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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Herstellen einer Folie. In der Technik sind unterschiedlichste
Verfahren zur Herstellung von Folien bekannt, von denen das Extrudieren
und Kalandrieren gängige Verfahren darstellen.
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Diese
Verfahren lassen in der Regel nur die Herstellung einfarbiger und
transparenter Folien zu. Um mehrfarbige oder mit Bildern oder Text
versehene Folien zu erzeugen, müssen diese nach einem ursprünglichen
Folienerzeugungsschritt nachträglich bedruckt werden, was
sehr aufwändig ist, und häufig zu Adhäsionsproblemen
führt. Ferner ist dies in der Regel nur mit besonderen
Folien möglich, welche Temperaturen aushalten, die üblicherweise
zum Aufschmelzen von aufgebrachten Tonerpartikeln eingesetzt werden.
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Ausgehend
von den üblichen Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung
von Folien liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die auf einfache und kostengünstige
Art und Weise die Herstellung einer gegebenenfalls mehrfarbigen
Folie erlauben.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach
Anspruch 19 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Insbesondere
ist ein Verfahren zum Herstellen einer Folie vorgesehen, bei dem
ein Toner auf ein Transportband mit wenigstens einem Druckwerk derart
aufgebracht wird, dass eine im Wesentlichen lückenlose
Tonerschicht auf dem Transportband entsteht. Anschließend
wird der Toner auf dem Transportband mit wenigstens einer ersten
Wärmequelle auf eine Temperatur oberhalb eines Schmelzpunktes des
Toners erwärmt und anschließend unter den Schmelzpunkt
des Toners abgekühlt und als zusammenhängende
Materiallage von dem Transportband abgenommen. Durch das obige Verfahren
wird auf einfa che Art und Weise ermöglicht, dass eine Folie direkt
aus Toner hergestellt wird, was insbesondere mehrfarbige und gegebenenfalls
Vollfarb-Bildfolien ermöglicht. Die Formulierung ”eine
im Wesentlichen lückenlose Tonerschicht” bedeutet
hier eine Tonerschicht mit sich berührenden Tonerpartikeln,
welche nach einer Erwärmung des Toners oberhalb eines Schmelzpunktes
desselben zusammenlaufen und eine zusammenhängende Materiallage
bilden, wobei lokal gezielt auch Öffnungen vorgesehen werden können.
Insbesondere können in der Tonerschicht speziell plazierte Öffnungen
vorgesehen sein, um beliebige Formen nachzubilden ohne die Notwendigkeit eines
Zuschnitts derselben. Das Verfahren ermöglicht auf einfache
und kostengünstige Weise die Herstellung einer Endlosfolienbahn
oder auch die Herstellung von bogenförmigen Folienabschnitten
ohne die Notwendigkeit, diese zuzuschneiden. Bogenförmige
Folien werden beispielsweise jeweils hergestellt durch Aufbringen
von Toner in Form der Folie, während zur nächsten
Folie ein entsprechender Freiraum gelassen wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Vernetzung
von Polymerketten des Toners bewirkt, während dieser geschmolzen ist,
um die Stabilität der Folie noch zu verstärken. Hierzu
wird beispielsweise ein thermisch vernetzender Toner für
einen Zeitraum von wenigstens einer Sekunde auf einer Temperatur
oberhalb des Schmelzpunktes des Toners und vorzugsweise für
einen Zeitraum von 1 bis 10 Sekunden auf einer Temperatur oberhalb
des Schmelzpunktes des Toners gehalten. Alternativ oder zusätzlich
kann beispielsweise ein UV-vernetzender Toner mit UV-Strahlung beaufschlagt
werden, während er eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes
des Toners besitzt.
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Vorzugsweise
ist wenigstens eine zweite Wärmequelle vorgesehen, um die
Temperatur des Toners für eine vorgegebene Zeit oberhalb
des Schmelzpunktes des Toners zu erhalten. Vorzugsweise wird der
Toner mit einer den Toner nicht kontaktierenden Wärmequelle
erwärmt und/oder auf einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes
gehalten. Für eine sehr rasche kontaktlose Erwärmung kann
insbesondere ein Mikrowellenapplikator als eine Wärme quelle
vorgesehen sein. Zum Halten der Temperatur des Toners kann, insbesondere
für die zweite Wärmequelle eine IR-Strahlungsquelle
vorgesehen sein. Auch ist es möglich, als eine Wärmequelle
eine im Wesentlichen geschlossene Ofenkammer vorzusehen, durch welche
das Transportband mit darauf befindlichem Toner hindurch bewegt
wird. Als Alternative ist auch eine Wärmequelle denkbar,
die heiße Luft auf den Toner richtet.
