Машина для декодирования методом переноса изображения и способ переноса изображения - RU2638192C2

Чертежи

Описание

Объект настоящего изобретения представляет собой машину для декорирования методом переноса изображения (декалькомании), в которой используется порошкообразный материал или гранулы.

В частности, но не исключительно, изобретение находит применение в декорировании керамических изделий, таких как керамическая плитка.

Известны системы для декорирования, в которых на ремне переноса, или поверхности, выполняют изображение, формируемое жидкостью, выпускаемой струей из струйных устройств, имеющих декоративный материал в порошкообразной или гранулированной форме, который прилипает к изображению (отсюда название «сухое» декорирование), а затем полученный таким образом декор переносится на приемную поверхность подлежащего декорированию объекта.

По сравнению с традиционными струйными технологиями такие системы, как эти, обеспечивают значительное преимущество, устраняя любой риск возможной блокировки и износа чувствительных струйных устройств, учитывая, что декоративный материал не проходит через струйное устройство, которые работают только с простыми жидкостями, не содержащими взвеси твердых частиц, даже если они и состоят из мелких частиц.

Кроме того, гранулированные или порошкообразные декоративные материалы могут использоваться в очень широком спектре выбора в отношении материалов и эстетических результатов.

В частности, изобретение относится к категории технологий декорирования или печати путем переноса изображений, называемой в настоящем документе как технологии декорирования «сухого» типа, в которых для того, чтобы добиться адгезии гранулированных или порошкообразных декоративных материалов на опоре для переноса изображения, где формируется предназначенное для переноса изображение, и с которой затем осуществляется перенос этого изображения на приемную поверхность подлежащего декорированию объекта, не используются электростатические или электрографические способы ни в какой форме. Электростатические способы, которые хорошо известны для многих типов применений, как правило, требуют специфического обхождения с порошкообразными или гранулированными декоративными материалами и добавления специальных компонентов, которые, в большинстве случаев, не имеют сколько-нибудь заметных загрязняющих характеристик.

В системах, в которых не используются электростатические или электрографические способы, перенос декора с поверхности переноса на приемную поверхность подлежащего декорированию объекта, несомненно, представляет собой очень тонкий момент, от которого зависит совершенство конечного результата в отношении качества и точности воспроизведения.

Примеры таких систем переноса описаны в патенте Италии №1314624, международных патентных публикациях №2005025828 и №2007096746.

Один из способов переноса декора на приемную поверхность подлежащего декорированию объекта состоит в быстрой вибрации секции ремня, обращенной к приемной поверхности.

С этой целью в патенте Италии №1314624 предусмотрено использование вибрирующего пьезоэлектрического привода в контакте со стенкой ремня переноса, противоположной стенке, на которой находится подлежащий переносу декоративный материал.

Система, такая как эта, требует использования устройства, которое является дорогостоящим, громоздким и имеет значительные уровни потребления энергии. Кроме того, она не обеспечивает эффективную передачу энергии к ремню, если только в области контакта не поддерживается значительное давление, в результате чего происходит быстрый износ ремня, и, во многих случаях, преждевременный разрыв.

В международной патентной публикации №2005025828 для отделения декора от поверхности переноса используют ракельный нож; в этом случае отмечены многочисленные недостатки, вследствие износа в контактных областях, загрязнение ракельного ножа и неточность изображения.

В международной патентной публикации №2007096746 для отделения декора от поверхности переноса используют быстрый локализованный нагрев в непосредственной близости от области переноса. Эта система также требует значительной энергии, поскольку при каждом обороте поверхность переноса подвергается циклам нагрева и охлаждения, а это также влечет за собой ограничения, влияющие на скорость работы. Кроме того, существуют также ограничения в отношении термической и механической прочности материалов, образующих поверхность переноса.

Недостатком этих систем отделения является неточность изображения за счет того, что траектории различных частиц начинаются в различных точках, а также продолжаются в различных направлениях, поскольку начальная скорость падения меняется от одной частицы к другой. Этот недостаток является неприятным в основном в случае, когда для создания условий для нанесения больших количеств декоративного материала необходимо поддерживать более высокую скорость поверхности переноса относительно скорости приемной поверхности.

Целью изобретения является устранение описанных изъянов и недостатков предшествующего уровня техники посредством описанной и заявленной машины.

