WO2005044542A1 - Method and device for print embossing surfaces - Google Patents

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WO2005044542A1
WO2005044542A1 PCT/CH2004/000659 CH2004000659W WO2005044542A1 WO 2005044542 A1 WO2005044542 A1 WO 2005044542A1 CH 2004000659 W CH2004000659 W CH 2004000659W WO 2005044542 A1 WO2005044542 A1 WO 2005044542A1
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sonotrode
active
active surface
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Daniel Suhm
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Daniel Suhm
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Abstract

The invention relates to a method and a device for introducing an embossed design (14) having a precise contour onto a surface (15) of a body (16) that is made of meltable material by means of a sonotrode (1).

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM DRUCKPRÄGEN VON OBERFLÄCHEN METHOD AND DEVICE FOR PRINTING SURFACES
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Druckprägen von Oberflächen von dünnen Materialien.The invention relates to an apparatus and a method for pressure embossing surfaces of thin materials.
Aus dem Stand der Technik sind diverse Verfahren und die dafür verwendeten Vorrichtungen bekannt, die zum Zusammenfügen von schmelzbaren Folien aus Kunststoff dienen.Various methods and the devices used for this purpose are known from the prior art, which are used to join meltable plastic films.
Zum Beispiel zeigt EP 0 242 480 Bl eine Vorrichtung die zum Ultraschallschweissen von flächigen Materialien aus Thermoplastischem Material dient. Die zum eigentlichen Schweissen dienenden Berührungsflächen weisen Vorsprünge und Vertiefungen auf, welche so ausgestaltet sind, dass auf- geschmolzenes Material möglichst gleichförmig verteilt wird. Die Vorrichtung ist geeignet um Tubenkörper nach dem Befüllen zu verschliessen.For example, EP 0 242 480 B1 shows a device which is used for the ultrasonic welding of flat materials made of thermoplastic material. The contact surfaces used for actual welding have projections and depressions which are designed in such a way that molten material is distributed as uniformly as possible. The device is suitable for closing the tube body after filling.
Die deutsche Patentschrift DE 100 27 735 zeigt einen dünnwandigen Behälter, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Herstellung. Der dünnwandige Behälter ist aus einem flexiblen Basismaterial hergestellt, das mit einer ultraschallschweissbaren, dünnen Schicht überzogen ist. Der Behälter wird durch Schweisslinien zusammengehalten.German patent DE 100 27 735 shows a thin-walled container, as well as a method and a device for its production. The thin-walled container is made of a flexible base material that is coated with a thin layer that can be welded with ultrasound. The container is held together by welding lines.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin ein Verfahren und eine Vorrichtung zu zeigen, welche zum Druckprägen einer Oberfläche einer Folie aus schmelzbarem Material, respektive zum gleichzeitigen Fügen von mehreren Lagen Folien geeignet ist.The object of the invention is to show a method and a device which is suitable for the pressure embossing of a surface of a film made of meltable material, or for the simultaneous joining of several layers of films.
Viele Verpackungen werden aus schmelzbarem Kunststoff, so genannten Thermoplast, hergestellt. Dünnwandige Schachteln oder andere Behälter werden zum Beispiel durch Falten eines ausgestanzten Faltbogens hergestell Da diese Materialien nur schwierig geklebt werden können, besteht eine Möglichkeit darin, sie durch Ultraschallschweissen zu verbinden. Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, die zum Herstellen von linienförmigen Verbindungen geeignet sind. Eine Sonotrode, die mit den zu verbindenden Bereichen in Wirkverbindung gebracht wird, dient zum Ein- bringen von Schallenergie in die zu verbindenden Materialien. Die Sonotrode ist so ausgebildet, dass die Schwingungen möglichst optimal in die zu verbindenden Materialien eingebracht werden und es nicht zu einem unkontrollierten Aufschmelzen im Bereich der Grenzfläche zwischen der Sonotrode und den zu verbindenden Materialien kommt. Durch die Einkoppelung der Schallenergie in die zu verbindenden Materialien wird angestrebt, dass die Schallenergie möglichst optimal im Bereich der Berührungsflächen der zu verbindenden Materialien in Reibungsenergie umgewandelt wird, so dass das Material der zu verbindenden Teile aufschmilzt und sich verbindet. Das Ziel der konventionellen Verfahren besteht also primär im Verbinden von Materialschichten.Many packages are made from meltable plastic, known as thermoplastic. Thin-walled boxes or other containers are made, for example, by folding a punched-out folding sheet. Since these materials are difficult to glue, one possibility is to join them by ultrasonic welding. Devices are known from the prior art which are suitable for producing linear connections. A sonotrode, which is operatively connected to the areas to be connected, is used to introduce sound energy into the materials to be connected. The sonotrode is designed in such a way that the vibrations are introduced as optimally as possible into the materials to be connected and there is no uncontrolled melting in the area of the interface between the sonotrode and the materials to be connected. By coupling the sound energy into the connecting materials, the aim is that the sound energy is converted as optimally as possible in the area of the contact surfaces of the materials to be connected into frictional energy, so that the material of the parts to be connected melts and connects. The aim of the conventional methods is primarily to connect layers of material.
