может выполняться таким образом, что переводная среда при одновременном вращении цилиндра вокруг продольной оси цилиндра и объекта вокруг оси вращения пропускается между цилиндром и объектом, или таким образом, что переводная среда посредством цилиндра прокатывается по предпочтительно плоской, соответственно, ровной поверхности объекта.
Альтернативно или дополнительно к цилиндру, прижимное устройство также может иметь пластину. В этом случае переводная среда может проводиться непосредственно вдоль пластины и тем самым прижиматься к объекту.
Особенно надежное нанесение декоративного материала на объект может достигаться, когда клей представляет собой УФ-отверждаемый клей, и отверждающее устройство имеет источник УФ-излучения для отверждения клея, причем прижимное устройство, по меньшей мере частично, является прозрачным для УФ-излучения на отдельных участках, и, по меньшей мере частично, размещается между источником УФ-излучения и фиксирующим устройством. При этом УФ-излучение испускается предпочтительно в диапазоне длин волн от 220 нм до 420 нм, более предпочтительно в диапазоне длин волн от 350 нм до 400 нм.
Тем самым возможно, что устройство для декорирования объектов имеет многочисленные источники УФ-излучения. Таким образом, может быть, что устройство для декорирования объектов имеет первый источник УФ-излучения для предварительного отверждения декоративного материала, который предпочтительно размещается на конце печатающего устройства и/или перед наносящим клей устройством, имеет второй источник УФ-излучения для предварительного отверждения клея, который предпочтительно размещается на конце наносящего клей устройства и/или перед прижимным устройством, и/или имеет третий источник УФ-излучения для отверждения клея, предпочтительно входит в состав отверждающего устройства, причем отверждающее устройство предпочтительно размещается в области прижимного устройства, и прижимное устройство предназначено для того, чтобы могло одновременно выполняться прижатие переводной среды и отверждение клея.
Прижимное устройство является прозрачным или просвечивающим для УФ-излучения, в частности, в диапазоне длин волн от 220 нм до 420 нм, более предпочтительно в диапазоне длин волн от 350 нм до 400 нм, в особенности предпочтительно в диапазоне от 365 нм до 395 нм. При этом прозрачность или полупрозрачность должна составлять, в частности, от 30% до 100%, предпочтительно от 40% до 100%. Более низкие прозрачность или полупрозрачность могут быть компенсированы повышенной интенсивностью УФ-излучения.
В качестве источников УФ-излучения при этом могут быть использованы, например, светодиодные (LED) излучатели, ртутные лампы, или также легированные железом и/или галлием ртутные лампы.
Источник УФ-излучения предпочтительно представляет собой LED-источник света для отверждения клея. С использованием LED-источников света можно создавать почти монохроматическое освещение, так что обеспечивается, что в необходимом для отверждения клея диапазоне длин волн наличествует требуемая интенсивность излучения. Как правило, это может не достигаться с традиционными ртутными лампами среднего давления.
Расстояние от источника УФ-излучения для отверждения клея до объекта благоприятным образом составляет от 2 мм до 50 мм, предпочтительно от 2 мм до 40 мм, чтобы достигать оптимального сплошного отверждения, в частности, чтобы к тому же одновременно избегать физического контакта источника УФ-излучения с объектом. Размер облучающего окна источника УФ-излучения для отверждения клея в машинном направлении предпочтительно составляет между 5 мм до 40 мм.
При применении LED-источников света энергия излучения обычно сравнительно сильно снижается на расстоянии около 5 мм от LED-источника света, в частности, вследствие относительно большой расходимости LED-источника света, так что расстояние до объекта предпочтительно следует выбирать соответственно малым. В результате применения LED-источников света с оптическим фокусированием возможно большее расстояние до объекта, благодаря чему, в частности, также возможно использование в случае более сложных в конструктивном отношении условий. Кроме того, возможно, что облучающее окно при использовании LED-источников света с оптическим фокусированием может быть меньшим, в частности, сравнительно с облучающим окном при применении источников УФ-излучения без оптического фокусирования.
Полная интенсивность УФ-облучения предпочтительно составляет между 1 Вт/см2 и 50 Вт/см2, предпочтительно между 3 Вт/см2 и 40 Вт/см2. Тем самым достигается то, что клей при скоростях перемещения ленты от около 10 м/мин до 60 м/мин (или выше), и, по обстоятельствам, других, уже посредством обсужденных факторов предварительного отверждения полностью отверждается насквозь.
Принимая во внимание эти факторы, клей в этом способе подвергается облучению с номинальной интенсивностью УФ-облучения предпочтительно между 4,8 Вт/см2 и 8,0 Вт/см2. Это соответствует номинальному количеству подводимой в клей энергии (дозе) при предпочтительной продолжительности облучения между около 0,1 сек (при скорости ленты 10 м/мин, и ширине облучающего окна 20 мм) и около 0,04 сек (при скорости ленты 30 м/мин, и ширине облучающего окна 20 мм) от около 100 мДж/см2 до 2000 мДж/см2, предпочтительно от около 100 мДж/см2 до 1000 мДж/см2, в частности, причем это номинальное количество подводимой энергии может варьировать в зависимости от требуемого отверждения.
При этом в особенности следует принимать во внимание, что эти значения возможны только теоретически (при 100%-ной мощности лампы). В частности, при полной мощности LED-источника света для отверждения клея, например, при варианте с 20 Вт/см2, и небольшой скорости перемещения ленты, например, 10 м/мин, переводная среда разогревается настолько сильно, что может загореться. Поэтому номинальное количество подводимой энергии, в зависимости от скорости ленты, особенно предпочтительно составляет между 100 мДж/см2 и 500 мДж/см2.
Например, источник УФ-излучения может быть размещен внутри цилиндра прижимного устройства. Для этого цилиндр, по меньшей мере местами, выполнен как полый цилиндр. Материал цилиндра при этом выбирается так, что УФ-излучение с длинами волн, которые требуются для отверждения клея, может пропускаться через цилиндр. Цилиндр может быть полностью прозрачным для УФ-излучения; но также в цилиндре может быть предусмотрено прозрачное окно так, что УФ-излучение выходит из цилиндра только тогда, когда УФ-излучение именно требуется для отверждения клея
При этом цилиндр в прозрачных для УФ-излучения областях может состоять, например, из PMMA (полиметилметакрилата, акрилового стекла) и/или из боросиликатного стекла. Оба материала имеют, в частности, в диапазоне длин волн от 350 нм до 400 нм, коэффициент светопропускания по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 70%.
Коэффициент светопропускания представляет собой, в частности, долю падающих электромагнитных волн, в этом случае «света», которая проходит через конструкционную деталь. Коэффициент светопропускания может различаться в зависимости от свойства, структуры слоя или толщины слоя. Коэффициент светопропускания тем самым представляет собой меру проходящей, то есть, пропускаемой, интенсивности, и принимает значения между 0 и 100%.
Как было описано в предыдущем разделе, возможно, что цилиндр прижимного устройства является полностью или частично прозрачным так, что УФ-излучение может проходить в достаточной степени, в частности, чтобы полностью отверждать или насквозь отверждать клей. При этом декоративный материал предпочтительно имеет достаточный коэффициент светопропускания, в частности, чтобы обеспечивать возможность отверждения клея на обратной стороне напечатанного изображения посредством УФ-излучения. При этом в практических испытаниях оказалось, что, в частности, при многоцветном печатном изображении является достаточным коэффициент светопропускания декоративного материала по меньшей мере 2,5% в диапазоне длин волн между 350 нм и 400 нм, чтобы могла быть достигнута достаточная экспозиция находящегося позади него по направлению освещения клея.
При измерениях коэффициента светопропускания декоративного материала, например, были определены следующие значения:
| Цветовой тон декоративного материала | Коэффициент светопропускания в процентах при около 395 нм | Толщина слоя декоративного материала в мкм |
| Просвечивающий красочный лак, голубой | 35% | 6 |
| Просвечивающий красочный лак, пурпурный | 53% | 6 |
| Просвечивающий красочный лак, желтый | 15% | 6 |
| Просвечивающий красочный лак, черный | 3,5% | 6 |
| Непрозрачный красочный лак, белый | 0% | 15 |
| Напыленный алюминий с толщиной от около 15 нм до 20 нм | 6,3% | -- |
В частности, если коэффициент светопропускания декоративного материала является слишком низким для достаточной экспозиции клея, например, при приведенном выше непрозрачном белом декоративном материале, то предпочтительно, чтобы декоративный материал был размещен в виде растра в первых зонах декоративного материала и без декоративного материала во вторых зонах. При этом является особенно благоприятным размещение первых и/или вторых зон в форме тонких линий и/или мелких элементов растра с шириной линий и/или с минимальным размером элементов растра менее 500 мкм, предпочтительно менее 250 мкм. При этом УФ-излучение может в достаточной мере проходить через вторые зоны без декоративного материала и достигать клея, и там в достаточной степени экспонировать его для отверждения. При этом первые зоны в силу их незначительной величины по меньшей мере частично могут подсвечиваться снизу так, что клей и там тоже, по меньшей мере частично, освещается и тем самым может отверждаться.
Отношение средней ширины первых зон к средней ширине вторых зон предпочтительно составляет между 0,75:1 и 1:5. Так, ширина первых зон предпочтительно составляет менее 250 мкм, и ширина вторых зон составляет более 250 мкм.
Первые и вторые зоны предпочтительно размещаются согласно одно- или двумерному растру, например, в виде линейного растра или двумерной сетки. Так, возможно, что первые зоны и/или вторые зоны образованы в форме точек или в форме многоугольника. Формы элементов растра предпочтительно выбираются из: точечных, ромбовидных и крестообразных. Однако также возможно использование по-другому выполненных форм элементов растра.
Растр и, соответственно, распределение первых и вторых зон при этом предпочтительно выполнен регулярным или случайным (стохастическим), или псевдослучайным.
Кроме того, также возможно, что в отношении одно- или двумерного растра речь идет о геометрически трансформированном растре. Так, например, может быть, что речь идет о кругообразном или волнообразном трансформированном одномерном растре, причем, например, первые зоны предусматриваются в форме концентрических колец или в форме волнистых линий.
Область объекта, которая должна облучаться УФ-излучением, предпочтительно может быть настроена так, что отверждение УФ-отверждаемого клея при прижатии переводной среды к клею развивается настолько интенсивно, что декоративный слой переводной среды прилипает к объекту и может отделяться от переводной среды. В зависимости от используемого клея и сообразно интенсивности УФ-излучения для этого может потребоваться облучение клея на объекте уже перед линией контакта между объектом и переводной средой. Регулирование облучаемой области, например, может выполняться с помощью (по обстоятельствам, регулируемых или сменяемых) диафрагм между источником УФ-излучения и объектом. Одна или несколько диафрагм также могут быть нанесены непосредственно на прижимное устройство. Настройка также может выполняться регулированием расхождения УФ-излучения, испускаемого источником УФ-излучения.
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения способа наносящее клей устройство представляет собой секцию флексографической печати. Тогда клей может быть нанесен на объект посредством навернутой на цилиндр печатной формы печатной пластины. В альтернативном варианте, наносящее клей устройство также может представлять собой секцию трафаретной печати или секцию цифровой печати (например, секцию струйной печати, секцию ксерографической печати, секцию жидкостной тоновой печати).
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения устройства прижимное устройство имеет, кроме того, гибкий прижимной слой. Посредством него могут выравниваться нерегулярности объекта, переводной среды и/или конструкции машины. Гибкий прижимной слой может состоять, например, из силикона.
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения способа прижимной слой, по меньшей мере на отдельных участках, является прозрачным для УФ-излучения. Области, в которых прижимной слой прозрачен, при этом могут быть ориентированы на участки, на которых прижимное устройство является прозрачным. Но прижимной слой также может быть целиком прозрачным, тогда как прижимное устройство является прозрачным только на отдельных участках.
В особенно предпочтительном дополнительном варианте исполнения переводная среда выполнена как бесконечная лента. Благодаря этому возможно многократное использование переводной среды. Другими словами, переводная среда после пропечатывания в печатающем устройстве и переноса декоративного материала на объект в прижимном устройстве не должна наматываться и утилизироваться, а может поворачивать и вновь вводиться в печатающее устройство. При этом переводная среда предпочтительно выполнена как прозрачная, стабильная в отношении размеров, в частности, устойчивая к растяжению бесконечная лента. В частности, в таком варианте исполнения декоративный материал полностью переносится с переводной среды на объект так, что переводная среда затем по существу не содержит декоративный материал и может быть использована вновь.
Для достижения того, что испускаемое отверждающим устройством излучение могло сквозь переводную среду с достаточной интенсивностью, она может быть выполнена прозрачной для данного диапазона длин волн и/или иметь покрытие для отделения при переносе декоративного материала на объект, в частности, разделительный слой. Тем самым достигается надежный перенос декоративного материала и надежное отверждение клея.
В предпочтительном усовершенствовании выполненная в виде бесконечной ленты переводная среда натягивается между направляющей переводной среды и прижимным устройством. Тем самым может быть обеспечено то, что переводная среда всегда будет правильно выровнена. Одновременно переводная среда посредством создаваемого натяжением трения между направляющей переводной среды и переводной средой может протягиваться по направлению своего перемещения. Выполненная в виде бесконечной ленты переводная среда предпочтительно натягивается между цилиндром прижимного устройства, предпочтительно с моторным приводом, и натяжным роликом направляющей переводной среды, предпочтительно с моторным приводом.
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения переводная среда размещается непосредственно на прижимном устройстве, предпочтительно на цилиндре прижимного устройства. Благодаря этому может достигаться особенно простая конструкция устройства.
Кроме того, в дополнительном предпочтительном варианте исполнения устройство имеет очищающее устройство для очистки пропечатанной переводной среды после прижатия переводной среды к объекту. Тем самым могут быть удалены остатки клея и часть декоративного материала, который не был перенесен с переводной среды на объект в прижимном устройстве. Очищенная таким образом переводная среда тем самым может быть использована вновь.
Кроме того, в дополнительном предпочтительном варианте исполнения устройство имеет подготовительное устройство для предварительной обработки переводной среды перед нанесением декоративного материала. Тем самым может быть улучшена пропечатываемая поверхность переводной среды в отношении характеристик сцепления декоративного материала с переводной средой. Кроме того, тем самым может быть обеспечена возможность надежного сцепления декоративного материала при пропечатывании переводной среды и надежного отделения декоративного материала от переводной среды при переносе декоративного материала на объект.
Для достижения особенно эффективного и надежного напечатания и переноса декоративного материала переводная среда посредством подготовительного устройства может быть снабжена покрытием для улучшенного отделения при переносе декоративного материала на объект, в частности, разделительным слоем. Кроме того, посредством подготовительного устройства могут быть компенсированы неоднородности на поверхности переводной среды.