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Bei
einer Ausführungsform der Erfindung ist der Toner wenigstens
während der Abkühlung sandwichartig zwischen dem
Transportband einerseits und einem dem Transportband gegenüberliegenden, umlaufenden
Band eingeschlossen. Ein solcher Einschluss zwischen zwei Bändern
ermöglicht eine Folienausbildung mit definierten Oberflächenstrukturen. Dabei
ist der Toner vorzugsweise auch während der Erwärmung
sandwichartig zwischen dem Transportband einerseits und dem Band
eingeschlossen.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden über
eine Vielzahl von Druckwerken unterschiedliche Toner auf das Transportband
aufgebracht, was eine mehrfarbige, gegebenenfalls gemusterte oder
auch eine ein beliebiges Bild aufweisende Folie ermöglicht.
Hierzu werden vorzugsweise Toner mit unterschiedlichen Farben aufgebracht.
Vorzugsweise wird wenigstens ein farbloser Toner derart aufgebracht,
dass eine im Wesentlichen lückenlose Tonerschicht aus farblosem Toner
entsteht, die beispielsweise als durchgängige Träger-
oder Verbindungsschicht dienen kann. Andersfarbige Toner können
dann beliebig, beispielsweise zur Ausbildung von Bildern und Strukturen
eingesetzt werden. Der farblose Toner besitzt vorzugsweise eine
mittlere Teilchengröße, die größer
ist, als die anderer verwendeter Toner, um nach dem Aufschmelzen
der Tonerpartikel eine ausreichend stabile, zusammengeschmolzene
Tonerschicht vorzusehen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Toner über
ein elektrofotografisches Verfahren auf das Transportband aufgebracht.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung
zum Herstellen einer Folie gelöst, die ein Transportband,
wenigstens ein Druckwerk, das zum Aufbringen eines Toners auf dem
Transportband angeordnet ist, und wenigstens eine Wärmequelle
aufweist, die in einer Bewegungsrichtung des Transportbandes hinter
dem wenigstens einen Druckwerk derart angeordnet ist, dass sie auf dem
Transportband befindlichen Toner erwärmen kann. Die Wärmequelle
ist geeignet, den Toner auf eine Temperatur oberhalb eines Schmelzpunktes
des Toners zu erwärmen. Eine solche Vorrichtung erlaubt eine
direkte Herstellung einer Folie aus Toner gemäß dem
zuvor beschriebenen Verfahren und bietet damit auch dieselben Vorteile.
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Vorzugsweise
ist wenigstens eine Kühleinheit vorgesehen, die in einer
Bewegungsrichtung des Transportbandes hinter der wenigstens einen
Wärmequelle derart angeordnet ist, dass sie den auf dem Transportband
befindlichen Toner abkühlen kann, wobei die Kühleinheit
geeignet ist, den Toner auf eine Temperatur unter dem Schmelzpunkt
des Toners abzukühlen. Vorzugsweise ist wenigstens eine
Steuereinheit zum Steuern einer Transportgeschwindigkeit des Transportbandes
und/oder der Wärmequelle vorgesehen, um eine ordnungsgemäße
Aufschmelzung des Toners zu gewährleisten. Bei einer Ausführungsform
ist wenigstens eine UV-Strahlungsquelle derart vorgesehen, dass
sie UV-Strahlung im Bereich der wenigstens einen Wärmequelle
auf das Transportband richtet, so dass eine UV-Vernetzung des Toner im
aufgeschmolzenen Zustand möglich ist.