Verpackungen aus schmelzbarem Kunststoff werden heute beschriftet, indem Sie in einem separaten Arbeitsschritt mittels konventionellen Verfahren mittels Farbe bedruckt werden. Bis anhin sind jedoch keine Verfahren bekannt, mittels denen Kunststofffolien einfach und dennoch hochwertig Geprägt und Bedruckt werden können. Aus diesem Grund sind in eine Oberfläche eines zu beschriftenden Materials mit einer gewissen Tiefe eingelassene Kennzeichnungen bis heute nicht bekannt oder nur sehr schwierig herstellbar. Die offenbarte Erfindung beinhaltet ein Verfahren, das zum hochwertigen, tiefenwirksamen Beschriften von Oberflächen von dünnen Kunststofffolien dient. In einer speziellen Ausführungsform dient das Verfahren zum Beschriften und Prägen, respektive Beschriften und Fügen von mehreren Lagen von Kunststofffolie.Packaging made of meltable plastic is now labeled by printing in a separate step using conventional processes using color. To date, however, no methods have been known by means of which plastic films can be easily and nevertheless high-quality embossed and printed. For this reason, markings embedded in a surface of a material to be inscribed with a certain depth have hitherto not been known or are very difficult to produce. The disclosed invention includes a method that is used for high-quality, deep-effective labeling of surfaces of thin plastic films. In a special embodiment, the method is used for labeling and embossing, or respectively labeling and joining, of a plurality of layers of plastic film.
Die Erfindung verwendet eine Sonotrode auf welcher das oder die aufzubringenden Zeichen oder Logos im Bereich einer Stirnfläche aufgebracht sind. Das oder die Zeichen oder Logos stehen ähnlich einem Prägestempel über die Stirnfläche vor und weisen eine oder mehrere Wirkflächen auf, welche zum Übertragen von Schallenergie in eine Oberfläche dienen. Die mehreren Stirnflächen können zueinander unterschiedliche Niveaus aufweisen, was dazu führt, dass in den Bereichen, welche weiter vorstehen, unterschiedliche Energiemengen übertragen werden. Dadurch entsteht die Möglich- keit, dass in einem Bereich nur ein Prägedruck aufgebracht und gleichzeitig eine dem Prägedruck überlagerte Fügung von mehreren Schichten erzielbar ist. Je nach Anwendungsgebiet werden die Wirkflächen mittels einer Sonotrode so in Schwingung versetzt, dass sie im Wesentlichen parallel und/oder senkrecht zur zu bearbeitenden Oberfläche schwingen.The invention uses a sonotrode on which the character or logos to be applied are applied in the area of an end face. The one or more characters or logos protrude over the end face like an embossing stamp and have one or more active areas which serve to transmit sound energy into a surface. The several end faces can have different levels from one another, which leads to the fact that different amounts of energy are transmitted in the areas that protrude further. This creates the possibility that only one embossing print is applied in one area and at the same time an overlay of several layers superimposed on the embossing print can be achieved. Depending on the area of application, the active surfaces are set in vibration by means of a sonotrode in such a way that they vibrate essentially parallel and / or perpendicular to the surface to be machined.
Die Sonotrode ist ein oder mehrteilig so ausgestaltet, dass die Schallenergie im Bereich der Wirkflä- chen konzentriert wird, wobei die Wirkflächen mit Bezugnahme auf die Längsachse der Sonotrode senkrecht oder parallel zu dieser schwingen. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist bei der beschriebenen Erfindung die Sonotrode so ausgestaltet, dass ein Aufschmelzen primär zwischen der mindestens einen Wirkfläche der Sonotrode und der Oberfläche eines schmelzbaren Materials stattfindet. Im Gegensatz zu einem reinen Fügeverfahren wird bei der hier beschriebenen Erfindung in der Regel nicht die gesamte Querschnittsfläche einer Sonotrode verwendet, sondern nur dafür vorgesehene Wirkflächen und unmittelbar angrenzende Seitenflächen. Das beschriebene Verfahren ist dahingehend optimiert, dass je nach Prozessführung das Grundmaterial der zu bearbeitenden Oberfläche nicht seitlich, sondern mit einer gewissen Tiefenwirkung verdrängt wird. Infolge der in das Grundmaterial eingebrachten Scherkräfte wird selbst bei dickerem Grundmaterial erreicht, dass auf der Oberfläche keine negativen Materialanhäufungen auftreten. Die Oberflä- ehe des zur prägenden Körpers wird primär und konturgenau nur im Wirkbereich der Wirkflächen der Sonotrode. Ein unkontrolliertes Aufschmelzen der angrenzenden Oberfläche, wie es ein konventionelles Verfahren bewirken würde, kann daher. vermieden werden, da das umgebende Material eine Stützwirkung ausübt. Dies erklärt die hohe Qualität die mittels des erfindungsgemässen Verfahrens erzielbar ist. Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich qualitativ hochwertige Prägungen selbst in relativ Dicke Grundmaterialen einzubringen.The sonotrode is configured in one or more parts in such a way that the sound energy is concentrated in the area of the active surfaces, the active surfaces vibrating perpendicularly or parallel to the longitudinal axis of the sonotrode. In contrast to the methods known from the prior art, in the described invention the sonotrode is designed in such a way that melting occurs primarily between the at least one active surface of the sonotrode and the surface of a meltable material. In contrast to a pure joining method, the entire cross-sectional area of a sonotrode is generally not used in the invention described here, but only active surfaces provided for this purpose and immediately adjacent side surfaces. The The method described is optimized so that, depending on the process control, the base material of the surface to be processed is not displaced laterally, but with a certain depth effect. As a result of the shear forces introduced into the base material, even with a thicker base material it is achieved that no negative material accumulations occur on the surface. The surface of the body to be shaped becomes primary and accurate in contour only in the effective area of the active surfaces of the sonotrode. An uncontrolled melting of the adjacent surface, as would result from a conventional process, can therefore occur. can be avoided because the surrounding material has a supporting effect. This explains the high quality that can be achieved by means of the method according to the invention. The method according to the invention is suitable for introducing high-quality embossments even in relatively thick base materials.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung, welche zum kontinuierlichen, bandförmigen Bedrucken, respektive Prägen und/oder Fügen geeignet ist, wird vorzugsweise eine Sonotrode mit einem aktiv oder passiv angetriebenen Rad mit einer Lauffläche verwendet, wobei die Lauffläche zum Druckprägen und bei Bedarf gleichzeitigen Fügen von mehreren Lagen eines Grundmaterials verwendbar ist.In one embodiment of the invention, which is suitable for continuous, ribbon-shaped printing, respectively embossing and / or joining, a sonotrode with an actively or passively driven wheel with a tread is preferably used, the tread for embossing and, if necessary, simultaneous joining of several Layers of a base material can be used.
