Результат интеллектуальной деятельности: Машина для декодирования методом переноса изображения и способ переноса изображения

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.