Изобретение также относится к способу переноса изображения на приемную поверхность, включающему следующие этапы:

формирования изображения на наружной стороне поверхности переноса или подвижного ремня переноса;

перемещения поверхности переноса или подвижного ремня переноса, внутренняя поверхность которого опирается на опору, к области отделения от поверхности или ремня переноса непосредственно дальше по ходу движения от указанной опоры таким образом, чтобы привести к постепенному отделению изображения вдоль линии, где опора и контакт с указанной порой заканчиваются.

Дополнительные характеристики и преимущества настоящего изобретения станут более очевидны из подробного описания некоторых предпочтительных, но не исключительных, вариантов его выполнения, как показано на неограничивающем примере на прилагаемых чертежах, на которых:

- Фиг. 1 представляет собой схематический вид предложенной машины в целом спереди в вертикальной проекции;

- Фиг. 2 представляет собой вид в частичном разрезе части вида, показанного на Фиг. 1, в увеличенном масштабе;

- Фиг. 3 представляет собой такой же вид, что показан на Фиг. 2, но со ссылкой на второй вариант выполнения;

- Фиг. 4 представляет собой такой же вид, что показан на Фиг. 2 и 3, но со ссылкой на еще один вариант выполнения;

- Фиг. 5 представляет собой вид в аксонометрии части, показанной на Фиг. 4;

- Фиг. 6, 7 и 8 представляют собой вид того же типа, который показан на Фиг. 2 и 3, но представляющий еще три варианта выполнения;

- Фиг. 9 представляет собой схематический общий вид спереди, в вертикальной проекции, еще одного варианта выполнения машины для декорирования, выполненной в соответствии с настоящим изобретением.

Со ссылкой на показанные чертежи, номер 1 позиции обозначает, во всей своей полноте, машину для декорирования путем переноса изображения (декалькомании), в которой используется порошкообразный материал или гранулы, содержащую:

- подвижную опорную поверхность 10, на которой подлежащие декорированию объекты перемещаются в заданном направлении;

- устройство для нанесения декора, работающее выше по движению от указанной подвижной опорной поверхности 10 и имеющее подвижный ремень 3 переноса, состоящий из трубчатой пленки, которая представляет собой замкнутую петлю, проходящую между приводными роликами 2, 20, имеющими взаимно параллельные оси, и выполняющий функцию приема декора, образованного с помощью порошкообразного материала или гранул 9, а затем переноса его на подлежащий декорированию объект.

Указанное устройство, в свою очередь, содержит первый узел 100, предназначенный для составления декора на подвижном ремне 3, и второй узел 200, предназначенный для осуществления переноса указанного декора с подвижного ремня 3 на по меньшей мере один подлежащий декорированию объект. Перемещение подвижного ремня 3 осуществляется по команде в направлении, совпадающем с направлением подвижной поверхности 10.

Композицию декора, который должен быть перенесен, выполняют на наружной поверхности ремня 3 на его первой вертикально опускающейся секции и на его последующей наклонной секции 6.

Рядом с первой вертикальной секцией расположено струйное устройство 4, предназначенное для формирования изображения 5 на наружной поверхности ремня 3.

В последующей наклонной секции 6, с небольшим задеванием пленки 3, которая представляет собой ремень 3, расположен ротор 7, при этом ротор 7 покрыт слоем 8 из порошкового материала или гранул 9. Для осуществления декорирования секции 6 слой 8 прилипает к изображению 5, ранее сформированному на наружной поверхности ремня 3.

Во втором узле 200 в нижней его части присутствует секция ремня 3. Наружная сторона этой секции обращена вниз и обращена, на заданном расстоянии, к подлежащей декорированию поверхности 11 объекта, лежащего на подвижной опорной поверхности 10. В связи с этим следует отметить, что та же самая подвижная опорная поверхность 10 может быть использована для приема декора, который затем будут перенесен к другим подлежащим декорированию объектам. В этом случае опорная поверхность 10 будет использоваться в качестве дополнительного ремня переноса.