Der Antrieb der Sonotrode erfolgt vorzugsweise mittels eines konventionellen elektronischen Ultraschallgenerators, der über einen Konverter (Booster) mit einer Sonotrode wirkverbunden ist. Mittels einer Pressvorrichtung wird die für das Umformen erforderliche Kraft erzeugt. Je nach Anwendungsgebiet sind die Schallwellen longitudinal oder transversal ausgerichtet.The sonotrode is preferably driven by means of a conventional electronic ultrasound generator which is operatively connected to a sonotrode via a converter (booster). The force required for the forming is generated by means of a pressing device. Depending on the field of application, the sound waves are oriented longitudinally or transversely.
Um beispielsweise Schachteln und Boxen bearbeiten zu können, wird eine Vorrichtung vorgeschla- gen, bei der die Sonotrode zangenförmig, mit zwei gegeneinander gerichteten Wirkflächen ausgestaltet ist. Die Wirkflächen sind dabei mit Vorteil so angeordnet, dass sie beim Öffnen und beim Schliessen parallel zu einander geführt sind, so dass eine gleichmässige Druckverteilung resultiert. Mindestens eine der beiden Wirkflächen ist dafür vorgesehen, um eine Prägeform aufzuweisen, die zu Prägedruck einer Oberfläche eines schmelzbaren Materials dient. Die Sonotrode ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass die Schwingungen der Wirkfläche durch die zangenförmige Ausgestaltung unterstütz werden.In order to be able to process boxes and boxes, for example, a device is proposed in which the sonotrode is designed in the form of pliers with two active surfaces facing each other. The active surfaces are advantageously arranged such that they are parallel to each other when opening and closing, so that a uniform pressure distribution results. At least one of the two active surfaces is provided in order to have an embossing shape which is used to emboss a surface of a meltable material. The sonotrode is preferably designed in such a way that the vibrations of the active surface are supported by the pincer-shaped design.
Die verwendeten Sonotroden sind bei Bedarf mehrteilig ausgestaltet, so dass die für einen Prägedruck verwendbare Wirkfläche einfach, ganz oder bereichsweise austauschbar ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Sonotrode weist zu diesem Zweck eine im Wesentlichen parallel zur Wirkfläche angeordnete Trennstelle auf. Unterschiedliche Wirkflächen können mittels einer Schwalbenschwanz- führung oder einem äquivalenten Mittel befestigt werden, welche die Übertragung der Schallenergie nicht negativ beeinflusst.If necessary, the sonotrodes used are designed in several parts, so that the active surface that can be used for an embossing print can be replaced easily, completely or in some areas. For this purpose, a preferred embodiment of the sonotrode has a separation point arranged essentially parallel to the active surface. Different active surfaces can be created using a dovetail guide or an equivalent means that does not negatively affect the transmission of sound energy.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Sonotrode weist einen ersten und einen zweiten in Längsrichtung hintereinander angeordneten Bereich auf, welche beide im Wesentlichen dieselbe maxima- le Länge, aber eine unterschiedliche maximale Breite aufweisen. Der erste und oder zweite Bereich sind hintereinander angeordnet und gehen ineinander über. Der Übergangsbereich ist so gestaltet, dass er zu einer Konzentration von Schallwellen hin zu einer Wirkfläche dient, welche an einer Stirnseite des zweiten Bereichs angeordnet ist. Gegenüber der Wirkfläche ist ein Gewindeloch vorhanden, welches zum Wirkverbinden der Sonotrode mit einem Schallgenerator dient. Falls grosse Prägungen erwünscht sind, ist die Sonotrode vorzugsweise mehrteilig ausgestaltet oder werden die Prägung mehrteilig aufgebracht. Die Schwingungsform der Sonotrode wird vorzugsweise so gewählt, dass ein Aufschmelzen primär im Interaktionsbereich zwischen der mindestens einen Wirkfläche der Sonotrode und der Oberfläche des zu bearbeitenden Materials erfolgt und das Material in tiefenwirksam verdrängt wird.A preferred embodiment of a sonotrode has a first and a second region arranged one behind the other in the longitudinal direction, both of which have essentially the same maximum length but a different maximum width. The first and / or second area are arranged one behind the other and merge into one another. The transition region is designed in such a way that it serves to concentrate sound waves towards an active surface which is arranged on an end face of the second region. There is a threaded hole opposite the active surface, which is used for the active connection of the sonotrode to a sound generator. If large embossing is desired, the sonotrode is preferably designed in several parts or the embossing is applied in several parts. The form of oscillation of the sonotrode is preferably selected such that melting occurs primarily in the interaction area between the at least one effective surface of the sonotrode and the surface of the material to be processed, and the material is effectively displaced.