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Es
kann auch eine zweite Wärmequelle vorgesehen sein, die
in einer Bewegungsrichtung des Transportbandes hinter der wenigstens
einen ersten Wärmequelle angeordnet ist, und die geeignet
ist, den Toner auf einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes
des Toners zu halten. Die zweite Wärmequelle ermöglicht,
insbesondere bei einem thermisch vernetzenden Toner, diesen über
einen längeren Zeitraum oberhalb der Schmelztemperatur zu
halten. Vorzugsweise ist wenigstens eine Wärmequelle geeignet,
den Toner in einer nicht kontaktierenden Art und Weise zu erwärmen,
um die Tonerstruktur, und somit ein hierdurch gebildetes Bild oder ein
Muster nicht zu beeinträchtigen.
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Als
Wärmequelle eignen sich insbesondere ein Mikrowellenapplikator,
eine IR-Strahlungsquelle, eine Strahlungsquelle mit einem IR- und
einem UV-Anteil, wobei der IR- und UV-Anteil jeweils wenigstens
20% beträgt, eine im Wesentlichen geschlossene Ofenkammer
und/oder eine Quelle heißer Luft. Alternativ ist es auch
möglich, als Wärmequelle zwei gegeneinander vorgespannte
Rollen vorzusehen, von denen wenigstens eine über eine
entsprechende Heizvorrichtung erwärmbar ist, wobei das
Transportband durch einen Spalt zwischen den Rollen hindurchgeführt
ist. Solche Rollen sind in der Drucktechnik für das Fixieren
von Bildern auf einem Trägersubstrat bekannt.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung ist ein umlaufendes Band
vorgesehen, das das Transportband über einen Bereich hinweg
kontaktiert, der wenigstens einen Wirkungsbereich der wenigstens
einen Wärmequelle und der wenigstens einen Kühleinheit
abdeckt. Ein solches zusätzliches umlaufendes Band ermöglicht,
wie oben erwähnt, die Ausbildung definierter Oberflächenstrukturen
auf der Folie. Wenn die erste Wärmequelle, die zwei gegenüber
liegenden Rollen aufweist, ist vorzugsweise eine der Rollen eine
Umlenkrolle für das umlaufende Band.
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Vorteilhafter
Weise ist das umlaufende Band und/oder das Transportband als Glosserband
ausgelegt, um eine hochglänzende Folie erzeugen zu können.
Ein Glosserband ist hierbei ein Band mit einer sehr geringen Oberflächenrauhigkeit,
wie es in der Drucktechnik bekannt ist. Vorzugsweise sind das umlaufende
Band und/oder das Transportband aus einem Antihaftmaterial oder
mit einem solchen beschichtet, um ein gutes Ablösen der
Folie zu gewährleisten. Hierzu sind das umlaufende Band
und/oder das Transportband beispielsweise aus einem Polymidmaterial
oder mit einem solchen beschichtet.
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Um
eine möglichst fehlerfreie, fortlaufende Folienbahn zu
erzeugen, bestehen das umlaufende Band und/oder das Transportband
vorzugsweise aus einem nahtlosen Bandmaterial. Alternativ könnte
das umlaufende Band und/oder das Transportband jeweils eine im Wesentlichen
ebene Außenfläche aufweisen, so dass trotz Ausbildung
einer Naht diese nicht abgebildet wird. Um eine di rekte Bestrahlung des
Toners auf dem Transportband zu ermöglichen, ist bei einer
Ausführungsform der Erfindung das umlaufende Band und/oder
das Transportband aus einem transparenten Material.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist eine Vielzahl von Druckwerken zum Aufbringen von unterschiedlichen
Tonern auf das Transportband vorgesehen, um beispielsweise mehrfarbige
Bilder, insbesondere Vollfarbbilder oder gemusterte Strukturen ausbilden
zu können. Dabei ist vorzugsweise wenigstens ein Druckwerk
in der Lage, eine im Wesentlichen lückenlose Tonerbelegung
auf dem Transportband vorzusehen, die beispielsweise als zusammenhängende
Träger- oder Verbindungsschicht dient. Vorzugsweise ist wenigstens
ein Druckwerk ein elektrofotografisches Druckwerk.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens
eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung des Transportbandes und/oder
des umlaufenden Bandes vorgesehen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert; in den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Herstellen einer
Folie; und
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2 eine
schematische Seitenansicht einer alternativen Vorrichtung zum Herstellen
einer Folie.