В указанной секции на внутренней стороне ремня 3 для направления струй газа к указанной внутренней стороне предусмотрены конкретные средства. В частности, эти средства представляют собой струи воздуха, расположенные в виде ряда, поперечного поверхности или подвижному ремню 3. Струи создаются с помощью сопел 13, расположенных в виде ряда вдоль поперечного направления относительно направления Y продвижения поверхности или подвижного ремня 3, и отдельно ориентированы своими осями X, имеющими наклон, отличающийся от нуля, по отношению к направлению продвижения ремня 3. Как указано ранее, сопла 13 ориентированы непосредственно к внутренней стороне ремня 3.

Компоненты скорости струй параллельны скорости продвижения секции ремня 3, но направлены противоположно ей.

Угол падения W направления струй по отношению к направлению скорости указанной секции ремня переноса предпочтительно имеет значение в диапазоне от 15° до 45°.

Сопла 13, из которых выпускаются струи воздуха, предпочтительно выполнены в стенке трубчатого профиля 12.

Со ссылкой, в частности, на Фиг. 2, сопла 13 представляют собой отверстия, выполненные в трубчатом профиле 12, имеющем прямоугольное поперечное сечение.

Ряд сопел 13 находится в положении, близком к нижнему углу профиля 12.

Профиль является замкнутым и имеет внутреннюю камеру 14, находящуюся под давлением с помощью непоказанных средств.

Турбулентный поток воздуха вытекает из ряда сопел 13, что приводит к возникновению вибрации секции ремня 3, находящейся между двумя нижними роликами 2, 20. Прилипший порошкообразный или гранулированный материал 9 на ремне переноса или пленке 3 в наклонной секции принудительно отделяется, как только ремень переноса или пленка 3 проходит по линии касания, показанной образующей Z, на нижнем ролике 2.

При отделении порошкообразный или гранулированный материал 9 начинает падать со скоростью падения, приблизительно равной нулю, и перемещаться по параболической траектории 15, которая по существу одинакова для всех частиц. Таким образом, в дополнение к получению очень точного позиционирования частиц, также предотвращается неточность, вызванная сдвигом из-за высокой скорости удара о приемную поверхность 1. В самом деле, на практике было обнаружено, что нет существенных различий между изображением, сформированным на нелипкой поверхности 11, и тем же изображением, сформированным на липкой поверхности 11.

Еще одно преимущество является очевидным, когда при работе ремень 3 продвигается со скоростью, которая выше, чем скорость продвижения приемной поверхности 11, как показано на Фиг. 3. Даже при соотношении скоростей 5:1 (например, ремень или пленка 3 перемещается со скоростью 30 м/мин; приемная поверхность 11 перемещается со скоростью 6 м/мин), достигается оптимальная четкость изображения, причем изображения принимают четко выраженный вид с эффектом барельефа, при условии, что толщина порошков или гранул 9, осажденных на приемную поверхность 11, будет в 5 раз больше, чем в слое, присутствующем на ремне 3.

Для достижения максимальной точности, удобно, чтобы амплитуды колебаний пленки, которая представляет собой ремень 3, были ограниченными, насколько это возможно, однако поддерживая ускорение высоким, так что, в силу инерции, материал может быть легко отделен. Это может быть достигнуто путем: уменьшения веса пленки, образующей ремень 3, увеличения напряжения и уменьшения длины колебательной секции. С этой целью, как показано на Фиг. 3 и 4, уменьшение длины колебательной секции K получают путем перемещения скольжением внутренней поверхности пленки, образующей ремень 3, на выступ, который, в данном конкретном случае, состоит из нижнего угла S профиля 12.

В дополнение к увеличению точности траектории 15 вдоль пути падения, эти меры еще больше уменьшают область начала этих траекторий, что приводит к более высокой частоте колебаний.

В варианте выполнения, изображенном на Фиг. 4, указанная секция ремня 3 проходит между криволинейной поверхностью 16 неподвижного выступа 17 и углом S трубчатого профиля 12.

Сопла 13 выполнены в непосредственной близости от угла S указанного трубчатого профиля 12, в который подается сжатый воздух.

Угол S проходит по касательной к ремню 3 и ограничивает часть секции ремня 3 переноса, обозначенной буквой K, длина J которой, таким образом, весьма ограничена, и может, таким образом, более эффективно колебаться с более высокой частотой и меньшей амплитудой.