Die Erfindung bietet die Möglichkeit verzerrungsfrei Schriften und Logos in die Oberfläche eines Körpers einzubringen. Aus dem Stand der Technik sind lichtsammelnde Kunststoffe bekannt, welche das Umgebungslicht, das auf Ihre Oberfläche auftrifft, sammeln und an Ecken und Kanten wieder abgeben. Kunststoffe dieser Art werden durch die Firma Bayer AG, Leverkusen, unter der Bezeichnung USA® hergestellt und vertrieben. Die Erfindung eignet sich dafür um Oberflächen eines Kör- pers aus lichtsammelndem Kunststoff mit einer erfindungsgemässen Prägung zu versehen, so dass diese zu leuchten beginnt, indem gesammeltes Umgebungslicht entlang der Ecken und Kanten der Prägung wieder austritt. Die Wirk-, respektive Seitenflächen der Prägung sind dazu bevorzugt in einem gewissen Winkel zur Oberfläche des Körpers angeordnet, so dass eine optimale Leuchtstärke erzielt wird und diese von einem Betrachter wahrnehmbar ist. Hierfür verwendbare Sonotroden sind vorzugsweise so ausgestaltet, dass die Wirkflächen und die daran angrenzenden Seitenflächen in einem Winkel zur Stirnfläche der Sonotrode angeordnet sind. Besondere Effekte lassen sich erzielen, wenn der Körper aus lichtsammelndem Kunststoff mit einer dünnen, lichtundurchlässigen Beschichtung versehen ist, welche durch die erfindungsgemässe Prägung lokal durchstossen wird. Mindestens eine Wand der Prägung kann bei Bedarf eine lichtbrechende Oberflächenstruktur aufweisen.The invention offers the possibility of introducing fonts and logos into the surface of a body without distortion. Light-collecting plastics are known from the prior art, which collect the ambient light that strikes your surface and emit it again at corners and edges. Plastics of this type are manufactured and sold by Bayer AG, Leverkusen, under the name USA ® . The invention is suitable for providing surfaces of a body made of light-collecting plastic with an embossing according to the invention, so that the embossing begins to shine as collected ambient light emerges along the corners and edges of the embossing. For this purpose, the effective or side surfaces of the embossing are preferably arranged at a certain angle to the surface of the body, so that an optimal luminosity is achieved and this can be perceived by an observer. Sonotrodes that can be used for this purpose are preferably designed in such a way that the active surfaces and the side surfaces adjoining them are arranged at an angle to the end surface of the sonotrode. Special effects can be achieved if the body made of light-collecting plastic is provided with a thin, opaque coating which is locally pierced by the embossing according to the invention. At least one wall of the embossing can have a refractive surface structure if required.
Die Tiefe einer Prägung korreliert vorzugsweise mit der Dicke einer zu bearbeitenden Folie, respektive der Breite der Prägung. Die Tiefe der Prägung weist gegenüber der Dicke der Folie vorzugsweise einen Faktor von 0.1 bis 2 auf. Ein Faktor 2 bedeutet ein reliefartiges Vorstehen auf der Rückseite der Folie. Andere Werte sind je nach Ausführungsform möglich.The depth of an embossing preferably correlates with the thickness of a film to be processed or the width of the embossing. The depth of the embossing is preferably greater than the thickness of the film a factor of 0.1 to 2. A factor of 2 means a relief-like protrusion on the back of the film. Other values are possible depending on the embodiment.
Mittels einer vorzugsweise verwendeten Ultraschallvorrichtung wird unter relativ geringem statischem Druck mittels der Sonotrode eine hochfrequente Schwingung in die Oberfläche des zu bear- beitenden Körpers eingebracht. Dabei werden die Ultraschallschwingungen vorzugsweise in Form von Scherwellen in die Grenzfläche eingeleitet Die verwendeten Frequenzen liegen typischer Weise im Bereich von 20 kHz bis 50 kHz. Die Amplitudengrösse liegt im Bereich von 5 bis 40 μm. Je nach Anwendungsgebiet sind andere Werte möglich.Using a preferably used ultrasound device, a high-frequency oscillation is introduced into the surface of the body to be processed under relatively low static pressure by means of the sonotrode. The ultrasonic vibrations are preferably introduced into the interface in the form of shear waves. The frequencies used are typically in the range from 20 kHz to 50 kHz. The amplitude size is in the range of 5 to 40 μm. Depending on the application, other values are possible.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch und vereinfacht:Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the following figures. It shows schematically and simplified:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Sonotrode;1 shows a first embodiment of a sonotrode;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer Sonotrode mit einer auswechselbaren Wirkfläche;2 shows a second embodiment of a sonotrode with an exchangeable active surface;
Fig. 3 zeigt Detail D aus Figur 2;3 shows detail D from FIG. 2;
Fig. 4 eine Vorrichtung mit einer oberen und einer unteren Sonotrode;4 shows a device with an upper and a lower sonotrode;
Fig. 5 Detail F aus Figur 4;5 detail F from FIG. 4;
Fig. 6 eine Vorrichtung mit einer Beschichtungsfolie;6 shows a device with a coating film;
Fig. 7 eine Prägevorrichtung; .7 shows an embossing device; ,
Fig. 8 eine dritte Ausführungsform einer Sonotrode;8 shows a third embodiment of a sonotrode;
Fig. 9 ein Detail E aus Figur 7;9 shows a detail E from FIG. 7;
Fig. 10 eine vierte Ausführungsform einer Sonotrode und eine Patrize.Fig. 10 shows a fourth embodiment of a sonotrode and a male.