В одном предпочтительном варианте исполнения поверхность объекта перед декорированием подвергается предварительной обработке. Эта предварительная обработка, в частности, может включать стадию очистки объекта и/или стадию активирования.
В стадии очистки объекта предпочтительно удаляются загрязнения и/или также имеющиеся защитные покрытия, или другие функциональные покрытия, которые, в частности, были нанесены для транспортирования объекта и/или во время изготовления объекта.
В случае стекловидных поверхностей, в частности, к тому же возникают проблемы, обусловленные связанной с поверхностью влагой. При этом влага связывается в особенности в форме гелевых слоев, которые оказывают негативное влияние на характеристики сцепления наносимых впоследствии на поверхность слоев.
Способность поверхности обеспечивать возможность сцепления с наносимыми впоследствии на поверхность слоями, в частности, декоративными, зависит также от нанесенных или созданных реакционноспособных групп на поверхности, так как они является основой прочного связывания наносимых впоследствии слоев. Плотность, в частности, находящихся в силикатном слое стекла реакционноспособных ОН-групп при известных способах не является достаточной, что приводит к снижению сцепления наносимых впоследствии слоев.
В стадии активирования, которая предпочтительно проводится после стадии очистки объекта, поверхность объекта благоприятным образом модифицируется так, что усиливается и улучшается сцепление наносимого впоследствии декоративного материала. При этом модифицирование проводится химическим и/или физическим путем.
В частности, стадия очистки объекта включает модифицирование поверхности объекта по меньшей мере окислительным пламенем. Стадия очистки объекта обеспечивает то преимущество, что она сокращает количество связанной с аморфной поверхностью плотной подложки влаги в форме неоднородных гелевых слоев. Неожиданно оказалось, что посредством стадии очистки объекта сокращается способный к воспроизведению гелевый слой. Гелевый слой зависит от конкретной аморфной структуры, как и от степени старения гелевого слоя. Действием окислительного пламени гелевый слой и тем самым связанная влага сокращается. Уменьшение гелевого слоя приводит к воспроизводимым однородным свойствам поверхности.
При этом под окислительным пламенем подразумевается любой зажженный газ, газо-воздушная смесь, аэрозоль или распыленная жидкость, которые содержат избыток кислорода и/или могут действовать как окислитель.
Стадия активирования включает, в частности, модифицирование поверхности объекта по меньшей мере силикатизирующим пламенем. При этом наносится слой оксида кремния с толщиной до 60 нм, предпочтительно от 5 нм до 50 нм, более предпочтительно от 10 нм до 30 нм, который отличается высоким содержанием реакционноспособных ОН-групп. Однородность и хорошие адгезионные характеристики нанесенного слоя оксида кремния достигаются сочетанием стадии очистки объекта и стадии активирования. Благоприятным является такой выбор числа пламенных обработок, что модифицирование поверхности объекта производится от одной до десяти, в частности, от одной до пяти, обработками окислительным и/или силикатизирующим пламенем.
Реакционноспособные группы на поверхности являются химической основой для прочного химического связывания наносимых впоследствии при поверхностной обработке слоев, например, восковых слоев, и/или лаковых слоев, и/или красочных слоев. Когда поверхность состоит из аморфного вещества, например, из стекла, поверхностная плотность ОН-групп на поверхности соответствующей изобретению плотной подложки оказывается в 2-5 раз более высокой, чем на необработанных поверхностях.
Нанесенный во второй стадии обработки слой оксида кремния или, соответственно, силикатный слой, имеет субмикроскопическую шероховатость. Шероховатость и связанная с этим возможность механического закрепления для дополнительных слоев приводит к явно улучшенному сцеплению всех последующих слоев. Посредством стадии очистки объекта и стадии активирования создается воспроизводимая, однородная, микрорельефная поверхность. Комбинация обеих технологических стадий неожиданно приводит к сокращению гелевого слоя и повышению плотности и к однородному распределению реакционноспособных ОН-групп.
В стадии активирования для пламенной обработки применяется газ, который включает соединения, содержащие компоненты, выбираемые из группы алкилсиланов, алкоксисиланов, алкилтитановых производных, алкоксититановых производных, алкилалюминиевых производных, алкоксиалюминиевых производных, или их комбинаций.
Предпочтительными примерами подобных соединений являются тетраметилсилан, тетраметилтитан, тетраметилалюминий, тетраэтилсилан, тетраэтилтитан, тетраэтилалюминий, 1,2-дихлортетраметилсилан, 1,2-дихлортетраметилтитан, 1,2-дихлортетраметилалюминий, 1,2-дифенилтетраметилсилан, 1,2-дифенилтетраметилтитан, 1,2-дифенилтетраметилалюминий, 1,2-дихлортетраэтилсилан, 1,2-дихлортетраэтилтитан, 1,2-дихлортетраэтилалюминий, 1,2-дифенилтетраэтилсилан, 1,2-дифенилтетраэтилтитан, 1,2-дифенилтетраэтилалюминий, 1,2,3-трихлортетраметилсилан, 1,2,3-трихлортетраметилтитан, 1,2,3-трихлортетраметилалюминий, 1,2,3-трифенилтетраметилсилан, 1,2,3-трифенилтетраметилтитан, 1,2,3-трифенилтетраметилалюминий, диметилдиэтилтетрасилан, диметилдиэтилтетратитан, диметилдиэтилтетраалюминий и подобные соединения.
Кроме того, среди таких алкильных производных предпочтительно применяется силановое соединение, алкилтитановое соединение и алкилалюминиевое соединение, тетраметилсилан, тетраметилтитан, тетраметилалюминий, тетраэтилсилан, тетраэтилтитан и тетраэтилалюминий, ввиду их особенно низкой температуры кипения и их легкой смешиваемости с воздухом и подобными газами, как модифицирующие соединения, тогда как силангалогенидное соединение, такое как 1,2-дихлортетраметилсилан, предпочтительно используется как модифицирующее средство.
Кроме того, среди вышеуказанных соединений предпочтительны алкоксилановые, алкоксититановые и алкоксиалюминиевые производные, поскольку их температура кипения составляет величину в диапазоне между 10°C и 100°C, так как они благодаря своей сложноэфирной структуре, хотя в общем имеют по большей части более высокую температуру кипения, но обеспечивают возможность еще лучшего модифицирующего поверхность действия на твердую подложку.
Под силикатизирующим пламенем в смысле изобретения в каждом случае подразумевается горючий газ, газо-воздушная смесь, аэрозоль или распыленная жидкость, с помощью которых в результате пиролитического разложения содержащего кремний вещества в пламени на поверхность наносится слой оксида кремния. В частности, может быть предусмотрено, что наносится кремнийсодержащее покрытие, по существу не содержащее углерод, и что при пламенном пиролизе в качестве кремнийсодержащего вещества подводится содержащий кремний алкоксисилан в смеси с воздухом и горючим газом, а также при необходимости кислород. Горючий газ включает, например, газообразный пропан, бутан, светильный газ и/или природный газ.
Предпочтительно, когда значение средней молекулярной массы модифицирующего соединения составляет величину в диапазоне от 50 до 1000, предпочтительно в диапазоне от 60 до 500, более предпочтительно в диапазоне от 70 до 200, по измерению масс-спектрометрическим анализом. При средней молекулярной массе модифицирующего соединения ниже 50 высока летучесть, и отчасти затрудняется обращение с ним. Напротив, если значение средней молекулярной массы модифицирующего соединения составляет свыше 1000, в некоторых случаях становится затруднительным испарение при нагревании и легкое смешение с воздухом или подобными газами.
Кроме того, является благоприятным, когда плотность модифицирующего соединения в жидкостном состоянии составляет величину в диапазоне от 0,3 г/см3 до 0,9 г/см3, предпочтительно в диапазоне от 0,4 г/см3 до 0,8 г/см3, более предпочтительно в диапазоне от 0,5 г/см3 до 0,7 г/см3. При значении плотности модифицирующего вещества ниже 0,3 г/см3 затрудняется обращение с ним, и становится отчасти проблематичным помещение в аэрозольный баллон. Напротив, если плотность модифицирующего соединения в жидкостном состоянии превышает 0,9 г/см3, затрудняется испарение, и при помещении в аэрозольный баллон в некоторых случаях это может приводить к полному отделению от воздуха или подобных газов.
При этом является благоприятным, когда модифицирующее соединение нагревается и испаряется, и в испаренном состоянии смешивается с горючим газом и затем сжигается. Температура кипения модифицирующего соединения при этом предпочтительно варьирует между 10°C и 80°C.
Количество модифицирующего соединения в горючем газе, в частности, имеет значение в диапазоне от 1×10–10 мол. % до 10 мол. % от общего количества горючего газа.
Показатель смачивания после модифицирования поверхности имеет значение, в частности, в диапазоне от 40 мН/м (дин/см) до 80 мН/м (дин/см) при температуре измерения 25°C.
Температура пламени окислительного и/или силикатизирующего пламени предпочтительно составляет величину в диапазоне от 500°C до 1500°C, в частности, от 900°C до 1200°C, и/или поверхность объекта нагревается благоприятным образом до температуры от 35°C до 150°C, в частности, от 50°C до 100°C.
Продолжительность обработки окислительным и/или силикатизирующим пламенем, в частности, варьирует в диапазоне от 0,1 секунды до 100 секунд, предпочтительно в диапазоне от 0,1 секунды до 10 секунд, особенно предпочтительно в диапазоне от 0,1 секунды до 5 секунд.
Чтобы иметь возможность легко регулировать температуру пламени окислительного и/или силикатизирующего пламени, рекомендуется добавлять к газу для горения горючий газ. В качестве такого горючего газа могут быть использованы газообразные углеводороды, такие как газообразный пропан или природный газ, или такие горючие газы, как водород, кислород, воздух, и тому подобные. При применении горючих газов, которые помещены в аэрозольные баллоны, предпочтительно использование газообразного пропана и сжатого воздуха, или тому подобного.
Предпочтительно, чтобы значение содержащегося количества горючего газа составляло величину в диапазоне от 80 мол. % до 99,9 мол. % общего количества газа для горения, предпочтительно в диапазоне от 85 мол. % до 99 мол. %, более предпочтительно в диапазоне от 90 мол. % до 99 мол. %. При содержании горючего газа ниже 80 мол. % ухудшаются характеристики смешения модифицирующего соединения, и в некоторых случаях воздух приводит к неполному сгоранию модифицирующего соединения. Напротив, если значение количества содержащегося горючего газа составляет свыше 99,9 мол. %, в некоторых случаях ухудшается эффективность модифицирования поверхностей.
Также предпочтительным является введение газа-носителя для окислительного и/или силикатизирующего пламени, чтобы обеспечивать возможность однородного примешивания количества модифицирующего соединения в горючий газ. При этом предпочтительно, чтобы модифицирующее соединение предварительно было смешано с газом-носителем и затем примешано в горючий газ, например, такой как поток воздуха. Добавлением газа-носителя даже при применении модифицирующего соединения с относительно высокой молекулярной массой, которое переносится лишь с трудом, можно однородно примешивать его в поток воздуха. При добавлении газа-носителя модифицирующее соединение может легче воспламеняться, и модифицирование поверхности предмета может быть проведено равномерно и в достаточной степени.
При этом предпочтительно, чтобы для газа-носителя использовался газ такого же типа, как для горючего газа, например, воздух и кислород, или газообразные углеводороды, такие как газообразный пропан и природный газ.
Комбинированной обработкой поверхности по меньшей мере одним окислительным и по меньшей мере одним силикатизирующим пламенем создается однородная, микрорельефная поверхность, которая имеет высокую плотность реакционноспособных групп.
Шероховатость и хорошая адгезионная характеристика нанесенного в стадии активирования силикатного слоя благоприятным образом приводят к тому, что наносимое впоследствии декоративное изображение, в частности, наносимый впоследствии декоративный материал, например, печатная краска или другие декоративные или функциональные слои, очень хорошо прилипает. Нанесенный на силикатный слой декоративный материал благоприятным образом устойчив к царапанию и истиранию, и имеет высокую водостойкость и устойчивость к водяному пару. Созданием однородного силикатного слоя благоприятным образом достигается высокая кроющая способность краски нанесенных в результате декорирования печатных красок. Такие свойства декоративных слоев, как цветовой тон, интенсивность цвета, метамерия, укрывистость и прозрачность, могут быть благоприятным образом почти свободно выбираться благодаря соответствующей предварительно обработанной поверхности.
Стадия очистки объекта и/или стадия активирования могут быть проведены, в частности, с помощью дополнительного устройства для предварительной обработки объекта. При этом дополнительное обрабатывающее устройство для предварительной обработки объекта может быть предназначено для исполнения обеих стадий или же могут быть предусмотрены разделенные между собой отдельное устройство для очистки объекта и отдельное активирующее устройство.
Дополнительное устройство для предварительной обработки объекта, и/или устройство для очистки объекта, и/или активирующее устройство могут быть выполнены в виде модуля для встраивания в устройство для декорирования объектов, в частности, для встраивания в фиксирующее устройство. Тогда посредством соответствующего модуля внутри устройства перед исполнением последующей технологической стадии может быть проведена предварительная обработка поверхности объекта.
Устройство для предварительной обработки и/или устройство для очистки объекта, и/или активирующее устройство также может быть выполнено как отдельное устройство, которое независимо от других устройств может предварительно соответственно обрабатывать поверхности объекта.
В одном предпочтительном варианте исполнения устройство для очистки объекта и/или активирующее устройство могут иметь кольцеобразное устройство для пламенной обработки, причем внутри кольца размещается обрабатываемый объект, и окислительное или силикатизирующее пламя может исходить из кольца по направлению к поверхности объекта.
В дополнительном варианте исполнения устройство для очистки объекта и/или активирующее устройство могут иметь, по меньшей мере на отдельном участке, сформированное прямолинейным устройство для пламенной обработки. Тогда это устройство для пламенной обработки проводится или, соответственно, перемещается на отдельных участках над предварительно обрабатываемой поверхностью объекта.
В дополнительном варианте исполнения устройство для очистки объекта и/или активирующее устройство могут иметь устройство для пламенной обработки с одним или многими точечно исходящими пламенами. Это устройство для пламенной обработки тогда перемещается на отдельных участках над предварительно обрабатываемой поверхностью объекта. При декорировании трехмерных объектов объект предпочтительно удерживается в фиксирующем устройстве вращающимся вокруг оси вращения. Эта ось вращения предпочтительно представляет собой продольную ось объекта.
В дополнительном варианте исполнения устройство имеет устройство для разматывания переводной среды и/или устройство для наматывания переводной среды, предпочтительно с направляющей переводной среды для проведения переводной среды.
В устройстве и, соответственно, способе для декорирования объектов теперь возможно, что переводная среда транспортируется либо непрерывно, либо ритмично, причем прижатие снабженной декоративным материалом переводной среды к объекту, то есть, в частности, декорирование объекта, и/или перемещение объекта целесообразнее всего выполняется ритмично.