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In
der nachfolgenden Beschreibung verwendete Positions- und/oder Richtungsangaben
beziehen sich auf die Darstellung in Zeichnungen und sollen die
Anmeldung in keiner Weise einschränken.
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1 zeigt
eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung 1 zum
Herstellen von Folien 3. Die Vorrichtung 1 besitzt
eine Vielzahl von Druckwerken 5, eine Transporteinheit 7,
eine Reinigungseinheit 9, eine Kühleinheit 10,
eine Fixiereinheit 12 und einen Ausleger 14.
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Die
Folien 3 sind gemäß 1 in
Bogenform dargestellt, und werden als ein Folien-Bogenstapel auf
dem Ausleger 14 abgelegt, der höhenverstellbar ist,
wie durch den Doppelpfeil A angedeutet ist. Wie nachfolgend noch
näher erläutert wird, ist es jedoch auch möglich,
mit der Vorrichtung 1 eine Endlosfolie herzustellen, die
dann beispielsweise auf einer Rolle aufgenommen werden kann.
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In
der dargestellten Vorrichtung 1 sind fünf Druckwerke 5 dargestellt,
die beispielsweise mit den Farben schwarz, zyan, magenta, yellow
und einem Klartoner betrieben werden können. Wie der Fachmann
erkennen wird, kann natürlich auch eine andere Anzahl von
Druckwerken vorgesehen sein, und diese können mit anderen
Farben betrieben werden.
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Die
Druckwerke 5 sind als elektrofotografische Druckwerke dargestellt,
und weisen jeweils einen Bebilderungszylinder 16 auf, der
in der Darstellung direkt mit der Transporteinheit 7 in
Kontakt steht. Natürlich kann auch noch ein Zwischenzylinder
zwischen dem Bebilderungszylinder 16 und der Transporteinheit 7 vorgesehen
sein. Die Bebilderungszylinder 16 sind jeweils oberhalb
der Transporteinheit 7 angeordnet, und werden durch diese
in Drehrichtung angetrieben, wie nachfolgend noch näher
erläutert wird. Den Bebilderungszylindern 16 sind
jeweils gegenüberliegend Andruckrollen 17 zugeordnet.
Solche Druckwerke 5 sind in der Technik zahlreich bekannt,
und werden daher nicht näher erläutert.
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Die
Transporteinheit 7 besteht im Wesentlichen aus einem Transportband 18,
das um entsprechende Führungs- und/oder Antriebsrollen 19 geführt ist,
um einen geschlossenen Bewegungspfad vorzusehen. Das Transportband 18 ist
jeweils durch einen Spalt zwischen einem Bebilderungszylinder 16 und einer
zugeordneten Andruckrolle 17 der jeweiligen Druckwerke 5 hindurchgeführt.
Dabei steht das Transportband 18 in unmittelbarem Reibschluss
mit dem Be bilderungszylinder 16 und der Andruckrolle 17 und
dreht diese daher bei einer Drehung des Transportbandes mit. Wenn
ein Zwischenzylinder vorgesehen wäre, stände dieser
sowohl in Reibschluss mit dem Transportband 18 als auch
mit dem Bebilderungszylinder 16, so dass dieser noch mittelbar
durch das Transportband 18 angetrieben wäre.
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Das
Transportband 18 ist vorzugsweise aus einem Anti-Haftmaterial
oder ist mit einem solchen beschichtet. Als Material bietet sich
beispielsweise ein Polyimidmaterial an. Das Transportband 18 ist vorzugsweise
aus einem nahtlosen Bandmaterial, oder weist wenigstens eine im
Wesentlichen ebene Außenfläche auf, sofern eine
Naht vorgesehen ist. Das Transportband sollte ferner aus einem Material bestehen,
das durch die Temperaturen innerhalb der Fixiereinheit 12 nicht
beeinträchtigt wird, und sollte auch transparent sein.
Die nach außen weisende Oberfläche des Transportbandes 18 ist
als ein sogenanntes Glosserband ausgelegt, d. h. als ein Band mit
einer geringen Oberflächenrauhigkeit, wie es in der Drucktechnik
bekannt ist, um bei Tonerbildern einen hohen Glanz zu erzeugen.