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Sonotrode 1 in einer perspektivischen Darstellung mit einem ersten, dicken Bereich 2 und einem zweiten, dünneren Bereich 3 mit einem Stirnbereich 4. Der Stirnbereich 4 weist Wirkflächen 5 auf, welche überstehend angeordnet sind und das Wort „Mo- del Prime Pac" bilden. Die Wirkflächen 5 bestehen hier aus demselben Material wie die Sonotrode 1 , vorzugsweise Stahl, Titan, Messing oder einem ähnlichen Material. Die Wirkflächen 5 werden vorzugsweise durch Materialabtrag ausgebildet, beispielsweise durch Fräsen, Lasern, Ätzen oder einem anderen geeigneten Verfahren, so dass die Wirkflächen je nach Anwendungsgebiet 0.05 mm bis 1.5 mm vorstehend angeordnet sind. Andere Werte sind bei Bedarf möglich. Die Sonotrode 1 dient zum Einprägen der durch die Wirkflächen 5 gebildeten Schriftzug „Model Prime Pac" in eine Oberfläche aus schmelzbarem Material (vgl. nachfolgende Figuren 3). Die Wirkflächen 5, 24 sind so ausgebildet, dass eine möglichst optimal ausgebildete Prägung mit einem präzisen Schriftbild erzielt wird. Je nach. angestrebtem Resultat können selbstverständlich anders ausgebildete Wirkflächen verwendet werden, zum Beispiel kreuz-, kreis-, stern-, polygonförmige oder konkave und/oder konvexe. Inverse Ausgestaltungen sind möglich. Anstelle einer oder mehreren grossflächigen Wirkflächen 5, 24, können diese zum Beispiel auch als eine Vielzahl von kegel-, kugel-, zylinder- oder pyramidenförmigen, regel- oder unregelmässig angeordneten Erhöhungen ausgebildet sein, die insgesamt den Eindruck eines Schriftbildes oder Logos wiedergeben.FIG. 1 shows a first embodiment of a sonotrode 1 in a perspective view with a first, thick area 2 and a second, thinner area 3 with a front area 4. The front area 4 has active surfaces 5 which are arranged in a projecting manner and the word “Mo- del Prime Pac ". The active surfaces 5 here consist of the same material as the sonotrode 1, preferably steel, titanium, brass or a similar material. The active surfaces 5 are preferably formed by material removal, for example by milling, lasering, etching or another suitable Process so that the active areas are arranged 0.05 mm to 1.5 mm above depending on the area of application. Other values are possible if required. The sonotrode 1 is used to impress the lettering "Model Prime Pac" formed by the active areas 5 into a surface made of meltable material ( see following figures 3). The active surfaces 5, 24 are designed in such a way that the best possible embossing is achieved with a precise typeface. Depending on. The desired result can of course be used with differently shaped active surfaces, for example cross, circular, star, polygonal or concave and / or convex. Inverse configurations are possible. Instead of one or more large-area active surfaces 5, 24, these can also be designed, for example, as a multiplicity of conical, spherical, cylindrical or pyramid-shaped, regularly or irregularly arranged elevations, which overall give the impression of a typeface or logo.
Figur 2 zeigt eine mehrteilige Sonotrode 1 mit einem dickeren ersten Bereich 2 und einem dünneren zweiten Bereich 3. Der zweite Bereich 3 ist bei der gezeigten Ausführungsform mehrteilig ausgebildet und weist eine Halterung 6 auf, die zum Halten eines auswechselbaren Stirnbereichs 4 mit Wirkflächen 5 dient.FIG. 2 shows a multi-part sonotrode 1 with a thicker first region 2 and a thinner second region 3. In the embodiment shown, the second region 3 is constructed in several parts and has a holder 6 which serves to hold an exchangeable end region 4 with active surfaces 5.
Figur 3 zeigt Detail D aus Figur 2. Die Wirkverbindung zwischen der Halterung 6 und dem Stimbe- reich 4 wird bei der gezeigten Ausführungsform mittels einer schwalbenschwanzförmigen Nut 7 und einem entsprechend ausgebildeten Keil 8 gebildet. Die Nut 7 ist so ausgebildet, dass sie mittels Schrauben 9 zusammengezogen werden kann, so dass der Keil 8 festgeklemmt wird. Andere Wirkverbindungen, welche eine Schallübertragung nicht nachteilig beeinflussen sind möglich.FIG. 3 shows detail D from FIG. 2. In the embodiment shown, the operative connection between the holder 6 and the stimulating area 4 is formed by means of a dovetail-shaped groove 7 and a correspondingly designed wedge 8. The groove 7 is designed so that it can be pulled together by means of screws 9, so that the wedge 8 is clamped. Other active connections that do not adversely affect sound transmission are possible.
Bei der gezeigten Ausführungsform weisen die Wirkflächen 5 unterschiedliche Niveaus auf, d.h. sie stehen unterschiedlich weit über eine Stirnfläche 10 des Stirnbereichs 4 vor. Eine erste segmentierte Wirkfläche 5.1 steht weniger weit über die Stirnfläche 10 vor als eine zweite Wirkfläche 5.2. Dies hat zur Folge, dass im Bereich der weiter vorstehenden zweiten Wirkfläche 5.2 mehr Energie in eine zu bearbeitenden Oberfläche eingebracht wird, als im Bereich einer ersten Wirkfläche 5.1. Dadurch kann erreicht werden, dass die zweite Wirkfläche 5.2 zum Beispiel zum Fügen einer ersten mit einer zweiten Kunststofffolie verwendet werden kann bei einem gleichzeitigen Prägen mittels der zweiten Wirkfläche 5,1. Die Erfindung eignet sich bei Bedarf als Originalitätssiegel um möglichen Fälschungen entgegenzuwirken und die Herkunft eines Produktes eindeutig bestimmen zu können. Zu diesem Zweck werden an einem definierten Ort, das nur dem Hersteller bekannt ist charakteristische Merkmale 23 (Markierungen) eingebracht, die zum Beispiel von Auge nicht oder nur sehr schwer sichtbar sind. Da die mit dem erfindungsgemässen Verfahren erzielbare Präzision einer Prägung sehr hoch ist, können die Wirkflächen 5 selber oder deren Anordnung zueinander als Originalitätssiegel eingesetzt werden.In the embodiment shown, the active surfaces 5 have different levels, ie they protrude differently beyond an end surface 10 of the end region 4. A first segmented active surface 5.1 projects less far beyond the end surface 10 than a second active surface 5.2. The result of this is that more energy is introduced into a surface to be machined in the area of the second active area 5.2 above than in the area of a first active area 5.1. It can thereby be achieved that the second active surface 5.2 can be used, for example, for joining a first with a second plastic film while simultaneously embossing by means of the second active surface 5.1. If necessary, the invention is suitable as a tamper-evident seal to counter possible counterfeiting and to be able to clearly determine the origin of a product. For this purpose, characteristic features 23 (markings) are introduced at a defined location, which is only known to the manufacturer, and which, for example, are not visible or are very difficult to see by the eye. Since the precision of an embossing that can be achieved with the method according to the invention is very high, the active surfaces 5 themselves or their arrangement with respect to one another can be used as an originality seal.