Таким образом, существует возможность того, что переводная среда перемещается непрерывно. При этом, в частности, скорость непрерывного движения ленты переводной среды представляет собой оптимальное условие для непрерывного пропечатывания переводной среды в печатающем устройстве, например, по технологии цифровой печати, с высоким качеством.
Так, возможно, что во время прижатия, в частности, ритмичного, снабженной декоративным материалом переводной среды к объекту в прижимном устройстве, одновременно выполняется, в частности, ритмичное, нанесение декоративного материала на переводную среду в печатающем устройстве.
При этом предпочтительно определяется раппорт между отдельными печатными участками в зависимости от скоростей ритмичного перемещения и печати. Так, возможно, что раппорт между отдельными печатными участками в зависимости от скорости ритмичного перемещения и печати является большим или меньшим. В частности, раппорт определяется и, соответственно, рассчитывается по известной скорости ритма при перемещении объекта и декорирования объекта. Предпочтительно выполняется, в частности, при непрерывном перемещении переводной среды, во время ритмичного декорирования объекта, одновременно ритмичное напечатание переводной среды. Раппорт преимущественно является вполовину менее «длинным» (с длиной по отношению к скорости перемещения переводной среды), чем ритм объекта (декорирования объекта и перемещения объекта). Обычно раппорт предпочтительно настраивается постоянным по всей траектории и не регулируется.
Недостатком подобного непрерывного процесса является то, что, в частности, очень высок расход переводной среды, вследствие чего увеличиваются затраты.
Дополнительная возможность состоит в том, что переводная среда приводится в движение в такт, в частности, точно такой же, с транспортным устройством объекта. В этом случае переводная среда перемещается не непрерывно, а в зависимости от технологической стадии переводная среда приводится в движение или останавливается.
Так, возможно, что переводная среда в зависимости от прижатия, в частности, ритмичного, снабженной декоративным материалом переводной среды к объекту перемещается по направлению прижатия. При этом приведение в движение переводной среды производится в такт с транспортным устройством объекта. Так, возможно, что нанесение декоративного материала на переводную среду и прижатие снабженной декоративным материалом переводной среды к объекту выполняется ритмично, причем переводная среда приводится в движение или останавливается в зависимости от ритмичного прижатия переводной среды.
При этом является благоприятным, что сокращается раппорт между декоративным материалом, в частности, печатными изображениями, и тем самым расход переводной среды. При этом пропечатывание предпочтительно выполняется с таким же ритмом, как и для объекта. Однако во время процесса печати, в частности, также производится ускорение и затормаживание переводной среды так, что процесс печати очень часто проводится с переменными скоростями.
Недостатком подобного ритмичного процесса является то, что, в частности, вследствие постоянно меняющейся скорости движения ленты проявляется негативное влияние на качество нанесения декоративного материала, например, такое как качество печати при цифровой печати.
Дополнительная благоприятная возможность состоит в сочетании непрерывного процесса и ритмичного процесса. При этом предпочтительно, с одной стороны, обеспечивается постоянная скорость непрерывного движения ленты переводной среды во время процесса печати, и, с другой стороны, ритмичная скорость ленты относительно объекта во время декорирования объекта, то есть, в частности, во время процесса переноса, при котором целесообразным образом производится прижатие снабженной декоративным материалом переводной среды к объекту.
Так, возможно, что прижатие снабженной декоративным материалом переводной среды к объекту выполняется ритмично, причем нанесение декоративного материала на переводную среду производится при постоянной скорости непрерывного движения ленты.
Для возможности комбинирования обоих вариантов, устройство предпочтительно включает компенсирующий модуль или, соответственно, «накопитель», в частности, чтобы во время фазы остановки при ритмичном процессе для объекта переводная среда могла «собираться» или, соответственно, запасаться, в накопителе так, чтобы это было не в ущерб качеству печати при предпочтительно непрерывной скорости ленты переводной среды. В частности, компенсирующий модуль выполнен как механический накопитель, который, в зависимости от технологической стадии, заготавливает требуемую переводную среду с необходимой скоростью обработки. Например, такой компенсирующий модуль может представлять собой приемную камеру для петли переводной среды, в частности, со средствами для сохранения натяжения ленты переводной среды.
Компенсирующий модуль или, соответственно, механический накопитель внутри компенсирующего модуля, предпочтительно может накапливать переводную среду при боковом перемещении, и изменением направления перемещения вновь выдавать переводную среду. При этом максимальная дистанция бокового перемещения компенсирующего модуля или, соответственно, механического накопителя внутри компенсирующего модуля, является большей, в частности, в среднем вдвое большей, чем дистанция, которую переводная среда преодолевает при постоянной скорости непрерывного движения ленты. При этом предварительно определенное время предпочтительно соответствует фазе остановки, в которой объект декорируется, в частности, при прижатии декоративного материала. Другими словами, скорость ритмичной выдачи переводной среды во время выпуска является более высокой, например, в 1,5 раза более высокой, чем скорость непрерывного заполнения переводной средой, так что накопитель не переполняется.
Согласно дополнительному варианту исполнения, для компенсации размерных колебаний декорируемого объекта прижимное устройство, предпочтительно цилиндр прижимного устройства, размещается плавающим или, соответственно, подвешенным. Например, может применяться пневмоцилиндр с регулируемым давлением и/или гидроцилиндр с регулируемым давлением, причем изменением регулировки давления воздуха в пневмоцилиндре или, соответственно, регулировки давления текучей среды в гидроцилиндре, может настраиваться переменная сила прижатия цилиндра к объекту при переносе декоративного материала. Выравнивание размерных колебаний на поверхности объекта может выполняться подпружиненным вертикальным возвратно-поступательным движением цилиндра соответственно отрегулированной силе прижатия. В альтернативном варианте, вертикальное переменное возвратно-поступательное движение и регулирование силы прижатия могут производиться посредством нажимных пружин с регулируемым напряжением пружин, вместо сжатого воздуха и пневмоцилиндра или давления текучей среды и гидроцилиндра.
В предпочтительном варианте осуществления для декорирования предпочтительно трехмерных объектов прижатие переводной среды к объекту выполняется так, что объект поворачивается вокруг оси вращения, что переводная среда протягивается по касательной к наружному периметру объекта, и что прижимное устройство прижимает переводную среду к объекту вдоль контактного участка между объектом и переводной средой, причем прижимное устройство предпочтительно движется так, что поверхностная скорость прижимного устройства соответствует поверхностной скорости объекта, и причем переводная среда предпочтительно движется так, что поверхностная скорость переводной среды соответствует поверхностной скорости объекта.
В одном дополнительном варианте исполнения прижатие переводной среды к объекту производится таким образом, что объект удерживается в фиксированном положении, и переводная среда посредством прижимного устройства разматывается по поверхности объекта, причем прижимное устройство прижимает переводную среду к объекту вдоль контактного участка между объектом и переводной средой, причем прижимное устройство предпочтительно движется вдоль объекта.
В одном особенно предпочтительном дополнительном варианте исполнения способа переводная среда выполнена в виде бесконечной ленты, причем вышеуказанная последовательность стадий исполняется многократно, причем при каждом проходе вышеуказанной последовательности стадий в каждом случае следующий объект снабжается декоративным материалом. Таким образом, переводной средой могут быть пропечатаны многочисленные объекты, без образования отходов в форме однократной использованного, утилизируемого переводного материала или, соответственно, материала переводной пленки. В этом варианте исполнения, в частности, декоративный материал полностью переносится с переводной среды на объект, так что переводная среда затем по существу не содержит декоративный материал и может быть использована вновь.
Для улучшения поверхности переводной среды в отношении характеристик сцепления декоративного материала с переводной средой, и тем самым обеспечения надежного прилипания декоративного материала при пропечатывании переводной среды и надежного отделения декоративного материала от переводной среды при переносе декоративного материала на объект, и чтобы иметь возможность компенсировать неоднородности на поверхности переводной среды, в дополнительном предпочтительном варианте исполнения переводная среда перед нанесением декоративного материала подвергается предварительной обработке. Когда переводная среда при предварительной обработке снабжается покрытием для лучшего отделения при переносе декоративного материала на объект, в частности, разделительным слоем, кроме того, могут быть достигнуты особенно эффективные и надежные напечатание и перенос декоративного материала.
Когда переводная среда соответственно дополнительному предпочтительному варианту исполнения очищается после напечатания, с переводной среды удаляются остатки клея и часть декоративного материала, который не был перенесен на объект при прижатии переводной среды к нему, и очищенная тем самым переводная среда используется вновь.
Особенно благоприятный вариант исполнения получается, когда сформированная в виде бесконечной ленты переводная среда после пропускания через прижимное устройство очищается и затем подвергается предварительной обработке перед тем, как переводная среда вновь подается в печатающее устройство для нового нанесения декоративного материала.
В качестве клея предпочтительно применяется УФ-отверждаемый клей, и причем отверждение клея выполняется посредством облучения УФ-излучением.
Предпочтительно используется прозрачный клей со следующим составом:
2-феноксиэтилакрилат 10%-60%, предпочтительно 25%-50%;
4-(1-оксо-2-пропенил)морфолин 5%-40%, предпочтительно 10%-25%;
экзо-1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]-гепт-2-илакрилат 10%-40%, предпочтительно 20%-25%;
2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид 5%-35%, предпочтительно 10%-25%;
диакрилат дипропиленгликоля 1%-20%, предпочтительно 3%-10%;
уретанакрилатный олигомер 1%-20%, предпочтительно 1%-10%.
При применении физически или химически отверждаемого клея, высушивание клея может альтернативно проводиться в секции термической сушки.
В одном предпочтительном варианте осуществления УФ-излучение создается источником УФ-излучения, причем прижимное устройство, по меньшей мере на отдельных участках, является прозрачным для УФ-излучения, и по меньшей мере частично размещается между источником УФ-излучения и фиксирующим устройством.
Вышеуказанные устройства и, соответственно, способы особенно пригодны для переноса декоративного материала, когда в отношении декорируемых объектов речь идет об объектах из синтетического материала, стекла или металла, в частности, упаковках для косметики, металлических контейнерах, стеклянных бутылках, питьевых стаканах, и прочих стеклянных, металлических и пластмассовых упаковках, в особенности с цилиндрическим, овальным или многоугольным поперечным сечением, в частности, тубах, бутылках, стаканах, флаконах и баллончиках из стекла, керамического материала, синтетического материала или металла, а также по существу двумерных объектах, таких как полотна, ленты, бумажные листы, пластины, диски, плитки, или доски.
Краткое описание чертежей
Предпочтительные дополнительные варианты осуществления изобретения более подробно разъясняются посредством нижеследующего описания фигур. При этом показано:
Фиг. 1 схематически представляет изображение устройства для декорирования художественно оформляемых объектов;
Фиг. 2 схематически представляет изображение устройства для декорирования художественно оформляемых объектов;
Фиг. 3 схематически представляет изображение устройства для декорирования художественно оформляемых объектов;
Фиг. 4 схематически представляет изображение устройства для декорирования художественно оформляемых объектов;
Фиг. 5 схематически представляет изображение устройства для декорирования художественно оформляемых объектов;
Фиг. 6а и 6b схематически представляют изображение переводной среды; и
Фиг. 7а и 7b схематически представляют изображение компенсирующего модуля.
Подробное описание предпочтительных примеров осуществления изобретения
Далее с помощью фигур описываются предпочтительные примеры осуществления. При этом одинаковые, подобные или одинаково действующие элементы в различных фигурах снабжены идентичными ссылочными позициями, и повторное описание этих элементов частично опускается, во избежание дублирования информации.
На фиг. 1 показано схематическое изображение устройства 100 для декорирования художественно оформляемых объектов 13. Устройство 100 имеет устройство 11 для разматывания переводной среды, с которого разматывается переводная среда 3. По направлению 80 движения переводной среды 3 следует печатающее устройство 7 для нанесения декоративного материала на переводную среду 3. После пропечатывания в печатающем устройстве 7 переводная среда 3 поступает в прижимное устройство 2, к которому примыкает фиксирующее устройство 1. После прижимного устройства 2 размещается устройство 12 для наматывания переводной среды, на которое вновь наматывается использованная переводная среда.
Кроме того, устройство 100 имеет направляющую 8 переводной среды, посредством которой переводная среда 3 проводится через устройство 100, и с помощью которой задается перемещение переводной среды 3.
Фиксирующее устройство 1 может представлять собой, например, державку, на которую надет трехмерный объект 13. Тогда объект 13 фиксируется исключительно изнутри посредством трения между державкой и внутренней поверхностью объекта 13. В альтернативном варианте, фиксирующее устройство 1 может удерживать объект 13 снаружи.
Переводная среда 3 пропускается с подачей из устройства 11 для разматывания переводной среды через регулируемый направляющий валик 82 на вакуумный валик 83. Посредством направляющего валика 82 регулируется подача переводной среды и натяжение переводной среды. С помощью вакуумного валика 83 задается регулируемая скорость продвижения переводной среды 3. Далее по направлению 80 перемещения размещается дополнительный вакуумный валик 83. Скорость вращения этого второго вакуумного валика 83 может настраиваться несколько более высокой сравнительно с первым вакуумным валиком 83 для обеспечения достаточного натяжения ленты в печатающем устройстве 7. Степень разрежения в вакуумных валиках 83 может быть отрегулирована так, что на первом вакуумном валике 83 при более высоком разрежении точно задается подача переводной среды 3, и при меньшем вакуумировании второго вакуумного валика 83 регулируется сила натяжения в результате трения переводной среды 3 на этом вакуумном валике 83. Соответственно различным требованиям при декорировании различных объектов 13 настройка вакуумных валиков 83 может выполняться с противоположной интенсивностью, то есть, с созданием пониженного разрежения на первом вакуумном валике 83 и повышенного разрежения на втором вакуумном валике 83. Вакуумные валики 83 могут быть выполнены с многоэлементными вакуумными секторами, чтобы при раздельном регулировании вакуума в секторах целенаправленно настраивать данные участки вакуумных валиков 83.
После второго вакуумного валика 83 переводная среда 3 пропускается через дополнительный направляющий валик 82, который предусмотрен для того, чтобы в ходе подробнее описываемого далее процесса печати в печатающем устройстве 7 выравнивать ритмичную подачу переводной среды в секции 7 напечатания декора и тем самым переменное натяжение переводной среды, в прижимное устройство 2, и от него через два дополнительных направляющих валика 83 для регулирования натяжения переводной среды подается далее на устройство 12 для наматывания переводной среды и там наматывается.
Находящийся между печатающим устройством 7 и прижимным устройством 2 направляющий валик 82 размещается так, что он приходит в контакт с переводной средой 3 на обратной стороне переводной среды, то есть, на непропечатанной стороне. Таким образом, снабженная в печатающем устройстве 7 декоративным материалом переводная среда 3 подается в прижимное устройство 2 без того, что снабженная декоративным материалом поверхность переводной среды 3 раньше приходит в контакт с поверхностью.