Снова со ссылкой на вариант выполнения, показанный на Фиг. 4, на этом чертеже показана линия отделения, образованная образующей Z, где упор и контакт с опорой 17 ремня 3 оканчиваются и происходит контролируемое отделение порошкообразного материала или гранул 9, прилипших к изображению 5, созданному на наружной поверхности ремня 3 в первом узле 100.

Также и в этом случае воздействие струй воздуха, испускаемых из сопел 13, расположенных в виде ряда, по существу создает ситуацию турбулентного движения, действие которого заключается в том, чтобы вызвать вибрацию соответствующей части ремня 3, который состоит из тонкой пленки, приводя тем самым к отделению порошкообразного или гранулированного декоративного материала 9 от ремня переноса или пленки 3 и оседания его на приемную поверхность 11.

В самом деле вибрации, созданной в этой секции ремня 3, хватает, чтобы вызвать отделение с этой секции материала 9. Кроме того, отделение происходит «контролируемым» образом, потому что оно происходит на образующей (линии Z для выступа 17) изогнутой поверхности, то есть в начале отрыва ремня 3.

Такое выполнение с выступом 17, изображенным на Фиг. 4, также обеспечивает возможность использования максимальной турбулентности точно в непосредственной близости от линии Z отделения. Этот эффект может быть дополнительно увеличен в случае (не показан), когда сопла 13 находятся непосредственно ниже по движению от выступа 17 с перпендикулярной ориентацией X относительно ремня 3.

Перемещение ремня 3 по этой образующей Z выполняется, по существу, в горизонтальном направлении, так что материал 9 начинает отделяться с вертикальной скоростью падения, близкой к нулю, и начинает перемещаться по параболической траектории 15.

Давление, созданное соплами, и вибрация ремня 3 переноса могут привести к некоторому опусканию пленки, образующей ремень 3 переноса, в промежуточной области между роликами 2, 20.

Чтобы избежать помех в этой промежуточной области, предпочтительно, чтобы расположенный ниже по движению ролик 20 был поднят выше, чем расположенный выше по движению ролик 2 на определенную величину D.

Как показано на Фиг. 6, трубчатый профиль 18 имеет поперечное сечение в виде равнобедренного треугольника и отверстия выполнены в самом остром углу в направлении, перпендикулярном самой короткой стороне. Таким образом, положение струи воздуха приведено как можно ближе к линии Z отделения так, чтобы получить более высокую эффективность.

На Фиг. 7 трубчатый профиль 18 имеет треугольное поперечное сечение, как то, что показано на Фиг. 6, и ряд выполненных в нем отверстий расположен в непосредственной близости от угла при вершине на нижней стенке, причем струи направлены X вниз, перпендикулярно ремню 3.

В нижней стенке трубчатого профиля 18 имеется выступ 19, служащий в качестве упора для ремня 3 таким образом, чтобы уменьшить длину J вибрирующей секции. В толщине выступа 19 предусмотрены сквозные отверстия 21, которые подходят для обеспечения возможности прохождения воздуха, выпущенного из сопел 13.

Сопла 13 могут иметь самые различные размеры, в зависимости от расстояния между их осями, рабочего давления, типа пленки, составляющей ремень 3, скорости работы, природы декоративного материала и т.п.

В качестве примера, отличные результаты достигаются при использовании:

- пленки, образующей ремень 3, которая изготовлена из электропроводящего полиэтилена низкой плотности, имеющего толщину 0,05 мм, длину колебательной секции 30 мм и скорость продвижения 10 м/мин;

- профиля 12 с наружными размерами 15×15 мм, толщиной стенки 1,5 мм, отверстиями 13 с диаметром 0,35 мм, расстоянием Т в 7,5 мм между осями отверстий, внутренним рабочим давлением 1,1 бар, углом W падения в 20° с направлением касательной линии Z, расстоянием между соплом и касательной линией Z, равным 20 мм;

- декоративным материалом, изготовленным фирмой Vetriceramici из г. Касола-Вальсенио, Равенна. Италия, тип: ASS 106 / Р153, с диаметром частиц от 0,045 мм до 0,150 мм.

В другом варианте выполнения изобретения, как показано на Фиг. 8, вибрация передается на ремень 3 с помощью исполнительного средства, образованного динамиком 22, соединенным с передатчиком 23 звуковых / ультразвуковых волн, подходящим для концентрации энергии вдоль линии Z отделения.