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Obwohl
nicht dargestellt, können Drehgeber an den jeweiligen Bebilderungszylindern
16 und
wenigstens einer der Transport- und/oder Führungsrollen
19 vorgesehen
sein, um die jeweiligen Drehpositionen der Elemente zu erfassen.
Dies erlaubt in bekannter Art und Weise einen registerhaltigen Druck von
unterschiedlichen Farbauszügen durch die Druckwerke
5.
Zu diesem Zweck und für Kalibrierungszwecke kann die Vorrichtung
1 beispielsweise auch
einen nicht dargestellten Registersensor aufweisen, wie es in elektrofotografischen
Druckmaschinen üblich ist, und zum Beispiel in der nicht
vorveröffentlichten auf die Anmelderin zurückgehenden
DE 10 2008 052 397 beschrieben
ist.
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Die
Reinigungseinheit 9 ist in einer Umlaufrichtung des Transportbandes 18 (siehe
Pfeil B) hinter den Druckwerken 5 und der Fixiereinheit 12 angeordnet.
Die Reinigungseinheit 9 besitzt geeignete Mittel das Transportband 18 zu
reinigen, wie beispielsweise rotierende Bürsten und/oder
stationäre Abstreifer.
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Die
Kühleinheit 10 ist in Umlaufrichtung des Transportbandes 18 wiederum
hinter der Reinigungseinheit 9 und vor den Druckwerken 5 angeordnet.
Die Kühleinheit 10 kann beispielsweise Kühlluft auf
eine Innen- oder Außenseite des Transportbandes 18 richten,
um es auf eine vorbestimmte Temperatur zu bringen.
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Die
Fixiereinheit 12 ist zwischen den Druckwerken 5 und
der Reinigungseinheit 9 angeordnet. Die Fixiereinheit 12 ist
dabei derart angeordnet, dass sich das Transportband 18 durch
sie hindurch erstreckt. Innerhalb der Fixiereinheit 12 ist
wenigstens eine Wärmequelle vorgesehen, die in der Lage
ist, einen auf dem Transportband 18 befindlichen Toner über
eine Schmelztemperatur des Toners zu erwärmen. Obwohl nicht
zwingend notwendig, ist diese Wärmequelle vorzugsweise
eine Wärmequelle, die den Toner in einer nicht kontaktierenden
Art und Weise erwärmen kann, wie beispielsweise eine Mikrowellenquelle,
eine IR-Strahlungsquelle, eine Quelle heißer Luft, eine
im Wesentlichen geschlossene Ofenkammer mit entsprechenden Heizelementen etc.
Je nach verwendetem Toner kann auch eine UV-Strahlungsquelle innerhalb
der Fixiereinheit 12 vorgesehen sein, die derart angeordnet
ist, dass sie UV-Strahlung in Richtung des Transportbandes 18 und
einen darauf befindlichen Toner richten kann. Hierzu könnte
beispielsweise eine Strahlungsquelle vorgesehen sein, die neben
einem IR-Anteil auch einen UV-Anteil aufweist, wobei die IR- und
UV-Anteile jeweils wenigstens 20% betragen sollten.
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Natürlich
kann auch eine das Transportband 18 kontaktierende Wärmequelle
vorgesehen sein, die beispielsweise aus zwei gegeneinander wirkenden
Rollen gebildet wird, von denen wenigstens eine erwärmt
wird. Solche Fixierrollen sind in der Drucktechnik bekannt. Innerhalb
der Fixiereinheit ist vorzugsweise noch eine zweite nicht näher
dargestellte Wärmequelle vorgesehen, die derart angeordnet
ist, dass sie einen auf dem Transportband 18 befindlichen
Toner für einen längeren Zeitraum von vorzugsweise
1 bis 10 Sekunden oder auch länger über dem Schmelzpunkt
des Toners halten kann. Die zweite Wärmequelle kann des
gleichen oder eines unterschiedlichen Typs sein, wie die erste Wärmequelle, muss
aber in der Regel nicht so viel Energie in den Toner einkoppeln,
wie die erste Wärmequelle, da lediglich das Halten auf
einer bestimmten Temperatur erforderlich ist, und nicht ein Erwärmen über
die Temperatur des Schmelzpunktes hinaus.