Печатающее устройство 7 сформировано как устройство цифровой печати для пропечатывания переводной среды 3 способом цифровой печати (например, струйной печати, ксерографической печати, жидкостной тоновой печати). В альтернативном варианте, печатающее устройство 7 может быть выполнено также как устройство для трафаретной печати, флексографической печати или офсетной печати, причем может выполняться одноцветная или многоцветная печать.
Печатающее устройство 7 имеет размещенную горизонтально печатную базовую пластину 72. Декорируемая переводная среда 3 пропускается от устройства 11 для разматывания переводной среды через направляющий валик 82 и первый вакуумный валик 83 над печатной базовой пластиной 72 ко второму вакуумному валику 83. Поверх печатной базовой пластины 72 печатающее устройство 7 имеет многочисленные печатающие головки 70, причем первая печатающая головка 70 предусматривается для печати лакового слоя как разделительного лака и, соответственно, разделительного слоя, и как вспомогательного средства для нанесения при переносе декоративного материала. За ней следуют четыре дополнительных печатающих головки 70 для нанесения красок четырехцветной печати, голубой, желтой, пурпурной и черной, чтобы выполнить цветную печать на переводной среде 3. Печать выполняется на неподвижно лежащей на печатной базовой пластине 72 или, соответственно, фиксированной переводной среде 3, тогда как печатающие головки 70 перемещаются с предварительно заданной скоростью печатающих головок вдоль направления 71 движения печатающих головок над печатной базовой пластиной 72.
В альтернативном варианте, вместо первого или второго вакуумного валика 83 могут быть размещены один или несколько дополнительных направляющих валиков. Кроме того, также могут быть предусмотрены другие типы привода для перемещения переводной среды 3.
Кроме того, в печатающее устройство 7 встроены синхронно подвижная сушильная секция 6 для высушивания нанесенного на переводную среду 3 декоративного материала и наносящее клей устройство 4 для нанесения клея на снабженную декоративным материалом переводную среду 3. После пропечатывания переводной среды 3 сушильная секция 6 подсушивает или, соответственно, предварительно подсушивает, или полностью высушивает и/или отверждает нанесенные находящимися выше по потоку печатающими головками 70 краски. В данном случае сушильная секция 6 выполнена как сушильная секция с УФ-излучением для подсушивания или полного высушивания и/или предварительного отверждения или, соответственно, полного отверждения нанесенного на переводную среду 3 декоративного материала. В альтернативном варианте, также могут применяться другие способы сушки.
В частности, в случае пропечатывания переводной среды отверждаемым посредством УФ-излучения декоративным материалом является благоприятным, чтобы декоративный материал непосредственно после печати подвергался предварительному отверждению на переводной среде 3. Для этого целесообразно, когда печатающее устройство 7 имеет источник УФ-излучения для предварительного отверждения декоративного материала, который предпочтительно размещается на конце печатающего устройства 7 и/или перед наносящим клей устройством 4. В частности, тем самым повышается вязкость декоративного материала. Этим предотвращается растекание или слишком сильное раздавливание нанесенной области декоративного материала при последующей обработке так, что может достигаться нанесение с особенно высокой резкостью по краям декоративного материала и особенно высоким качеством поверхности переносимых на объект слоев. При этом желательно как можно меньшее раздавливание декоративного материала, чтобы в непосредственно соседних с декоративным материалом областях, в частности, самых маленьких областях, сближать друг с другом и объединять так называемые пиксели. Это может быть благоприятным, чтобы, например, при сплошных поверхностях и/или на краях мотива, избегать пиксельности изображения, то есть, во избежание того, что будут проявляться визуально мешающие отдельные пиксели. При этом раздавливание является допустимым только в такой мере, чтобы не слишком сильно сокращалась способность к желательному отслаиванию. При этом облучение УФ-излучением благоприятным образом выполняется в диапазоне длин волн от 220 нм до 420 нм, предпочтительно в диапазоне длин волн от 350 нм до 400 нм.
Источник УФ-излучения для предварительного отверждения декоративного материала предпочтительно представляет собой светодиодный (LED) источник света. С использованием LED-источников света может создаваться почти монохроматическое освещение, так что обеспечивается то, что в необходимом для отверждения клея диапазоне длин волн достигается требуемая интенсивность излучения. Это, как правило, может не достигаться с традиционными ртутными лампами среднего давления.
После высушивания наносящее клей устройство 4 посредством печатающих клеем головок 40 производит напечатание клея на места слоя декоративного материала, которые позже в прижимном устройстве 2 должны переноситься на трехмерный предмет 13.
В частности, в случае, что клей имеет отверждаемые УФ-излучением компоненты, является благоприятным, чтобы клей предварительно отверждался непосредственно после нанесения клея на переводную среду, в частности, для так называемого «закрепления» клея. Так, является целесообразным, когда наносящее клей устройство имеет источник УФ-излучения для предварительного отверждения клея, которое предпочтительно размещается на конце наносящего клей устройства и/или перед прижимным устройством. В частности, тем самым повышается вязкость клея. Этим предотвращается растекание или слишком сильное раздавливание нанесенной области клея при последующей обработке так, что может достигаться нанесение с особенно высокой резкостью по краям декоративного материала и особенно высоким качеством поверхности переносимых на объект слоев. При этом желательно как можно меньшее раздавливание клея, чтобы в непосредственно соседних с печатной средой областях, в частности, самых маленьких областях, сближать друг с другом и объединять так называемые пиксели. Это может быть благоприятным, чтобы, например, при сплошных поверхностях и/или на краях мотива, избегать пиксельности изображения, то есть, во избежание того, что будут проявляться визуально мешающие отдельные пиксели. При этом раздавливание является допустимым только в такой мере, чтобы не слишком сильно сокращалась способность к желательному отслаиванию. При этом облучение УФ-излучением благоприятным образом выполняется в диапазоне длин волн от 220 нм до 420 нм, предпочтительно в диапазоне длин волн от 350 нм до 400 нм.
Источник УФ-излучения для предварительного отверждения клея предпочтительно представляет собой LED-источник света. С использованием LED-источников света может создаваться почти монохроматическое освещение, так что обеспечивается то, что в необходимом для отверждения клея диапазоне длин волн достигается требуемая интенсивность излучения. Это, как правило, может не достигаться с традиционными ртутными лампами среднего давления.
В альтернативном варианте, печатающие головки 70 и печатная базовая пластина 72 могут быть размещены в фиксированном положении. Тогда во время процесса печати поступающая с устройства 11 для разматывания переводной среды переводная среда 3 посредством первого вакуумного валика 83 и второго вакуумного валика 83 протягивается над печатной базовой пластиной 72 под печатающими головками 70. Скорость подачи переводной среды 3 регулируется соответственно производительности печатания печатающих головок 70.
Кроме того, возможно, что печатная базовая пластина 72 размещается подвижной вдоль направления 73 перемещения пластины, чтобы содействовать процессу печати.
Посредством печатающего устройства 7 на переводной среде 3 снаружи декоративных областей, которые должны переносится на объект 13, могут быть напечатаны точки измерения, чтобы иметь возможность регистрировать положение декоративного материала на переводной среде 3 с помощью датчиков или по меньшей мере одной камеры.
По завершении процесса печати переводная среда 3 транспортируется дальше к прижимному устройству 2 для переноса декоративного материала на объект 13.
Прижимное устройство 2 имеет прозрачный, вращающийся, полый цилиндр 20, который на наружной стороне снабжен гибким прижимным слоем из эластичного прозрачного материала, предпочтительно силиконового материала. Благодаря тому, что прижимной слой является эластичным, могут быть компенсированы неоднородности трехмерного объекта 13, переводной среды 3 и/или конструкции машины. Цилиндр 20 и прижимной слой в данном случае являются прозрачными для УФ-излучения, сообразно чему обеспечивается возможность пропускания УФ-излучения через цилиндр 20 и его прижимной слой.
Клей в данной ситуации представляет собой отверждаемый УФ-излучением УФ-клей. Внутри цилиндра 20 размещается отверждающее устройство 5 в форме источника УФ-излучения для отверждения клея. Область облучения отверждающим устройством 5 при этом ориентирована на область 14 контакта переводной среды 3 и объекта 13. Благодаря тому, что испускаемое источником УФ-излучения по направлению к объекту 13 УФ-излучение может выходить из цилиндра 20, как цилиндр 20, так и прижимной слой выполнены из материалов, которые являются прозрачными для необходимого для отверждения УФ-излучения. Равным образом, переводная среда 3 прозрачна для необходимого для отверждения УФ-излучения.
При этом источник УФ-излучения для отверждения клея испускает УФ-излучение предпочтительно в диапазоне длин волн между 220 нм и 420 нм, предпочтительно между 350 нм и 400 нм.
Прижимное устройство 2 является прозрачным или просвечивающим для УФ-излучения, в частности, в диапазоне длин волн от 220 нм до 420 нм, предпочтительно в диапазоне длин волн от 350 нм до 400 нм, в особенности предпочтительно в диапазоне от 365 нм до 395 нм. При этом прозрачность или полупрозрачность должна составлять, в частности, от 30% до 100%, предпочтительно от 40% до 100%. При этом более низкие прозрачность или полупрозрачность предпочтительно могут быть компенсированы повышенной интенсивностью УФ-излучения.
В качестве источников УФ-излучения при этом могут быть использованы, например, светодиодные (LED) излучатели, ртутные лампы или также легированные железом и/или галлием ртутные лампы. Источник УФ-излучения для отверждения клея предпочтительно представляет собой LED-источник света. С использованием LED-источников света можно создавать почти монохроматическое освещение, так что обеспечивается, что в необходимом для отверждения клея диапазоне длин волн наличествует требуемая интенсивность излучения. Как правило, это может не достигаться с традиционными ртутными лампами среднего давления.
Расстояние от источника УФ-излучения для отверждения клея до объекта 13 благоприятным образом составляет от 2 мм до 50 мм, предпочтительно от 2 мм до 40 мм, чтобы достигать оптимального сплошного отверждения, в частности, чтобы к тому же одновременно избегать физического контакта источника УФ-излучения с объектом 13. Размер облучающего окна источника УФ-излучения для отверждения клея в машинном направлении предпочтительно составляет между 5 мм до 40 мм.
При применении LED-источников света энергия излучения обычно сравнительно сильно снижается на расстоянии около 5 мм от LED-источника света, в частности, вследствие относительно большой расходимости LED-источника света, так что расстояние до объекта 13 предпочтительно следует выбирать соответственно малым. В результате применения LED-источников света с оптическим фокусированием возможно большее расстояние до объекта 13, благодаря чему, в частности, также возможно использование в случае более сложных в конструктивном отношении условий. Кроме того, возможно, что облучающее окно при использовании LED-источников света с оптическим фокусированием может быть меньшим, в частности, сравнительно с облучающим окном при применении источников УФ-излучения без оптического фокусирования.
Полная интенсивность УФ-облучения предпочтительно составляет между 1 Вт/см2 и 50 Вт/см2, предпочтительно между 3 Вт/см2 и 40 Вт/см2. Тем самым достигается то, что клей при скоростях перемещения ленты от около 10 м/мин до 60 м/мин (или выше), и, по обстоятельствам, других, уже посредством обсужденных факторов предварительного отверждения полностью отверждается насквозь.
Принимая во внимание эти факторы, клей в этом способе подвергается облучению с номинальной интенсивностью УФ-облучения предпочтительно между 4,8 Вт/см2 и 8,0 Вт/см2. Это соответствует номинальному количеству подводимой в клей энергии (дозе) при предпочтительной продолжительности облучения между около 0,1 сек (при скорости ленты 10 м/мин, и ширине облучающего окна 20 мм) и около 0,04 сек (при скорости ленты 30 м/мин, и ширине облучающего окна 20 мм) от около 100 мДж/см2 до 2000 мДж/см2, предпочтительно от около 100 мДж/см2 до 1000 мДж/см2, в частности, причем это номинальное количество подводимой энергии может варьировать в зависимости от требуемого отверждения.
При этом в особенности следует принимать во внимание, что эти значения возможны только теоретически (при 100%-ной мощности лампы). В частности, при полной мощности LED-источника света для отверждения клея, например, при варианте с 20 Вт/см2, и небольшой скорости перемещения ленты, например, 10 м/мин, переводная среда разогревается настолько сильно, что может загореться. Поэтому номинальное количество подводимой энергии, в зависимости от скорости ленты, особенно предпочтительно составляет между 100 мДж/см2 и 500 мДж/см2.
При этом цилиндр 20 в прозрачных для УФ-излучения областях может состоять, например, из PMMA (полиметилметакрилата, акрилового стекла) и/или из боросиликатного стекла. Оба материала имеют, в частности, в диапазоне длин волн от 350 нм до 400 нм, коэффициент светопропускания по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 70%.
Кроме того, возможно, что цилиндр 20 прижимного устройства 2 является полностью или частично прозрачным так, что УФ-излучение может пропускаться в достаточной мере, в частности, чтобы полностью отверждать или, соответственно, насквозь отверждать клей. При этом декоративный материал предпочтительно имеет достаточный коэффициент светопропускания, в частности, чтобы обеспечивать возможность отверждения клея на обратной стороне напечатанного изображения посредством УФ-излучения. При этом в практических испытаниях оказалось, что, в частности, при многоцветном печатном изображении является достаточным коэффициент светопропускания декоративного материала по меньшей мере 2,5% в диапазоне длин волн между 350 нм и 400 нм, чтобы могла быть достигнута достаточная экспозиция находящегося позади него по направлению освещения клея.
При измерениях коэффициента светопропускания декоративного материала, например, были определены следующие значения:
| Цветовой тон декоративного материала | Коэффициент светопропускания в процентах при около 395 нм | Толщина слоя декоративного материала в мкм |
| Просвечивающий красочный лак, голубой | 35% | 6 |
| Просвечивающий красочный лак, пурпурный | 53% | 6 |
| Просвечивающий красочный лак, желтый | 15% | 6 |
| Просвечивающий красочный лак, черный | 3,5% | 6 |
| Непрозрачный красочный лак, белый | 0% | 15 |
| Напыленный алюминий с толщиной от около 15 нм до 20 нм | 6,3% | -- |
В частности, если коэффициент светопропускания декоративного материала является слишком низким для достаточной экспозиции клея, например, при приведенном выше непрозрачном белом декоративном материале, то предпочтительно, чтобы декоративный материал был размещен в виде растра в первых зонах декоративного материала и вторых зонах без декоративного материала. При этом является особенно благоприятным размещение первых и/или вторых зон в форме тонких линий и/или мелких элементов растра с шириной линий и/или с минимальным размером элементов растра менее 500 мкм, предпочтительно менее 250 мкм. При этом УФ-излучение может в достаточной мере проходить через вторые зоны без декоративного материала и достигать клея, и там в достаточной степени экспонировать его для отверждения. При этом первые зоны в силу их незначительной величины по меньшей мере частично могут подсвечиваться снизу так, что клей и там тоже, по меньшей мере частично, освещается и тем самым может отверждаться.