Figur 4 zeigt eine Prägevorrichtung 1 1 zum Druckprägen einer oder Druckprägen und Fügen von mehreren Schichten 16, 17 aus einem schmelzbaren Material. Eine erste obere Sonotrode 1 , die weitgehend der in Figur 2 gezeigten Sonotrode entspricht, weist eine Wirkfläche 5 auf, die zum Ein- bringen einer ein- oder mehrteiligen figurativen und/oder schriftzeichenförmigen Prägung 14 in eine Oberfläche 15 einer ersten, oberen Kunststofffolie 16 aus schmelzbarem Kunststoff dient, indem die Wirkfläche(n) 5 und angrenzende Seitenflächen 24 in die Oberfläche 15 eindringen und das Grundmaterial tiefenwirksam verdrängen. Mittels des erfindungsgemässen Verfahrens können Folien unterschiedlicher Dicke und Beschaffenheit verarbeitet werden. Die Dicke einer zu verarbei- tenden Folie liegt typsicher Weise im Bereich von 0.05 bis 5 mm. Andere Werte sind je nach Anwendung möglich. Die Seitenflächen 24 sind bei Bedarf ebenfalls als Wirkflächen ausgestaltet.FIG. 4 shows an embossing device 11 for printing embossing one or printing embossing and joining a plurality of layers 16, 17 from a meltable material. A first upper sonotrode 1, which largely corresponds to the sonotrode shown in FIG. 2, has an active surface 5 which is used to introduce a one- or multi-part figurative and / or character-shaped embossing 14 into a surface 15 of a first, upper plastic film 16 meltable plastic is used by penetrating the active surface (s) 5 and adjacent side surfaces 24 into the surface 15 and displacing the base material in a depth-effective manner. The method according to the invention can be used to process films of different thicknesses and properties. The thickness of a film to be processed is typically between 0.05 and 5 mm. Other values are possible depending on the application. If necessary, the side surfaces 24 are also designed as active surfaces.
Eine zweite untere Sonotrode 18, die gegenüber der oberen ersten Sonotrode 1 ausgerichtet ist, dient als Gegenstück, respektive als Widerlager. Je nach Ausführungsform weist eine zur Wirkfläche 5 korrespondierend ausgebildete Auflagefläche 13 ebenfalls konkave oder konvex angeordnete, respektive ausgebildete Wirkflächen auf (hier nicht näher dargestellt), welche zur Unterstützung der oberseitigen Prägung 14 geeignet sind. Die axiale, laterale und transversale Schwingungsrichtung der Sonotrode 1 , respektive der Wirkflächen 5, sind mittels drei Pfeilen 19, 20, 21 angedeutet.A second lower sonotrode 18, which is aligned with respect to the upper first sonotrode 1, serves as a counterpart or an abutment. Depending on the embodiment, a support surface 13 corresponding to the active surface 5 also has concave or convexly arranged or designed active surfaces (not shown here) which are suitable for supporting the embossing 14 on the top. The axial, lateral and transverse direction of oscillation of the sonotrode 1, or the active surfaces 5, are indicated by three arrows 19, 20, 21.
Figur 5 zeigt einen Ausschnitt aus der Prägung 14 (Detail F aus Figur 4) in einer vergrösserten Darstellung. Die Prägung 14 weist eine im Wesentlichen parallel zur Oberfläche 15 des Körpers 16 an- geordnete Rückwand 32 und im Wesentlichen vertikal zur Rückwand 32 angeordnete Seitenwände 33 auf. Bei gewissen Ausführungsformen sind die Seitenwände 33 der Prägung 14 gegenüber der Oberfläche 15 geneigt angeordnet. Im Extremfall weist die Prägung 14 keine Rückwand 32 auf, da die Seitenwände ineinander münden. Die Rückwand 32 und/oder die Seitenwände 33 stossen direkt aneinander oder sind über weitere Kantenflächen (Anfasungen, Rundungen) miteinander ver- bunden. Insbesondere bei Prägungen in lichtsammelnden Kunststoffen (vgl. Figur 9) sind diese Massnahmen von Vorteil, da sie die Lichtemission positiv beeinflussen können. Die Rückwand 32 und/oder die Seitenwand 33 können eine zusätzliche Oberflächenstruktur in Form von linien-, punktförmig regel- oder unregelmässig angeordneten Erhöhungen oder Vertiefungen aufweisen oder zumindest bereichsweise beschichtet sein. Die Prägung 14 weist hier eine erste und eine zweite Tiefe tl , t2 auf. Die erste Tiefe ist so gewählt, dass die Prägung 14 visuell gut sichtbar ist. Die zweite Tiefe t2 ist hingegen so gewählt, dass die obere und die untere Kunststofffolien 1 6, 17 im Bereich der zweiten Tiefe t2 durch die Prägung 14 direkt oder indirekt miteinander verbunden werden. Die Rückwand 32 und die Seitenwände 33 können je nach dem zu erzielenden optischen Eindruck glatt oder rau (lichtbrechend) ausgestaltet sein.Figure 5 shows a detail of the embossing 14 (detail F from Figure 4) in an enlarged view. The embossing 14 has a rear wall 32 arranged essentially parallel to the surface 15 of the body 16 and side walls 33 arranged essentially vertically to the rear wall 32. In certain embodiments, the side walls 33 of the embossing 14 are arranged inclined to the surface 15. In extreme cases, the embossing 14 has no rear wall 32, since the side walls open into one another. The rear wall 32 and / or the side walls 33 abut one another directly or are connected to one another via further edge surfaces (chamfers, curves). These measures are particularly advantageous for embossing in light-collecting plastics (see FIG. 9), since they can have a positive influence on the light emission. The rear wall 32 and / or the side wall 33 can have an additional surface structure in the form of linear, punctiform regular or irregularly arranged elevations or depressions or be coated at least in regions. The embossing 14 here has a first and a second depth t1, t2. The first depth is chosen so that the embossing 14 is visually clearly visible. The second depth t2, on the other hand, is selected such that the upper and lower plastic films 16, 17 are connected directly or indirectly to one another in the region of the second depth t2 by the embossing 14. The rear wall 32 and the side walls 33 can be designed to be smooth or rough (refractive), depending on the optical impression to be achieved.