В варианте, изображенном на Фиг. 9, траектория, проходимая ремнем 3, поддерживается в нижней секции с помощью упора 30, 31, по которому в постоянном контакте с ним скользит ремень. Этот упор 30, 31 содержит первую криволинейную секцию 30 и вторую криволинейную секцию 31, которые установлены рядом друг с другом таким образом, чтобы ограничивать паз 30а, в котором расположена нижняя секция K ремня 3 переноса. Как видно из Фиг. 9, ремень 3 скользит в постоянном контакте по упору 30, 31, но не в пазу 30а, расположенном в нижней части. Первая и вторая криволинейные секции 30, 31 предпочтительно имеют радиус кривизны в плоскости, содержащей направление продвижения ремня 3, который равен и перпендикулярен ремню 3.

В этом варианте одно преимущество обеспечивается тем, что ремень в секции, приближенной к области отделения декора, перемещается вдоль траектории с очень большим радиусом, что сводит к минимуму действие центробежной силы. Кроме того, ремень 3, будучи по-прежнему прочно соединенным с поверхностью упора 30, 31, не подвержен вибрации вплоть до линии Z отделения. Еще одно преимущество этой конфигурации состоит в том, что обеспечивается возможность получения очень ограниченной колеблющейся секции K, а также обеспечивается максимальная свобода для размещения привода 14. Например, можно ориентировать струю воздуха перпендикулярно ремню и в положении в непосредственной близости от линии Z отделения.

Еще одно преимущество достигается, исходя из симметричной формы упора 30, 31, по отношению к оси паза 30а; это обеспечивает возможность выбора направления печати машины, изменяя направление вращения ремня 3, с минимумом вмешательства для указанных изменений.

В еще одном варианте, который здесь не показан, в сторону ремня 3 обращен расположенный в ряду ряд динамиков 22, причем мембраны динамиков находятся на небольшом расстоянии от ремня так, что они в состоянии эффективно передавать вибрацию к ремню 3. Одним из преимуществ этой системы акустической вибрации является то, что не создаются потоки воздуха.

В другом проиллюстрированном варианте турбулентность для создания вибрации на ремне 3 получают с помощью вентиляционных средств, состоящих, например, из небольших бесщеточных осевых вентиляторов в ряду, расположенном в непосредственной близости от внутренней стенки ремня 3. Эти вентиляторы, возможно, изолированы внутри замкнутой камеры, одна стенка которой будет по существу ограничена ремнем 3, и, таким образом, предотвращая отток воздуха.

Реферат

Группа изобретений относится к машинам для декорирования методом переноса изображения (декалькомании), в которой используется порошкообразный материал или гранулы. Машина для декорирования путем переноса изображения, в которой используется порошкообразный материал или гранулы, содержит опорную поверхность, выполненную с возможностью перемещения в заданном направлении, и устройство для нанесения декора, работающее над указанной опорной поверхностью. При этом указанное устройство имеет подвижный ремень переноса, который представляет собой замкнутую петлю, расположенную между приводными роликами, и выполняет функцию приема декора, полученного с помощью порошкообразного материала или гранул, и его переноса к указанной опорной поверхности. При этом указанное устройство содержит первый узел, выполненный с возможностью составления одного указанного декора на ремне переноса, и второй узел, выполненный с возможностью осуществления переноса указанного декора с ремня переноса. Причем перемещение ремня переноса обеспечивается в заданном направлении продвижения. Причем второй узел содержит нижнюю секцию ремня переноса, которая имеет наружную сторону, обращенную вниз к указанной подвижной опорной поверхности. Причем указанная секция проходит между первым упором, расположенным выше по движению, и вторым упором, расположенным ниже по движению. При этом предусмотрено приводное средство, работающее на внутренней стороне указанной секции и выполненное с возможностью быстрого перемещения газа, присутствующего в непосредственной близости от указанной секции, и передачи вибрации к указанной секции с помощью указанного газа. Причем приводное средство представляет собой струи газа, расположенные в ряду, поперечном поверхности переноса указанного подвижного ремня, и выполненные с возможностью создания ситуации турбулентного движения. Техническим результатом является повышение эффективности декорирования. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

Формула