Отношение средней ширины первых зон к средней ширине вторых зон предпочтительно составляет между 0,75:1 и 1:5. Так, ширина первых зон предпочтительно составляет менее 250 мкм, и ширина вторых зон составляет более 250 мкм.
Первые и вторые зоны предпочтительно размещаются согласно одно- или двумерному растру, например, в виде линейного растра или двумерной сетки. Так, возможно, что первые зоны и/или вторые зоны образованы в форме точек или в форме многоугольника. Формы элементов растра предпочтительно выбираются из: точечных, ромбовидных и крестообразных. Однако также возможно использование по-другому выполненных форм элементов растра.
Растр и, соответственно, распределение первых и вторых зон при этом предпочтительно выполнен регулярным или случайным (стохастическим), или псевдослучайным.
Кроме того, также возможно, что в отношении одно- или двумерного растра речь идет о геометрически трансформированном растре. Так, например, может быть, что речь идет о кругообразном или волнообразном трансформированном одномерном растре, причем, например, первые зоны предусматриваются в форме концентрических колец или в форме волнистых линий.
В альтернативном варианте, клей может быть выполнен как физически или химически отверждаемый клей, причем высушивание клея тогда может предпочтительно проводиться термической сушкой. Тогда отверждающее устройство 5 соответственно выполнено как устройство для термической сушки.
Для переноса декоративного материала с переводной среды 3 на объект 13 декорируемый объект 13 посредством фиксирующего устройства 1 размещается под прижимным устройством 2. Тогда переводная среда 3 с декоративным и клеевым слоем движется по направлению к объекту 13 над цилиндром 20 и пропускается поверх закрепленного в фиксирующем устройстве 1 объекта 13, причем сторона переводной среды 3 с декоративным слоем обращена к декорируемой поверхности объекта 13. Перенос декоративного материала выполняется прижатием к объекту с заданным давлением прижатия с пропускаемой по касательной вдоль области 14 контакта переводной среды 3 с помощью цилиндра 20 над объектом 13. При этом цилиндр 20 и объект 13 поворачиваются так, что поверхностная скорость переводной среды 3 соответствует поверхностной скорости объекта 13.
УФ-клей отверждается УФ-излучением одновременно с прижатием переводной среды 3 к объекту 13. В результате вращения объекта 13 и тангенциального проведения переводной среды 3 над объектом 13 переводная среда 3 непосредственно после отверждения клея вновь оттягивается от объекта 13. На местах, на которые клей был нанесен на переводную среду 3, декоративный материал после отверждения клея (например, декоративные краски или металлический слой) посредством отвержденного клея прилипает к объекту 13. На местах, на которые клей не находился, декоративный материал остается на переводной среде.
Для компенсации размерных колебаний объекта 13 цилиндр 20 в прижимном устройстве 2 размещается плавающим или, соответственно, подвешенным. Например, может применяться пневмоцилиндр с регулируемым давлением, причем изменением настройки давления воздуха в пневмоцилиндре может настраиваться переменная сила прижатия цилиндра 20 к объекту 13 при переносе декоративного материала. Выравнивание размерных колебаний на поверхности объекта 13 выполняется подпружиненным вертикальным возвратно-поступательным движением цилиндра 20 соответственно отрегулированной силе прижатия. В альтернативном варианте, вертикальное переменное возвратно-поступательное движение и регулирование силы прижатия могут производиться посредством нажимных пружин с регулируемым напряжением пружин, вместо сжатого воздуха и пневмоцилиндра.
Вариант исполнения прижимного устройства 2 с полым цилиндром 20 для переноса декоративного материала также пригоден для переноса на плоские объекты. В случае объектов с плоской поверхностью, например, таких как объекты с квадратным или прямоугольным поперечным сечением, а также плоские жесткие объекты, клей может быть нанесен также как на объект, так и на декоративный слой переводной среды. Для переноса декоративного материала прижимное устройство 2 перемещается горизонтально. Путем радиального прокатывания цилиндра 20 по объекту при одновременном облучении посредством отверждающего устройства 5 декоративный материал переносится на поверхность объекта.
На фиг. 2 схематически показано устройство 100 для декорирования художественно оформляемых объектов 13. Устройство 100, соответственно тому же, как на фиг. 1, имеет по направлению 80 движения переводной среды 3 устройство 11 для разматывания переводной среды, печатающее устройство 7, прижимное устройство 2 и устройство 12 для наматывания переводной среды.
Переводная среда 3 с подачей из устройства 11 для разматывания переводной среды пропускается через первый вакуумный валик 83 направляющей 8 переводной среды непосредственно к полому цилиндру 20 прижимного устройства 2. Переводная среда 3 огибает цилиндр 20 с углом охвата около 300°. Затем переводная среда 3 проводится через дополнительный вакуумный валик 83 устройства 12 для наматывания переводной среды.
В отличие от устройства 100 из фиг. 1, печатающее устройство 7 согласно второму варианту исполнения размещено непосредственно на цилиндре 20 прижимного устройства 2. Цилиндр 20 тем самым действует как основа для печати в печатающем устройстве 7. Печатающие головки 70 печатающего устройства 7 соответственно этому размещаются радиально на предварительно заданном радиальном расстоянии от наружной поверхности цилиндра 20. Сушильное устройство 6 и наносящее клей устройство 4 выполнены как часть печатающего устройства 7, и также размещены ниже по потоку на радиальном расстоянии ниже по потоку относительно печатающих головок 70. Для предотвращения рассеяния испускаемого сушильным устройством 6 УФ-излучения внутри цилиндра 20 в области сушильного устройства 6 размещается светонепроницаемое ограждение 60.
Для напечатания, высушивания и нанесения клея на переводную среду 3 цилиндр 20 вращается с предварительно заданной скоростью вращения соответственно предварительно заданной скорости печати или, соответственно, производительности печати. Кроме того, напечатание, высушивание и нанесение клея на переводную среду 3 выполняется соответственно порядку действий, который был описан в отношении фиг. 1.
Под горизонтально размещенным цилиндром 20, аналогично первому варианту исполнения, размещено фиксирующее устройство 1, которое удерживает пропечатываемый объект 13. Перенос декоративного материала посредством прижимного устройства 2 производится аналогично первому варианту исполнения описываемого способа. Таким образом, одновременно производится прижатие переводной среды 3 посредством цилиндра 20 к объекту 13 и отверждение клея посредством отверждающего устройства 5. Положение второго вакуумного валика 83 является регулируемым так, что можно настраивать угол отслоения переводной среды 3 от объекта 13, чтобы достигать оптимального отделения декоративного материала.
Кроме того, целесообразно, чтобы поверхность объекта 13 перед декорированием была подвергнута предварительной обработке. Эта предварительная обработка может включать, в частности стадию очистки объекта и/или стадию активирования.
В стадии очистки объекта предпочтительно удаляются загрязнения и/или также имеющиеся защитные покрытия, или другие функциональные покрытия, которые, в частности, были нанесены для транспортирования объекта 13 и/или во время изготовления объекта 13.
В случае стекловидных поверхностей, в частности, к тому же возникают проблемы, обусловленные связанной с поверхностью влагой. При этом влага связывается в особенности в форме гелевых слоев, которые оказывают негативное влияние на характеристики сцепления наносимых впоследствии на поверхность слоев.
Способность поверхности обеспечивать возможность сцепления с наносимыми впоследствии на поверхность слоями, в частности, декоративными, зависит также от нанесенных или созданных реакционноспособных групп на поверхности, так как они является основой прочного связывания наносимых впоследствии слоев. Плотность, в частности, находящихся в силикатном слое стекла реакционноспособных ОН-групп при известных способах не является достаточной, что приводит к снижению сцепления наносимых впоследствии слоев.
В стадии активирования, которая предпочтительно проводится после стадии очистки объекта, поверхность объекта 13 благоприятным образом модифицируется так, что усиливается и улучшается сцепление наносимого впоследствии декоративного материала. При этом модифицирование проводится химическим и/или физическим путем.
В частности, стадия очистки объекта включает модифицирование поверхности объекта 13 по меньшей мере окислительным пламенем. Стадия очистки объекта обеспечивает то преимущество, что она сокращает количество связанной с аморфной поверхностью плотной подложки влаги в форме неоднородных гелевых слоев. Неожиданно оказалось, что посредством стадии очистки объекта сокращается способный к воспроизведению гелевый слой. Гелевый слой зависит от конкретной аморфной структуры, как и от степени старения гелевого слоя. Действием окислительного пламени гелевый слой и тем самым связанная влага сокращается. Уменьшение гелевого слоя приводит к воспроизводимым однородным свойствам поверхности.
При этом под окислительным пламенем подразумевается любой зажженный газ, газо-воздушная смесь, аэрозоль или распыленная жидкость, которые содержат избыток кислорода и/или могут действовать как окислитель.
Стадия активирования включает, в частности, модифицирование поверхности объекта 13 по меньшей мере силикатизирующим пламенем. При этом наносится слой оксида кремния с толщиной до 60 нм, предпочтительно от 5 нм до 50 нм, более предпочтительно от 10 нм до 30 нм, который отличается высоким содержанием реакционноспособных ОН-групп. Однородность и хорошие адгезионные характеристики нанесенного слоя оксида кремния достигаются сочетанием стадии очистки объекта и стадии активирования. Благоприятным является такой выбор числа пламенных обработок, что модифицирование поверхности объекта 13 производится от одной до десяти, в частности, от одной до пяти, обработками окислительным и/или силикатизирующим пламенем.
Реакционноспособные группы на поверхности являются химической основой для прочного химического связывания наносимых впоследствии при поверхностной обработке слоев, например, восковых слоев, и/или лаковых слоев, и/или красочных слоев. Когда поверхность состоит из аморфного вещества, например, из стекла, поверхностная плотность ОН-групп на поверхности соответствующей изобретению плотной подложки оказывается в 2-5 раз более высокой, чем на необработанных поверхностях.
Нанесенный во второй стадии обработки слой оксида кремния и, соответственно, силикатный слой, имеет субмикроскопическую шероховатость. Шероховатость и связанная с этим возможность механического закрепления для дополнительных слоев приводит к явно улучшенному сцеплению всех последующих слоев. Посредством стадии очистки объекта и стадии активирования создается воспроизводимая, однородная, микрорельефная поверхность. Комбинация обеих технологических стадий неожиданно приводит к сокращению гелевого слоя и повышению плотности и к однородному распределению реакционноспособных ОН-групп.
В стадии активирования для пламенной обработки применяется газ, который содержит содержащие соединения компоненты, выбираемые из группы алкилсиланов, алкоксисиланов, алкилтитановых производных, алкоксититановых производных, алкилалюминиевых производных, алкоксиалюминиевых производных, или их комбинаций.
Предпочтительными примерами подобных соединений являются тетраметилсилан, тетраметилтитан, тетраметилалюминий, тетраэтилсилан, тетраэтилтитан, тетраэтилалюминий, 1,2-дихлортетраметилсилан, 1,2-дихлортетраметилтитан, 1,2-дихлортетраметилалюминий, 1,2-дифенилтетраметилсилан, 1,2-дифенилтетраметилтитан, 1,2-дифенилтетраметилалюминий, 1,2-дихлортетраэтилсилан, 1,2-дихлортетраэтилтитан, 1,2-дихлортетраэтилалюминий, 1,2-дифенилтетраэтилсилан, 1,2-дифенилтетраэтилтитан, 1,2-дифенилтетраэтилалюминий, 1,2,3-трихлортетраметилсилан, 1,2,3-трихлортетраметилтитан, 1,2,3-трихлортетраметилалюминий, 1,2,3-трифенилтетраметилсилан, 1,2,3-трифенилтетраметилтитан, 1,2,3-трифенилтетраметилалюминий, диметилдиэтилтетрасилан, диметилдиэтилтетратитан, диметилдиэтилтетраалюминий и подобные соединения.
Кроме того, среди таких алкильных производных предпочтительно применяется силановое соединение, алкилтитановое соединение м алкилалюминиевое соединение, тетраметилсилан, тетраметилтитан, тетраметилалюминий, тетраэтилсилан, тетраэтилтитан и тетраэтилалюминий, ввиду их особенно низкой температуре кипения и их легкой смешиваемости с воздухом и подобными газами, как модифицирующие соединения, тогда как силангалогенидное соединение, такое как 1,2-дихлортетраметилсилан, предпочтительно используется как модифицирующее средство.
Кроме того, среди вышеуказанных соединений предпочтительны алкоксилановые, алкоксититановые и алкоксиалюминиевые производные, поскольку их температура кипения составляет величину в диапазоне между 10°C и 100°C, так как они благодаря своей сложноэфирной структуре, хотя в общем имеют по большей части более высокую температуру кипения, но обеспечивают возможность еще лучшего модифицирующего поверхность действия на твердую подложку.
Под силикатизирующим пламенем в смысле изобретения в каждом случае подразумевается горючий газ, газо-воздушная смесь, аэрозоль или распыленная жидкость, с помощью которых в результате пиролитического разложения содержащего кремний вещества в пламени на поверхность наносится слой оксида кремния. В частности, может быть предусмотрено, что наносится кремнийсодержащее покрытие, по существу не содержащее углерод, и что при пламенном пиролизе в качестве кремнийсодержащего вещества подводится содержащий кремний алкоксисилан в смеси с воздухом и горючим газом, а также при необходимости кислород. Горючий газ включает, например, газообразный пропан, бутан, светильный газ и/или природный газ.
Предпочтительно, когда значение средней молекулярной массы модифицирующего соединения составляет величину в диапазоне от 50 до 1000, предпочтительно в диапазоне от 60 до 500, более предпочтительно в диапазоне от 70 до 200, по измерению масс-спектрометрическим анализом. При средней молекулярной массе модифицирующего соединения ниже 50 высока летучесть, и отчасти затрудняется обращение с ним. Напротив, если значение средней молекулярной массы модифицирующего соединения составляет свыше 1000, в некоторых случаях становится затруднительным испарение при нагревании и легкое смешение с воздухом или подобными газами.
Кроме того, является благоприятным, когда плотность модифицирующего соединения в жидкостном состоянии составляет величину в диапазоне от 0,3 г/см3 до 0,9 г/см3, предпочтительно в диапазоне от 0,4 г/см3 до 0,8 г/см3, более предпочтительно в диапазоне от 0,5 г/см3 до 0,7 г/см3. При значении плотности модифицирующего вещества ниже 0,3 г/см3 затрудняется обращение с ним, и становится отчасти проблематичным помещение в аэрозольный баллон. Напротив, если плотность модифицирующего соединения в жидкостном состоянии превышает 0,9 г/см3, затрудняется испарение, и при помещении в аэрозольный баллон в некоторых случаях это может приводить к полному отделению от воздуха или подобных газов.