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Innerhalb
der Fixiereinheit 12 oder in Umlaufrichtung des Transportbandes 18 dahinter
kann eine weitere nicht näher dargestellte Kühleinheit
vorgesehen sein, um einen auf dem Transportband 18 befindlichen
Toner in einem Endbereich der Fixiereinheit 12 oder dahinter
auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Toners abzukühlen.
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Nachfolgend
wird der Betrieb der Vorrichtung 1 näher erläutert.
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Zunächst
wird das Transportband 18 in Umlaufrichtung B betrieben.
Durch die in Umlaufrichtung B des Transportbands 18 vier
vorderen Druckwerke 5 werden dann beispielsweise registerhaltig
unterschiedliche Farbauszüge eines Tonerbildes auf das Transportband 18 gedruckt,
wodurch sich eine unterschiedliche und ggf. lückenhafte
Tonerbelegung auf dem Transportband 18 ergeben kann. Das
in Umlaufrichtung B des Transportbandes 18 letzte Druckwerk 5 bringt
dann einen Klartoner derart auf das Transportband 18 auf,
dass eine im Wesentlichen lückenlose Tonerschicht auf dem
Transportband 18 entsteht. Im Wesentlichen lückenlos
soll hierbei eine Situation beschreiben, bei der sich benachbarte
Tonerpartikel berühren, so dass sie bei einem Aufschmelzen
derselben eine zusammenhängende Schicht bilden. Im Wesentlichen
lückenlos soll dabei aber auch eine Situation umfassen,
bei der gezielt Freiräume innerhalb eines Druckbildes oder
zwischen benachbarten Druckbildern vorgesehen werden, um bestimmte Formen
zu erzeugen. Bei der Darstellung gemäß 1,
bei der bogenförmige Folien 3 erzeugt werden sollen,
können jeweils beabstandet zueinander Druckbilder erzeugt
werden, wie es bei einem Bogendruck üblich wäre.
In einem solchen Fall ist es auch nicht notwendig, dass das Transportband
nahtlos ist, da das Transportband 18 jeweils so bedruckt
werden könnte, dass ein Bereich um die Naht des Transportbandes 18 herum
vom Druck ausgenommen wird. Wenn jedoch beispielsweise eine Endlosfolie
bedruckt werden soll, was dadurch erreicht wird, dass eine fortlaufende
Tonerbelegung durch die Druckwerke 5 erfolgt, wäre
es von Vorteil, wenn das Transportband 18 keine Naht aufweist,
da sich diese sonst ggf. innerhalb der Folie abbilden könnte.
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Nachdem
in der obigen Art und Weise Toner auf das Transportband 18 aufgebracht
wurde, durchläuft das Transportband 18 mit dem
darauf befindlichen Toner die Fixiereinheit 12. Innerhalb
der Fixiereinheit 12 wird der Toner durch wenigstens die
erste Wärmequelle auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes
des Toners gebracht, und dann durch die zweite Wärmequelle
für eine vorbestimmte Zeit von beispielsweise 1 bis 10
Sekunden oberhalb der Temperatur des Schmelzpunktes gehalten. Dabei schmelzen
die einzelnen Tonerpartikel und bilden eine zusammenhängende
Tonerschicht, die nach einer Abkühlung unterhalb des Schmelzpunktes
des Toners als zusammenhängende Schicht in Form der Folie 3 von
dem Transportband 18 abgenommen werden kann. Bei einem
thermisch vernetzenden Toner kommt es ferner zu einer Vernetzungsreaktion von
Polymer-Ketten des Toners, was die Stabilität der Folie 3 verstärkt.
Wenn der Toner UV-vernetzende Elemente enthält, wird er
vorzugsweise innerhalb der Fixiereinheit 12 mit UV-Strahlung
beaufschlagt, um eine weitere Vernetzung und somit erhöhte
Stabilität der Folie 3 vorzusehen. Dabei wird
die UV-Strahlung in den Toner eingebracht, während er auf
eine Temperatur oberhalb seines Schmelzpunktes erwärmt
ist.