Anstelle einer Prägung 14, welche eine oder mehrere grossflächige Vertiefungen 34 beinhaltet, kann eine Prägung 14 zum Beispiel auch als eine Vielzahl von kegel-, kugel-, zylinder- oder pyramidenförmigen, regel- oder unregelmässig angeordneten Erhöhungen ausgebildet sein, die insgesamt den Eindruck eines Schriftbildes oder Logos wiedergeben.Instead of an embossing 14, which contains one or more large-area depressions 34, an embossing 14 can also be formed, for example, as a plurality of conical, spherical, cylindrical or pyramid-shaped, regularly or irregularly arranged elevations, which overall give the impression of a Play typeface or logos.
Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung bei der mittels einer einteiligen Sonotrode 1 eine Kunststofffolie 1 6 mit einer Prägung 14 versehen ist. Die Wirkfläche 5 der Sonotrode 1 weist im gezeigten Beispiel die Form des Schriftzuges „Model Prime Pac" auf. Um die Kunststofffolie 16 mit der Prägung 14 zu versehen wird die Wirkfläche 5 der Sonotrode 1 in axialer (z) und/oder lateraler (x) und/oder transversale (y) Schwingung versetzt. Anschliessend wird die mehrteilige Wirkfläche 5 gegen die Oberfläche 15 der Kunststofffolie 16 gepresst, indem die Sonotrode l im Wesentlichen in senkrechter Richtung (-z) auf die Oberfläche 15 der Kunststofffolie 16 zu bewegt wird, bis das die Wirkflächen 5 in die Oberfläche 15 eingedrungen ist. Je nach Anwendungsgebiet besteht alternativ die Möglichkeit die Wirkfläche 5 zuerst auf der Oberfläche 15 abzustützen und erst dann in Schwingung zu versetzen. Abhängig von der Grosse, der Tiefe und den qualitativen Ansprüchen ist eine Verweildauer in der Grössenordnung von 0.1 bis 5 Sekunden erforderlich. Andere Zeiten sind möglich. Nach einer Abkühlzeit wird die Sonotrode von der Oberfläche 15 entfernt. Bei der gezeig- ten Ausführungsform dient eine Gegenfläche 25 eines Gegenkörpers 26 als Widerlager.FIG. 6 shows a further embodiment of the invention in which a plastic film 16 is provided with an embossing 14 by means of a one-piece sonotrode 1. The active surface 5 of the sonotrode 1 has the shape of the lettering "Model Prime Pac" in the example shown. In order to provide the plastic film 16 with the embossing 14, the active surface 5 of the sonotrode 1 is axial (z) and / or lateral (x) and / or transversal (y) vibration, then the multi-part active surface 5 is pressed against the surface 15 of the plastic film 16 by moving the sonotrode 1 essentially in a vertical direction (-z) towards the surface 15 of the plastic film 16 until that the active surfaces 5 have penetrated into the surface 15. Depending on the field of application, there is alternatively the possibility to support the active surface 5 first on the surface 15 and only then to set it in vibration, depending on the size, the depth and the qualitative requirements of the order of 0.1 to 5 seconds. Other times are possible. After a cooling time, the sonotrode is removed from the surface surface 15. In the embodiment shown, a counter surface 25 of a counter body 26 serves as an abutment.
Die Erfindung bietet die Möglichkeit eine Folie in die gesamte oder einen Teil der Prägung 14 einzubringen, welche zum Beispiel einen besonderen optischen Effekt hervorbringt. Geeignet sind metallisch glänzende Folien (zum Beispiel goldglänzend), die zwischen die Wirkfläche 5 der Sonotrode 1 und der zu bearbeitende Oberfläche eingebracht wird. Ein von einer Vorratsrolle 27 abgerolltes Folienband 28 wird durch Umlenkrollen 29, 30 umgelenkt zwischen der Wirkfläche 5 der Sonotrode 1 und der zu prägenden Oberfläche 15 hindurchgeführt. Bei Verarbeiten wird das im Bereich der Wirkflächen 5 befindliche Folienband 31 in die Prägung eingebracht und mit der Oberfläche 15 wirkverbunden. Bei einer entsprechenden Anpassung der Prozessführung besteht die Möglichkeit auch nicht oder nur schlecht schmelzbare Materialien zu bedrucken, respektive zu prägen.The invention offers the possibility of introducing a film into all or part of the embossing 14, which, for example, produces a special optical effect. Metallic, shiny foils (for example gold-shining) are suitable, which are introduced between the active surface 5 of the sonotrode 1 and the surface to be machined. A foil strip 28 unrolled from a supply roll 27 is deflected by deflection rolls 29, 30 between the active surface 5 of the sonotrode 1 and the surface 15 to be embossed. When processing, this is in the area of Foil tape 31 located in the active surfaces 5 is introduced into the embossing and operatively connected to the surface 15. If the process control is adjusted accordingly, it is also possible to print or emboss materials that are not or only poorly meltable.