При этом является благоприятным, когда модифицирующее соединение нагревается и испаряется, и в испаренном состоянии смешивается с горючим газом и затем сжигается. Температура кипения модифицирующего соединения при этом предпочтительно варьирует между 10°C и 80°C.
Количество модифицирующего соединения в горючем газе, в частности, имеет значение в диапазоне от 1×10–10 мол. % до 10 мол. % от общего количества горючего газа.
Показатель смачивания после модифицирования поверхности имеет значение, в частности, в диапазоне от 40 мН/м (дин/см) до 80 мН/м (дин/см) при температуре измерения 25°C.
Температура пламени окислительного и/или силикатизирующего пламени предпочтительно составляет величину в диапазоне от 500°C до 1500°C, в частности, от 900°C до 1200°C, и/или поверхность объекта нагревается благоприятным образом до температуры от 35°C до 150°C, в частности, от 50°C до 100°C.
Продолжительность обработки окислительным и/или силикатизирующим пламенем, в частности, варьирует в диапазоне от 0,1 секунды до 100 секунд, предпочтительно в диапазоне от 0,1 секунды до 10 секунд, особенно предпочтительно в диапазоне от 0,1 секунды до 5 секунд.
Чтобы иметь возможность легко регулировать температуру пламени окислительного и/или силикатизирующего пламени, рекомендуется добавлять к газу для горения горючий газ. В качестве такого горючего газа могут быть использованы газообразные углеводороды, такие как газообразный пропан или природный газ, или такие горючие газы, как водород, кислород, воздух и тому подобные. При применении горючих газов, которые помещены в аэрозольные баллоны, предпочтительно использование газообразного пропана и сжатого воздуха или тому подобного.
Предпочтительно, чтобы значение содержащегося количества горючего газа составляло величину в диапазоне от 80 мол. % до 99,9 мол. % общего количества газа для горения, предпочтительно в диапазоне от 85 мол. % до 99 мол. %, более предпочтительно в диапазоне от 90 мол. % до 99 мол. %. При содержании горючего газа ниже 80 мол. % ухудшаются характеристики смешения модифицирующего соединения, и в некоторых случаях воздух приводит к неполному сгоранию модифицирующего соединения. Напротив, если значение количества содержащегося горючего газа составляет свыше 99,9 мол. %, в некоторых случаях ухудшается эффективность модифицирования поверхностей.
Также предпочтительным является введение газа-носителя для окислительного и/или силикатизирующего пламени, чтобы обеспечивать возможность однородного примешивания количества модифицирующего соединения в горючий газ. При этом предпочтительно, чтобы модифицирующее соединение предварительно было смешано с газом-носителем и затем примешано в горючий газ, например, такой как поток воздуха. Добавлением газа-носителя даже при применении модифицирующего соединения с относительно высокой молекулярной массой, которое переносится лишь с трудом, можно однородно примешивать его в поток воздуха. При добавлении газа-носителя модифицирующее соединение может легче воспламеняться, и модифицирование поверхности предмета может быть проведено равномерно и в достаточной степени.
При этом предпочтительно, чтобы для газа-носителя использовался газ такого же типа, как для горючего газа, например, воздух и кислород, или газообразные углеводороды, такие как газообразный пропан и природный газ.
Комбинированной обработкой поверхности по меньшей мере одним окислительным и по меньшей мере одним силикатизирующим пламенем создается однородная микрорельефная поверхность, которая имеет высокую плотность реакционноспособных групп.
Шероховатость и хорошая адгезионная характеристика нанесенного в стадии активирования силикатного слоя благоприятным образом приводят к тому, что наносимое впоследствии декоративное изображение, в частности, наносимый впоследствии декоративный материал, например, печатная краска или другие декоративные или функциональные слои, очень хорошо прилипает. Нанесенный на силикатный слой декоративный материал благоприятным образом устойчив к царапанию и истиранию, и имеет высокую водостойкость и устойчивость к водяному пару. Созданием однородного силикатного слоя благоприятным образом достигается высокая кроющая способность краски нанесенных в результате декорирования печатных красок. Такие свойства декоративных слоев, как цветовой тон, интенсивность цвета, метамерия, укрывистость и прозрачность, могут быть благоприятным образом почти свободно выбираться благодаря соответствующей предварительно обработанной поверхности.
Стадия очистки объекта и/или стадия активирования могут быть проведены, в частности, с помощью дополнительного обрабатывающего устройства для предварительной обработки объекта 13. При этом дополнительное обрабатывающее устройство для предварительной обработки объекта 13 может быть предназначено для исполнения обеих стадий, или же могут быть предусмотрены разделенные между собой отдельное устройство для очистки объекта и отдельное активирующее устройство.
Дополнительное обрабатывающее устройство для предварительной обработки объекта 13, и/или устройство для очистки объекта, и/или активирующее устройство, могут быть выполнены в виде модуля для встраивания в устройство 100 для декорирования объектов 13, в частности, для встраивания в фиксирующее устройство 1. Тогда посредством соответствующего модуля внутри устройства 100 перед исполнением последующей технологической стадии может быть проведена предварительная обработка поверхности объекта.
Устройство для предварительной обработки и/или устройство для очистки объекта, и/или активирующее устройство также может быть выполнено как отдельное устройство, которое независимо от других устройств может предварительно соответственно обрабатывать поверхности объекта 13.
В одном предпочтительном варианте исполнения устройство для очистки объекта и/или активирующее устройство могут иметь кольцеобразное устройство для пламенной обработки, причем внутри кольца размещается обрабатываемый объект 13, и окислительное или силикатизирующее пламя может исходить из кольца по направлению к поверхности объекта 13.
В дополнительном варианте исполнения устройство для очистки объекта и/или активирующее устройство могут иметь, по меньшей мере, на отдельном участке сформированное прямолинейным устройство для пламенной обработки. Тогда это устройство для пламенной обработки проводится или, соответственно, перемещается на отдельных участках над предварительно обрабатываемой поверхностью объекта 13.
В дополнительном варианте исполнения устройство для очистки объекта и/или активирующее устройство могут иметь устройство для пламенной обработки с одним или многими точечно исходящими пламенами. Это устройство для пламенной обработки тогда перемещается на отдельных участках над предварительно обрабатываемой поверхностью объекта 13. При декорировании трехмерных объектов объект 13 предпочтительно удерживается в фиксирующем устройстве вращающимся вокруг оси вращения. Эта ось вращения предпочтительно представляет собой продольную ось объекта 13.
Фиг. 3 схематически показывает изображение устройства 100 для декорирования художественно оформляемых объектов 13. Показанное здесь устройство 100 по существу соответствует устройству 100 согласно фигуре 2. Однако прижимное устройство к тому же имеет выполненную в виде бесконечной ленты стабильную в отношении размеров, устойчивую к растяжению направляющую ленту 81. Направляющая лента 81 натянута между натяжным валиком 84 и ведомым цилиндром 20, и обтягивает последний с углом охвата около 250°. Направляющая лента 81 является прозрачной для испускаемого отверждающим устройством 5 излучения. Кроме того, на ее наружной стороне она имеет эластичный прижимной слой. Переводная среда 3 во время пропечатывания декоративным материалом и клеем в печатающем устройстве 7, по меньшей мере до прижатия к объекту 13, находится на направляющей ленте 81. Тем самым обеспечивается возможность надежного проведения переводной среды 3.
Из фиг. 4 можно сделать вывод о схематическом виде устройства 100 для декорирования художественно оформляемого объекта 13. Устройство 100 имеет прижимное устройство 2 с прозрачным полым цилиндром 20 и размещенным внутри цилиндра 20 отверждающим устройством 5.
Кроме того, устройство имеет сформированную в виде бесконечной ленты переводную среду 3, которая, соответственно бесконечной ленте из фигуры 3, является стабильной в отношении размеров и устойчивой к растяжению, и, кроме того, натягивается между натяжным валиком 84 и ведомым цилиндром 20, и огибает последний с углом охвата около 250°. Цилиндр 20 на своей наружной стороне имеет гибкий прижимной слой, поверх которого протягивается сформированная в виде бесконечной ленты переводная среда 3.
Пропечатывание переводной среды 3 и перенос декоративного материала на объект 13 выполняются аналогично описанному в фигуре 3 способу. После прижатия переводной среды 3 к удерживаемому фиксирующим устройством 1 объекту 13 и отслаивания переводной среды 3 от объекта 13 после переноса декоративного материала переводная среда 3 огибает натяжной валик и проводится обратно к печатающему устройству 7, где она вновь снабжается декоративным материалом и клеем, чтобы по меньшей мере один следующий объект снабдить вновь нанесенным декоративным материалом.
Для того, чтобы при обновленном пропечатывании переводной среды 3 декоративное изображение не искажалось оставшимся на переводной среде 3 декоративным материалом, между фиксирующим устройством 1 и печатающим устройством 7 размещается очищающее устройство 10, в котором переводная среда 3 очищается от декоративного материала и остатков клея. Следующим после очищающего устройства 10 и размещенным перед печатающим устройством 7 предусматривается устройство 9 для предварительной обработки, посредством которого исправляются возможные возникшие вследствие очистки повреждения разделительного слоя переводной среды 3. Кроме того, устройство 9 для предварительной обработки может иметь, например, также по меньшей мере одну печатающую головку для пропечатывания переводной среды 3 разделительным лаком и, соответственно, разделительным слоем и/или вспомогательным для нанесения средством для наносимого в печатающем устройстве декоративного материала.
Фиг. 5 схематически показывает изображение устройства 100 для декорирования художественно оформляемых объектов 13.
Устройство 100 имеет переводную среду 3 в форме стабильной в отношении размеров, устойчивой к растяжению прозрачной бесконечной ленты. Переводная среда 3 приводится в движение приводным валиком 85. Она огибает размещенный горизонтально приводной валик 85 с углом охвата около 130°. Приводной валик 85 в области контакта с бесконечной лентой переводной среды 3 для обеспечения процесса движения без проскальзывания оснащен вакуумным усилителем.
После очистки в очищающем устройстве 10 и последующей предварительной обработки в устройстве 9 для предварительной обработки переводная среда 3 пропечатывается в печатающем устройстве 7 и снабжается клеем. Печатающее устройство 7 имеет по существу конструкцию печатающего устройства из фиг. 1, причем печатная базовая пластина 72 здесь имеет нерегулярную кривизну, и печатающие головки 72 размещены над печатной базовой пластиной 72 соответственно кривизне. Вслед за этим переводная среда 3 протягивается через размещенные на непропечатанной стороне переводной среды 3 направляющие валики 82, которые, в частности, предусматриваются для регулирования натяжения бесконечной ленты переводной среды 3, на прижимное устройство 2 с прозрачным цилиндром 20, который снабжен гибким с наружной стороны прижимным слоем. Прижимное устройство 2 размещается напротив фиксирующего устройства 1 для удерживания декорируемого объекта 13. Перенос декоративного материала и отверждение клея производятся аналогично описываемому выше фигурами способу. После переноса декоративного материала переводная среда 3 через приводной валик 85 вновь подается в очищающее устройство 10.
Для пропечатывания переводной среды 3 декоративным материалом путем цифровой печати переводная среда 3 проводится со скоростью перемещения, которая соответственно предварительно задается производительностью печати печатающим устройством 7 через изогнутую печатную базовую пластину 72.
В альтернативном варианте, печатающее устройство 7 также может быть сформировано так, что переводная среда 3 для пропечатывания декоративным материалом фиксируется на печатной базовой пластине 72, и продвигается под печатающими головками 70, сушильной секцией 6 и наносящим клей устройством 4 печатающего устройства 7. Для поддержки перед печатной базовой пластиной 72 (не показана) и после нее могут быть предусмотрены вакуумные валики (не показаны).
Кроме того, альтернативно этому устройство может быть выполнено так, что подача переводной среды производится над удерживаемой в неподвижном положении печатной базовой пластиной 72 посредством (не показанных) вакуумных валиков, которые размещаются перед печатной базовой пластиной 72 и после нее.
Фиг. 6а и 6b схематически показывают изображение переводной среды 3.
Как показано на фиг. 6а и 6b, в отношении переводной среды речь может идти о гибком материале подложки, на которую наносится вновь отделяемый декоративный материал 15. В качестве материала подложки может быть использована гибкая пленочная подложка 16 из синтетического материала, например, из сложного полиэфира, полиолефина, поливинила, полиимида, акрилонитрил-бутадиен-стирольного сополимера (ABS), полиэтилентерефталата (PET), поликарбоната (PC), полипропилена (PP), полиэтилена (PE), поливинилхлорида (PVC) или полистирола (PS). Кроме того, возможно, что на материал подложки, в частности, пленки 16 синтетического материала, нанесен грунтовочный слой.
Грунтовочный слой предпочтительно состоит из полиакрилатов и/или винилацетатных сополимеров с толщиной слоя от 0,1 мкм до 1,5 мкм, предпочтительно от 0,5 мкм до 0,8 мкм, который, в частности, создает поверхность переводной среды 3 на противоположной относительно материала подложки стороне. При этом грунтовочный слой по своим физическим и химическим свойствами может быть оптимизирован в отношении применяемого клеевого материала так, чтобы обеспечивалось независимое от объекта 13 оптимальное сцепление между объектом 13 и переводной средой 3. Кроме того, оптимизированный таким образом грунтовочный слой обеспечивает возможность того, что нанесенный клей при желательном разъединении будет оставаться на переводной среде 3 практически без расплывания, размазывания или раздавливания.
При этом, в частности, целесообразно, когда грунтовочный слой является микропористым и предпочтительно имеет шероховатость поверхности в диапазоне от 100 нм до 180 нм, более предпочтительно в диапазоне от 120 нм до 160 нм. Клей может частично внедряться в такой слой и тем самым особенно хорошо фиксироваться в нем с высоким разрешением.
Особенно благоприятным оказалось, что грунтовочный слой применяется с показателем пигментирования от 1,5 см3/г до 120 см3/г, предпочтительно с показателем пигментирования от 10 см3/г до 20 см3/г.
Далее в качестве примера приведен состав грунтовочного слоя для расчета (данные в граммах):
4900 органический растворитель этиловый спирт
150 органический растворитель толуол
2400 органический растворитель ацетон
600 органический растворитель бензин 80/110
150 вода
120 связующий материал I: этилметакрилатный полимер
250 связующий материал II: винилацетатный гомополимер
500 связующий материал III: винилацетат-виниллауратный сополимер, FK=50+/-1%
400 связующий материал IV: изобутилметакрилат
20 пигмент полифункциональный оксид кремния, средний размер частиц 3 мкм
5 наполнитель измельченный амидный воск, размер частиц от 3 мкм до 8 мкм.
При этом для показателя пигментирования этого грунтовочного слоя справедливо выражение:
где:
mp=20 г полифункционального оксида кремния
для полифункционального оксида кремния
mBM=120 г связующего материала I+250 г связующего материала II+(0,5×500 г) связующего материала III+400 г связующего материала IV=1020 г
mA=0 г.