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Anschließend
wird der Toner innerhalb der Fixiereinheit oder dahinter aktiv oder
passiv unter die Temperatur seines Schmelzpunktes abgekühlt,
um anschließend als Folie 3 von dem Transportband 18 abgenommen
zu werden. Bevorzugt wird eine aktive Kühlung des Toners,
es ist jedoch auch möglich, eine passive Kühlung über
eine entsprechende Transportstrecke des Transportbandes 18 vorzusehen.
Als aktive Kühlung kann beispielsweise Kühlluft
auf eine Oberseite der Tonerschicht und/oder eine Rückseite des
Transportbandes 18 geleitet werden. Natürlich sind
auch andere Kühlmechanismen denkbar. So kann beispielsweise
das Transportband 18 über eine oder mehrere gekühlte
Rollen laufen, oder es können auch eine oder mehrere gekühlte
Rollen vorgesehen sein, die direkt den Toner kontaktieren. Wie der
Fachmann erkennt, sind hier unterschiedlichste Möglichkeiten
gegeben, um den Toner auf eine Temperatur unter seinen Schmelzpunkt
zu kühlen, um den Toner anschließend als Folie 3 von
dem Transportband 18 abnehmen zu können.
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Wie
der Fachmann ferner erkennen wird, ermöglicht das oben
beschriebene Verfahren die Herstellung einer Tonerfolie ohne Trägermaterial,
d. h. dass die Folie nur aus Tonerpartikel besteht. Ferner ermöglicht
das obige Verfahren die Herstellung von Folien mit beliebiger Farbigkeit,
auch mit Vollfarbbildern und in beliebiger Form.
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2 zeigt
eine schematische Seitenansicht einer alternativen Vorrichtung 1,
die zur Herstellung einer Endlosfolie 3 dargestellt ist.
Bei der Darstellung gemäß 2 werden
die gleichen Bezugszeichen verwendet, sofern gleiche oder ähnliche
Elemente vorgesehen sind.
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Die
Vorrichtung 1 besitzt wiederum eine Vielzahl von Druckwerken 5,
eine Transporteinheit 7, eine Reinigungseinheit 9,
eine Kühleinheit 10 und eine Fixiereinheit 12.
Statt eines höhenverstellbaren Auslegers 14 ist
in 2 eine Aufnahmerolle 24 für eine
Endlosfolie 3 vorgesehen. Natürlich könnte
auch wieder ein höhenverstellbarer Ausleger 14 vorgesehen
sein, wenn die Vorrichtung 1 für die Herstellung bogenförmiger
Folien 3 eingesetzt werden sollte.
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Es
sind wiederum fünf Druckwerke 5 dargestellt, die
wiederum des elektrofotografischen Typs mit einem Bebilderungszylinder 16 sind.
Diesen sind wieder Andruckrollen 17 zugeordnet.
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Auch
die Transporteinheit 7 ist im Wesentlichen identisch aufgebaut
zu der zuvor beschriebenen Transporteinheit mit einem Transportband 18, das
umlaufend durch eine Vielzahl von Führungs- und/oder Antriebsrollen 19 geführt
ist. Das Transportband 18 erstreckt sich wiederum durch
entsprechende Spalten zwischen Bebilderungszylindern 16 der jeweiligen
Druckwerke 15 und den dazugehörigen Andruckrollen 17.
Das Transportband ist insbesondere bei dieser Ausführungsform
ein nahtloses Transportband 18, beispielsweise aus einem
Polyimidmaterial. Alternativ könnte die Naht aber auch
so eben ausgebildet sein, dass sie sich innerhalb der Folie 3 nicht
oder nur kaum ausbildet. Eine Naht könnte aber auch eine
Schnittkante zum Zuschneiden der Folie 3 innerhalb derselben
markieren, um beispielsweise Zuschnitte der Folie 3 entsprechend
der Länge des Transportbandes 18 zu ermöglichen.
Im Bereich der Fixiereinheit 12 ist ein umlaufendes Band 30 vorgesehen,
das eine Außenseite des Transportbandes 18 kontaktiert.
Wenn sich Toner auf dem Transportband 18 befindet, wird
dieser zwischen dem Transportband 18 und dem Band 30 sandwichartig
im Bereich der Fixiereinheit 12 eingeschlossen.
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Das
Band 30 ist um eine erste Rolle 32 und eine zweite
Rolle 34 umlaufend geführt, wobei vorzugsweise
wenigstens eine der Rollen 32, 34 das Transportband 30 umlaufend – mit
der Geschwindigkeit des Transportbandes 18 – antreibt.