Этим путем, исходя из грунтовочного слоя с выверенным составом, можно быстро и несложно достигать отличающихся от этого дополнительных возможных значений пигментирования.
Кроме того, целесообразно, когда грунтовочный слой имеет поверхностное натяжение от 38 мН/м до 46 мН/м, предпочтительно от 41 мН/м до 43 мН/м. Такие величины поверхностного натяжения обеспечивают возможность того, что капли клея, в частности, клеевых систем, как описанных выше, будут прилипать к поверхности с определенной геометрической формой без растекания.
Особенно благоприятным при применении термопластичного тонера оказалось, что используется грунтовочный слой с показателем пигментирования от 0,5 см3/г до 120 см3/г, предпочтительно с показателем пигментирования от 1 см3/г до 10 см3/г.
Далее в качестве примера приведен состав грунтовочного слоя для этого применения для расчета (данные в граммах):
340 органический растворитель этиловый спирт
3700 органический растворитель толуол
1500 органический растворитель ацетон
225 связующий материал I: хлорированный полипропилен
125 связующий материал II: поли-н-бутилметилметакрилат
35 связующий материал III: н-бутилметил-метилметакрилатный сополимер
148 пигмент полифункциональный оксид кремния, средний размер частиц 12 нм
При этом для показателя пигментирования этого грунтовочного слоя справедливо выражение:
где:
mp=148 г полифункционального оксида кремния
для полифункционального оксида кремния
mBM=225 г связующего материала I+125 г связующего материала II+35 г связующего материала III=385 г
mA=0 г.
При этом декоративный материал 15 предпочтительно наносится непосредственно на переводную среду 3. Но также возможно, что декоративный материал 15 наносится на уже имеющееся покрытие переводной среды 3. Также возможно, что переводная среда 3 снабжена имеющимся покрытием только на отдельных участках поверхности, и декоративный материал 15 наносится в свободную область между имеющимся покрытием и/или на имеющееся покрытие. Имеющееся покрытие может представлять собой, например, разделительный слой или другой функциональный слой. Альтернативно или дополнительно к этому, имеющееся покрытие, например, может представлять собой уже присутствующее декоративное покрытие из напечатанных и/или напыленных красочных слоев, металлических слоев, зеркальных слоев, защитных слоев, функциональных слоев или подобных.
Разделительный слой предпочтительно состоит из акрилатного сополимера, в частности, из водного полиуретанового сополимера, и предпочтительно не содержит воск и/или не содержит силикон. Разделительный слой предпочтительно имеет толщину слоя от 0,01 мкм до 2 мкм, предпочтительно от 0,1 мкм до 0,5 мкм, и благоприятным образом размещается на поверхности пленочной подложки 16 из синтетического материала. Разделительный слой обеспечивает возможность простого и неповреждающего отделения пленочной подложки 16 из синтетического материала переводной среды 3 после ее нанесения на объект 13.
Декоративный материал 15 предпочтительно имеет один или несколько лаковых слоев из нитроцеллюлозы, полиакрилата и полиуретанового сополимера, с толщиной слоя в каждом случае от 0,1 мкм до 5 мкм, предпочтительно от 1 мкм до 2 мкм, который, в частности, размещен на обращенной в противоположную от пленочной подложки 16 из синтетического материала сторону поверхности разделительного слоя. При этом один или несколько лаковых слоев в каждом случае могут быть прозрачными, просвечивающими или непрозрачными. Так, возможно, что один или несколько лаковых слоев являются прозрачно окрашенными, полупрозрачно окрашенными или непрозрачно окрашенными.
Окрашивание одного или многих лаковых слоев может основываться на красках для триадной печати из голубой (циан), желтой, пурпурной (магента) и черной, но также на специальных красках (например, в системах красок RAL, или HKS, или Pantone®). Альтернативно или дополнительно, один или несколько лаковых слоев могут иметь металлические пигменты и/или в особенности пигменты с оптически переменным эффектом.
При этом один или несколько лаковых слоев могут быть нанесенными полностью или также частично, например, как так называемое точечное лакирование. Посредством точечного лакирования могут достигаться оптические эффекты на отдельных участках поверхности. При этом заданные участки могут быть лакированы, например, блестящим лаком и/или матовым лаком, чтобы оптически изменять данный участок поверхности, в частности, подчеркнуть его значимость. Альтернативно или дополнительно к оптическому эффекту, тем самым могут достигаться также тактильные эффекты. Декоративный материал 16 предпочтительно имеет металлический слой из алюминия, и/или хрома, и/или серебра, и/или меди, в частности, с толщиной слоя от 10 нм до 200 нм, предпочтительно от 10 нм до 50 нм.
Альтернативно или дополнительно к металлическому слою, может быть также предусмотрен слой из HRI-материала (HRI=High Refractive Index, высокий коэффициент преломления). HRI-материалы представляют собой, например, оксиды металлов, такие как ZnS, TiOX или также лаки с соответствующими наночастицами.
В устройстве 100 и, соответственно, способе декорирования объектов 13 теперь возможно, что переводная среда 3 транспортируется либо непрерывно, либо ритмично, причем прижатие снабженной декоративным материалом 16 переводной среды 3 к объекту 13, то есть, в частности, декорирование объекта, и/или перемещение объекта целесообразнее всего выполняется ритмично. Фиг. 6а и 6b здесь разъясняют теперь различные результаты непрерывного или ритмичного перемещения переводной среды 3.
Как показано на фиг. 6а и 6b, декоративный материал 15 в областях 17а нанесен на пленочную подложку 16 из синтетического материала, и в областях 17b не нанесен на пленочную подложку 16, причем, в частности, положение областей 17b зависит от типа транспортирования переводной среды 3. Область 17b, в которой на переводную среду 3 декоративный материал 15 не нанесен, и поэтому находится между областями 17а с нанесенным декоративным материалом 15, называется раппортом 17b. Раппорт 17b предпочтительно является по возможности малым, например, чтобы сохранять малым расход переводного материала.
На фиг. 6а показана возможность, когда переводная среда 3 перемещается непрерывно. При этом, в частности, постоянная скорость непрерывного движения ленты переводной среды 3 является оптимальным условием для непрерывного пропечатывания переводной среды 3, например, по технологии цифровой печати, с высоким качеством.
Так, возможно, что во время прижатия, в частности, ритмичного, снабженной декоративным материалом 16 переводной среды 3 к объекту 13 в прижимном устройстве 2, одновременно выполняется, в частности, ритмичное, нанесение декоративного материала 16 на переводную среду 3 в печатающем устройстве 7.
При этом предпочтительно определяется раппорт 17b между отдельными печатными участками 17а в зависимости от скоростей ритмичного перемещения и/или печати. Так, возможно, что раппорт 17b между отдельными печатными участками 17а в зависимости от скорости ритмичного перемещения и/или печати является большим или меньшим. В частности, раппорт 17b определяется и, соответственно, рассчитывается по известной скорости ритма при перемещении объекта и декорирования объекта. Предпочтительно выполняется, в частности, при непрерывном перемещении переводной среды 3, во время ритмичного декорирования объекта, одновременно тактированное напечатание переводной среды 3. Раппорт 17b преимущественно является вполовину менее «длинным» (с длиной по отношению к скорости перемещения переводной среды), чем ритм объекта (декорирования объекта и перемещения объекта). Обычно раппорт 17b предпочтительно настраивается постоянным по всей траектории и не регулируется.
Недостатком подобного непрерывного процесса является то, что, в частности очень высок расход переводной среды 3, вследствие чего увеличиваются затраты.
На фиг. 6b показана дополнительная возможность, при которой переводная среда 3 приводится в движение в такт, в частности, точно таком же, с транспортным устройством объекта 13. В этом случае переводная среда 3 перемещается не непрерывно, а в зависимости от технологической стадии переводная среда 3 приводится в движение или останавливается.
Так, возможно, что переводная среда 3 в зависимости от прижатия, в частности, ритмичного, снабженной декоративным материалом 15 переводной среды 3 к объекту 13 перемещается по направлению 2 прижатия. При этом приведение в движение переводной среды 3 производится в такт с транспортным устройством объекта 13. Так, возможно, что нанесение декоративного материала 15 на переводную среду 3 и прижатие снабженной декоративным материалом 15 переводной среды 3 к объекту 13 выполняется ритмично, причем переводная среда 3 приводится в движение или останавливается в зависимости от ритмичного прижатия переводной среды 3.
При этом является благоприятным, что сокращается раппорт 17b между декоративным материалом 15, в частности, печатными изображениями, и тем самым расход переводной среды 3. При этом пропечатывание предпочтительно выполняется с таким же ритмом, как и для объекта 13. Однако во время процесса печати, в частности, также производится ускорение и затормаживание переводной среды 3 так, что процесс печати очень часто проводится с переменными скоростями.
Недостатком подобного ритмичного процесса является то, что, в частности, вследствие постоянно меняющейся скорости движения ленты проявляется негативное влияние на качество нанесения декоративного материала 15, например, такое как качество печати при цифровой печати.
Дополнительная благоприятная возможность состоит в сочетании непрерывного процесса и ритмичного процесса. При этом предпочтительно, с одной стороны, обеспечивается постоянная скорость непрерывного движения ленты переводной среды 3 во время нанесения декоративного материала 15 на переводную среду 3, например, в процессе цифровой печати, и, с другой стороны, ритмичная скорость ленты относительно объекта 13 во время прижатия снабженной декоративным материалом 15 переводной среды 3 к объекту 13, то есть, во время декорирования объекта. Так, возможно, что прижатие снабженной декоративным материалом 15 переводной среды 3 к объекту 13 выполняется ритмично, причем нанесение декоративного материала 15 на переводную среду 3 производится при постоянной скорости непрерывного движения ленты. То есть, другими словами, возможно, что в то время, как прижатие снабженной декоративным материалом 15 переводной среды 3 к объекту 13 в прижимном устройстве 2 выполняется ритмично, одновременно переводная среда 3 в печатающем устройстве 7 перемещается непрерывно, причем, в частности, во время непрерывного перемещения переводной среды 3 на переводную среду наносится декоративный материал.
Для возможности комбинирования обоих вариантов, устройство 100 предпочтительно включает компенсирующий модуль 18 или, соответственно, «накопитель», в частности, чтобы во время фазы остановки при ритмичном процессе для объекта 13 переводная среда 3 могла «собираться» или, соответственно, запасаться, в накопителе так, чтобы это было не в ущерб качеству печати при предпочтительно непрерывной скорости ленты переводной среды 3. Подобный компенсирующий модуль 18 схематически представлен на фиг. 7а и 7b. Например, фиг. 7а показывает состояние компенсирующего модуля 18 в начале процесса, и фиг. 7b показывает состояние компенсирующего модуля 18 в конце процесса.
Компенсирующий модуль 18, в частности, выполнен как механический накопитель 18а, который, в зависимости от технологической стадии, запасает требуемую переводную среду 3 с необходимой скоростью обработки. Например, такой компенсирующий модуль 18 может представлять собой приемную камеру для петли переводной среды 3, в частности, со средствами для сохранения натяжения ленты переводной среды 3. Как показано на фиг. 7а и 7b, посредством компенсирующего модуля 18 создается петля переводной среды 3, причем прижимное устройство 2 для прижатия снабженной декоративным материалом 15 переводной среды 3 к объекту 13, благоприятным образом размещается внутри петли. Прижимное устройство 2 и объект 13 для ясности представлены пунктиром. Что касается исполнения прижимного устройства 2, здесь следует сослаться на вышеуказанные варианты исполнения. Кроме того, показанный на фиг. 7а и 7b компенсирующий модуль 18 включает в форме направляющих или, соответственно, натяжных валиков 86 устройство для сохранения натяжения ленты переводной среды 3.
Компенсирующий модуль 18 или, соответственно, механический накопитель 18а внутри компенсирующего модуля 18, как показано на фиг. 17а и 17b, предпочтительно может накапливать переводную среду 3 при боковом перемещении, и при изменении направления перемещения вновь выдавать переводную среду 3. Так, возможно, что компенсирующий модуль 18 и, соответственно, механический накопитель 18а внутри компенсирующего модуля 18, вследствие бокового движения в первом направлении принимает и, соответственно, запасает переводную среду 3, и при изменении бокового перемещения по второму направлению вновь выдает ее. При этом максимальная дистанция бокового перемещения компенсирующего модуля или, соответственно, механического накопителя 18а внутри компенсирующего модуля 18, является большей, в частности, в среднем вдвое большей, чем дистанция, которую переводная среда 3 преодолевает при постоянной скорости непрерывного движения ленты за предварительно определенное время. При этом предварительно определенное время предпочтительно соответствует фазе остановки, в которой объект 13 декорируется, в частности, при прижатии декоративного материала. Другими словами, скорость ритмичной выдачи переводной среды 3 во время выпуска является более высокой, например, в 1,5 раза более высокой, чем скорость непрерывного заполнения переводной средой 3, так что накопитель 18а не переполняется. Посредством подобного компенсирующего модуля 18 теперь внутри устройства 100 предпочтительно достигается постоянная скорость 19а непрерывного перемещения ленты, в частности, в области печатающего устройства 7, и ритмичная скорость 19b перемещения ленты, в частности, в области прижимного устройства 2.
Насколько будучи применимыми, все отдельные признаки, которые представлены в примерах осуществления, могут быть сочетаемыми между собой и/или взаимозаменяемыми, без выхода за пределы области изобретения.
Список ссылочных позиций
100 устройство
1 фиксирующее устройство
2 прижимное устройство
20 цилиндр
22 прижимное устройство
3 переводная среда
4 наносящее клей устройство
40 клеевая печатающая головка
5 отверждающее устройство
6 сушильное устройство
60 ограждение
7 печатающее устройство
70 печатающая головка
71 направление движения печатающей головки
72 печатная базовая пластина
73 направление движения пластины
8 направляющая переводной среды
80 направление движения
81 направляющая лента
82, 86 направляющие валики
83 вакуумный валик
84, 86 натяжные валики
85 приводной валик
9 устройство для предварительной обработки
10 очищающее устройство
11 устройство для разматывания переводной среды
12 устройство для наматывания переводной среды
13 объект
14 область контакта
15 декоративный материал
16 пленочная подложка из синтетического материала
17a область
17b раппорт
18 компенсирующий модуль
18a механический накопитель
18b направление движения
19a скорость непрерывного перемещения ленты
19b скорость ритмичного перемещения ленты.
1. Устройство (100) для декорирования художественно оформляемых объектов (13), имеющее фиксирующее устройство (1) для удерживания объекта (13) и прижимное устройство (2) для прижатия снабженной декоративным материалом переводной среды (3) к объекту (13), причем под переводной средой следует понимать гибкий материал подложки или гибкую пленочную подложку из синтетического материала, на которую может наноситься вновь отделяемый декоративный материал, отличающееся тем, что предусмотрено печатающее устройство (7) для нанесения декоративного материала на переводную среду (3) перед прижимным устройством (2).