Alternativ könnte das Transportband 30 auch durch
einen Reibschluss mit dem Transportband 18 mitgeführt
werden. Das Band 30 ist ein nahtloses Band, das als Glosserband
mit einer geringen Oberflächenrauhigkeit ausgebildet ist.
Es kann insbesondere aus dem gleichen Material bestehen wie das
Transportband 18. Die Rolle 32 ist vorzugsweise
eine beheizte Rolle, die gegen eine darunterliegende Rolle 36,
die Teil der Transporteinheit 7 sein kann, drückt.
Dabei kann eine der Rollen 32, 36 beheizt sein,
um einen auf dem Transportband 18 befindlichen Toner rasch
mittels der Temperatur der Rolle und ggf. über einen Druck zwischen
den Rollen über die Schmelztemperatur des Toners zu erwärmen.
Im Gegensatz hierzu kann eine der Rollen 19 oder 34 beispielsweise
als Kühlrolle ausgestaltet sein, um einen auf dem Transportband 18 befindlichen
Toner unter seine Schmelzpunkttemperatur zu kühlen.
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Im
Bereich des Transportbandes 30 ist ferner eine Reinigungseinheit 39 und
eine Kühleinheit 40 vorgesehen, entsprechend der
Reinigungseinheit 9 bzw. der Kühleinheit 10 für
das Transportband 18. In dem Bereich, in dem sich das Transportband 18 und das
Band 30 kontaktieren, ist ferner eine Wärmequelle 42 vorgesehen,
die beispielsweise eines des oben beschriebenen Typs ist. Die Wärmequelle
ist in der Lage, einen zwischen dem Transportband 18 und dem
Band 30 aufgenommenen Toner auf eine Temperatur oberhalb
seines Schmelzpunktes zu erwärmen bzw. über einen
bestimmten Zeitabschnitt darüber zu halten. Hierzu kann
die Wärmequelle 42 eines beliebig geeigneten Typs
sein. In dem Bereich in dem sich das Transportband 18 und
das Band 30 kontaktieren, ist ferner eine Kühleinheit 44 vorgesehen,
die beispielsweise Kühlluft auf die jeweiligen Bänder
leitet, um die dazwischen befindliche Tonerschicht abzukühlen,
insbesondere auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes derselben.
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Der
Betrieb der Vorrichtung 1 gemäß 2 ist
im Wesentlichen derselbe wie zuvor beschrieben, wobei die Druckwerke 5 jedoch
im Wesentlichen eine Endlosschicht aus Tonermaterial auf dem umlaufenden
Transportband 18 ausbilden. Diese wird nachfolgend innerhalb
der Fixiereinheit 12 aufgeschmolzen und ggf. durch eine
Vernetzungsreaktion vernetzt. Durch die Kühleinheit 44 wird
der Toner dann innerhalb der Fixiereinheit 12 auf eine
Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Toners abgekühlt,
um die dadurch erzeugte zusammenhängende Tonerschicht in
Form einer Endlosfolie aus dem Bereich der Fixiereinheit 12 herauszuführen
und auf der Aufnahmerolle 24 aufzunehmen.
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Wie
zuvor beschrieben, ermöglicht die vorliegende Erfindung
die Herstellung einer Folie direkt aus Toner ohne Trägermaterial.
Obwohl die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
derselben beschrieben wurde, ist sie nicht auf die konkret dargestellten
Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere ist
es möglich, unterschiedliche Elemente der unterschiedlichen
Ausführungsformen miteinander zu kombinieren bzw. gegeneinander
auszutauschen. Insbesondere kann natürlich die Anzahl der
verwendeten Druckwerke von der dargestellten Anzahl abweichen. Wichtig
ist lediglich, dass die Druckwerke 5 in der Lage sind,
wenigstens gemeinschaftlich oder auch jeweils allein eine im Wesentlichen
zusammenhängende Tonerschicht zu erzeugen. Vorzugsweise
sollte wenigstens ein Druckwerk in der Lage sein, eine im Wesentlichen
geschlossene Tonerschicht beispielsweise mit Klartoner zu erzeugen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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