2. Устройство (100) по п. 1, дополнительно имеющее наносящее клей устройство (4) для нанесения клея на снабженную декоративным материалом переводную среду (3) или объект (13) и отверждающее устройство (5) для отверждения клея, причем отверждающее устройство (5) предпочтительно расположено в области прижимного устройства (2), и прижимное устройство (2) предназначено для того, чтобы прижатие переводной среды (3) и отверждение клея могли выполняться одновременно.
3. Устройство (100) по п. 2, причем наносящее клей устройство (4) расположено между печатающим устройством (7) и прижимным устройством (2), причем наносящее клей устройство (4) наносит клей на пропечатанную печатающим устройством (7) переводную среду (3), причем наносящее клей устройство (4) предпочтительно выполнено как часть печатающего устройства (7).
4. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, причем печатающее устройство (7) имеет источник УФ-излучения для предварительного отверждения декоративного материала и/или наносящее клей устройство (4) имеет источник УФ-излучения для предварительного отверждения клея, и/или отверждающее устройство (5) имеет источник УФ-излучения для отверждения клея.
5. Устройство (100) по п. 4, причем расстояние от источника УФ-излучения для отверждения клея до объекта (13) составляет от 2 мм до 50 мм, предпочтительно от 2 мм до 40 мм, и/или что полная интенсивность УФ-облучения источника УФ-излучения для отверждения клея составляет между 1 Вт/см2 и 50 Вт/см2, предпочтительно между 3 Вт/см2 и 40 Вт/см2, и/или что номинальная интенсивность УФ-облучения источника УФ-излучения для отверждения клея составляет между 4,8 Вт/см2 и 8,0 Вт/см2.
6. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, причем переводная среда (3), в частности декоративный материал, имеет коэффициент светопропускания по меньшей мере 2,5% в диапазоне длин волн между 220 нм и 400 нм, предпочтительно между 350 нм и 400 нм, более предпочтительно между 365 нм и 395 нм.
7. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, причем печатающее устройство (7) выполнено таким образом, что декоративный материал наносится на переводную среду (3) в первых зонах, и не наносится во вторых зонах, в частности, причем первые зоны и вторые зоны размещаются согласно одно- или двумерному растру и/или отношение средней ширины первых зон к средней ширине вторых зон составляет между 0,75:1 и 1:5.
8. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, причем предусмотрено сушильное устройство (6) для высушивания нанесенного на переводную среду (3) декоративного материала, причем сушильное устройство (6) предпочтительно выполнено как часть печатающего устройства (7).
9. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, имеющее направляющую (8) переводной среды, которая предназначена для проведения переводной среды (3) по касательной к наружному периметру объекта (13), причем прижимное устройство (2) размещено так, что оно прижимает переводную среду (3) вдоль области (14) контакта между объектом (13) и переводной средой (3), причем прижимное устройство (2) предпочтительно может перемещаться так, что поверхностная скорость прижимного устройства (2) может быть согласована с поверхностной скоростью объекта (13), и причем переводная среда (3) предпочтительно может двигаться так, что поверхностная скорость переводной среды (3) может согласовываться с поверхностной скоростью объекта (13).
10. Устройство (100) по п. 9, причем поверхностная скорость переводной среды (3) может согласовываться с поверхностной скоростью объекта (13) таким образом, что поверхностная скорость переводной среды (3) и поверхностная скорость объекта (13) различаются менее чем на ±15%, предпочтительно менее чем на ±10%.
11. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, причем прижимное устройство (2) дополнительно имеет гибкий прижимной слой.
12. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, причем переводная среда (3) выполнена в виде бесконечной ленты, причем выполненная в виде бесконечной ленты переводная среда (3) предпочтительно натягивается между направляющей (8) переводной среды и прижимным устройством (2).
13. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, причем переводная среда (3) размещается непосредственно на прижимном устройстве (2), предпочтительно на цилиндре (20) прижимного устройства (2).
14. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, дополнительно имеющее устройство (9) для предварительной обработки переводной среды (3) перед нанесением декоративного материала и/или очищающее устройство (10) для очистки пропечатанной переводной среды (3) после прижатия переводной среды (3) к объекту (13).
15. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, причем прижимное устройство (2), предпочтительно цилиндр (20) прижимного устройства (2), размещен плавающим или, соответственно, подвешенным.
16. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, причем прижимное устройство (2) является прозрачным или просвечивающим, в частности, в диапазоне длин волн между 220 нм и 400 нм, предпочтительно между 350 нм и 400 нм, более предпочтительно между 365 нм и 395 нм, причем прозрачность составляет, в частности, между 30% и 100%, предпочтительно между 40% и 100%.
17. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, причем устройство (100) выполнено таким образом, что во время прижатия, в частности ритмичного, снабженной декоративным материалом переводной среды (3) к объекту (13) в прижимном устройстве (2) одновременно выполняется, в частности, ритмичное нанесение декоративного материала на переводную среду (3) в печатающем устройстве (7).
18. Устройство (100) по одному из пп. 1-16, причем устройство (100) выполнено таким образом, что переводная среда (3) в зависимости от прижатия, в частности ритмичного, снабженной декоративным материалом переводной среды (3) к объекту (13) в прижимном устройстве (2) приводится в движение, и причем приведение в движение переводной среды (3) выполняется в такт с транспортным устройством объекта (13).
19. Устройство (100) по одному из пп. 1-16, причем прижатие снабженной декоративным материалом переводной среды (3) к объекту (13) выполняется ритмично, и причем нанесение декоративного материала на переводную среду (3) производится при постоянной скорости непрерывного движения ленты.
20. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, причем устройство (100) включает компенсирующий модуль (18), который, в частности, выполнен так, что во время фазы остановки прижатия, в частности ритмичного, снабженной декоративным материалом переводной среды (3) к объекту (13) одновременно выполняется нанесение декоративного материала на переводную среду (3) и/или перемещение переводной среды (3), в частности непрерывное.
21. Устройство (100) по п. 20, причем компенсирующий модуль (18) включает по меньшей мере одну приемную камеру для петли переводной среды (3) и/или средство для сохранения натяжения ленты.
22. Устройство (100) по одному из пп. 20 или 21, причем компенсирующий модуль (18) выполнен таким образом, что компенсирующий модуль (18) и, соответственно, механический накопитель (18а) внутри компенсирующего модуля (18) принимает и, соответственно, накапливает переводную среду (3) боковым перемещением по первому направлению и при изменении направления бокового перемещения по второму направлению вновь выдает ее.
23. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, причем устройство (100) дополнительно включает устройство для предварительной обработки объекта (13), в частности, причем это устройство для предварительно обработки включает устройство для очистки объекта и активирующее устройство, причем активирующее устройство предпочтительно размещается после устройства для очистки объекта.
24. Устройство (100) по п. 23, причем устройство для очистки объекта выполнено таким образом, что удаляются загрязнения и/или также другие имеющиеся защитные покрытия или другие функциональные покрытия, и/или что модифицирование поверхности объекта (13) выполняется по меньшей мере одним окислительным пламенем.
25. Устройство (100) по п. 23 или 24, причем активирующее устройство выполнено таким образом, что поверхность объекта (13) модифицируется, предпочтительно химически и/или физически, таким образом, что усиливается сцепление декоративного материала с объектом (13), и/или что модифицирование поверхности объекта (13) выполняется по меньшей мере одним силикатизирующим пламенем.
26. Устройство (100) по одному из пп. 23-25, причем устройство для очистки объекта и/или активирующее устройство имеет кольцеобразное устройство для пламенной обработки, в частности, причем внутри кольца расположен обрабатываемый объект (13), и окислительное или силикатизирующее пламя предпочтительно исходит из кольца по направлению к поверхности объекта (13).
27. Способ декорирования художественно оформляемых объектов (13), причем объект (13) удерживают фиксирующим устройством (1), причем на первой стадии посредством печатающего устройства на переводную среду (3) наносят декоративный материал, причем под переводной средой следует понимать гибкий материал подложки или гибкую пленочную подложку из синтетического материала, на которую может наноситься вновь отделяемый декоративный материал, на второй стадии на снабженную декоративным материалом переводную среду (3) или на объект (13) наносят клей, и причем на третьей стадии переводную среду (3) прижимают прижимным устройством (2) к объекту (13), и одновременно отверждают клей.
28. Способ по п. 27, причем на первой стадии дополнительно нанесенный на переводную среду (3) декоративный материал предварительно отверждают источником УФ-излучения для отверждения декоративного материала, и/или причем на второй стадии клей предварительно отверждают источником УФ-излучения для отверждения клея, и/или причем на третьей стадии клей отверждают источником УФ-излучения для отверждения клея.
29. Способ по п. 28, причем на третьей стадии полная интенсивность УФ-облучения источника УФ-излучения для отверждения клея составляет между 1 Вт/см2 и 50 Вт/см2, предпочтительно между 3 Вт/см2 и 40 Вт/см2, и/или причем номинальная интенсивность УФ-облучения источника УФ-излучения для отверждения клея составляет между 4,8 Вт/см2 и 8,0 Вт/см2.
30. Способ по п. 28 или 29, причем источником УФ-излучения для предварительного отверждения декоративного материала, и/или источником УФ-излучения для предварительного отверждения клея, и/или источником УФ-излучения для отверждения клея испускается излучение в диапазоне длин волн между 220 нм и 400 нм, предпочтительно между 350 нм и 400 нм, более предпочтительно между 365 нм и 395 нм.
31. Способ по одному из пп. 27-30, причем на первой стадии декоративный материал наносят печатающим устройством (7) на переводную среду (3) таким образом, что декоративный материал наносится на переводную среду (3) в первых зонах, и не наносится во вторых зонах, в частности, причем первые зоны и вторые зоны размещаются согласно одно- или двумерному растру, и/или отношение средней ширины первых зон к средней ширине вторых зон составляет между 0,75:1 и 1:5.
32. Способ по одному из пп. 27-31, причем прижатие переводной среды (3) к объекту (13) выполняют тем, что объект (13) вращается вокруг оси вращения, переводная среда (3) проводится по касательной к наружному периметру объекта (130), и прижимное устройство (2) прижимает переводную среду (3) вдоль области (14) контакта между объектом (13) и переводной средой (3), причем прижимное устройство (2) предпочтительно перемещают так, что поверхностная скорость прижимного устройства (2) соответствует поверхностной скорости объекта (13), и причем переводную среду (3) предпочтительно перемещают так, что поверхностная скорость переводной среды (3) соответствует поверхностной скорости объекта (13).
33. Способ по одному из пп. 27-31, причем прижатие переводной среды (3) к объекту (13) выполняют тем, что объект (13) удерживается в неподвижном положении, и переводная среда (3) посредством прижимного устройства (2) прокатывается по поверхности объекта (13), причем прижимное устройство (2) прижимает переводную среду (3) к объекту (13) вдоль области (14) контакта между объектом (13) и переводной средой (3), причем прижимное устройство (2) предпочтительно перемещается вдоль объекта (13).
34. Способ по одному из пп. 27-33, причем переводная среда (3) выполнена в виде бесконечной ленты, причем указанная в п. 27 последовательность стадий исполняется многократно, причем при каждом исполнении последовательности стадий по п. 27 в каждом случае следующий объект (13) снабжается декоративным материалом.
35. Способ по одному из пп. 27-34, причем переводную среду (3) перед нанесением декоративного материала подвергают предварительной обработке, причем предварительная обработка включает стадию очистки объекта и/или стадию активирования.
36. Способ по одному из пп. 27-35, причем переводную среду (3) после прижатия очищают.
37. Способ по одному из пп. 27-36, причем выполненную в виде бесконечной ленты переводную среду (3) после прохода через прижимное устройство (2) очищают и затем подвергают предварительной обработке перед тем, как переводная среда (3) вновь проводится через печатающее устройство (7) для нового нанесения декоративного материала.
38. Способ по одному из пп. 27-37, причем во время прижатия, в частности ритмичного, снабженной декоративным материалом переводной среды (3) к объекту (13) в прижимном устройстве (2) одновременно выполняется, в частности, ритмичное нанесение декоративного материала на переводную среду (3) в печатающем устройстве (7).
39. Способ по одному из пп. 27-37, причем переводную среду (3) приводят в движение в зависимости от прижатия, в частности ритмичного, снабженной декоративным материалом переводной среды (3) к объекту (13) в прижимном устройстве (2), и, в частности, причем приведение в движение переводной среды (3) выполняют в такт с транспортным устройством объекта (13).
40. Способ по одному из пп. 27-37, причем прижатие снабженной декоративным материалом переводной среды (3) к объекту (13) выполняют ритмично, и причем нанесение декоративного материала на переводную среду (3) выполняют при постоянной скорости непрерывно движущейся ленты.
41. Способ по одному из пп. 27-40, причем применением компенсирующего модуля (18) во время фазы остановки прижатия, в частности ритмичного, снабженной декоративным материалом переводной среды (3) к объекту (13) одновременно выполняют нанесение декоративного материала на переводную среду (3) и/или перемещение переводной среды (3), в частности непрерывное.
42. Способ по п. 41, причем компенсирующий модуль (18) и, соответственно, механический накопитель (18а) внутри компенсирующего модуля (18), принимает и, соответственно, накапливает переводную среду (3) боковым перемещением по первому направлению, и при изменении направления бокового перемещения по второму направлению вновь выдает ее.
43. Способ по одному из пп. 27-42, причем объект (13) перед нанесением декоративного материала подвергают предварительной обработке, причем предварительная обработка, в частности, включает стадию очистки объекта и/или стадию активирования.
44. Способ по п. 43, причем в стадии очистки объекта удаляют загрязнения и/или также другие имеющиеся защитные покрытия или другие функциональные покрытия, и/или модифицирование поверхности объекта (13) выполняют по меньшей мере одним окислительным пламенем.
45. Способ по одному из пп. 43 или 44, причем в стадии активирования поверхность объекта (13) модифицируют, предпочтительно химически и/или физически, таким образом, что усиливается сцепление декоративного материала с объектом (13), и/или что модифицирование поверхности объекта (13) выполняют по меньшей мере одним силикатизирующим пламенем.
46. Способ по одному из пп. 27-45, причем на первой стадии печатающим устройством (7) на переводную среду (3) дополнительно наносят грунтовочный слой, в частности, причем грунтовочный слой состоит из полиакрилатов и/или винилацетатных сополимеров, и/или наносят с толщиной слоя между 0,1 мкм и 1,5 мкм, предпочтительно между 0,5 мкм и 0,8 мкм.
47. Способ по п. 46, причем грунтовочный слой наносят таким образом, что грунтовочный слой образует поверхность переводной среды (3), обращенную в противоположную от материала подложки, в частности пленочной подложки (16) из синтетического материала, сторону.