Figur 7 zeigt eine Prägevorrichtung 35 in einer perspektivischen Darstellung. Die Prägevorrichtung 35 weist eine Sonotrode 1 auf die mit einem elektronischen Ultraschallgenerator 36 und einem Konverter 37 wirkverbunden ist. Der Ultraschallgenerator 36 und der Konverter 37 dienen zum Antreiben und zum Übertragen von Schwingungen auf die Sonotrode 1. Eine Wirkfläche 5 der Sonotrode 1 dient zum Druckprägen und gleichzeitigen lokalen Verschmelzen einer inneren und einer äusse- ren Kunststofffolie 38, 39 einer Schachtel 40. Der Ultraschallgenerator 36 ist an einem Stativ 45 befestigt, das wiederum mit einer Auflagefläche 46 wirkverbunden ist. Die Auflagefläche 46 dient als Widerlager beim Prägen der beiden Kunststofffolien 38, 39. Die Sonotrode 1 ist in Längsrichtung (axial) Verschiebbar angeordnet, so dass die Kunststofffolien 38, 39 zwischen der Wirkfläche 5 der Sonotrode und der Auflagefläche eingespannt werden können.Figure 7 shows an embossing device 35 in a perspective view. The embossing device 35 has a sonotrode 1 which is operatively connected to an electronic ultrasound generator 36 and a converter 37. The ultrasound generator 36 and the converter 37 serve to drive and transmit vibrations to the sonotrode 1. An active surface 5 of the sonotrode 1 is used for pressure embossing and simultaneous local fusing of an inner and an outer plastic film 38, 39 of a box 40. The ultrasound generator 36 is attached to a stand 45, which in turn is operatively connected to a support surface 46. The support surface 46 serves as an abutment when embossing the two plastic films 38, 39. The sonotrode 1 is arranged to be displaceable in the longitudinal direction (axially), so that the plastic films 38, 39 can be clamped between the active surface 5 of the sonotrode and the support surface.
Figur 8 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Sonotrode 1 in einer perspektivischen Darstellung. Die Sonotrode 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut und dient hier zum Einbringen einer ornamentalen Prägung 1 4 in eine Oberfläche 15 eines Körpers 16 aus lichtsammelndem Kunststoff (z.B. USA®). Figur 8 zeigt Detail E in einer vergrösserten Darstellung.Figure 8 shows a third embodiment of a sonotrode 1 in a perspective view. The sonotrode 1 is essentially rotationally symmetrical and is used here to introduce an ornamental embossing 14 into a surface 15 of a body 16 made of light-collecting plastic (eg USA ® ). Figure 8 shows detail E in an enlarged view.
Figur 9 zeigt Detail E aus Figur 8. Zu erkennen sind einerseits ein Teil der Prägung 14 in der Oberfläche 15 des Körpers 16. Die Sonotrode 1 weist im Stirnbereich neben ersten, im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse 44 der Sonotrode 1 angeordneten Wirkflächen 5, zweite Wirkflächen 47 auf, die in einem Winkel α gegenüber der Längsachse 44 angeordnet sind. Dieser Winkel α wird beim Prägen auf die Prägung 1 4 übertragen. Neben den ersten und den geneigten zweiten Wirkflächen 5, 47 sind bei der dargestellten Ausführungsform Seitenflächen 24 ersichtlich, welche die Wirkflächen 5, 47 seitlich abschliessen. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die Prägung 14 unabhängig von der Eintauchtiefe der Sonotrode immer dieselbe Prägebreite 48 aufweist. Die Wirkflächen 5, 47 und die Seitenflächen 24 sind so angeordnet, dass in der Folie 16 gesammeltes Licht, das durch die Prägung 1 4 austritt, in Richtung eines Betrachters abgegeben wird, so dass der Eindruck erweckt, dass die Prägung leuchtet. Der Winkel α ist vorzugsweise so gewählt, dass möglichst direkte Lichtabgabe erreicht wird. Die Wirkflächen 5, 47 sind je nach Ausführungsform nicht oder in einer oder zwei Raumrichtungen gekrümmt Da Licht vorzugsweise im Bereich von Unregelmässigkeiten austritt, können die Wirkflächen 5, 47 und die Seitenflächen 24 der Sonotrode keiten austritt, können die Wirkflächen 5, 47 und die Seitenflächen 24 der Sonotrode 1 mit einer geeigneten regelmässigen oder unregelmässigen Oberflächenstruktur, z.B. in Form von Rillen, Rippen, Noppen, usw. versehen sein, die eine im Vergleich zur Prägung eine geringe Höhe aufweisen und welche beim Prägevorgang auf die Prägung übertragen wird. Eine Ausführungsform der So- notrode 1 weist keine senkrecht zur Längsachse 44 angeordnete erste Wirkfläche 5 aus, indem die geneigten Wirkflächen 47 unmittelbar entlang einer Kante ineinander münden oder durch eine Rundung verbunden sind.FIG. 9 shows detail E from FIG. 8. On the one hand, part of the embossing 14 in the surface 15 of the body 16 can be seen. In the end region, the sonotrode 1 has second, in addition to the first active surfaces 5 arranged essentially perpendicular to a longitudinal axis 44 of the sonotrode 1 Active surfaces 47, which are arranged at an angle α with respect to the longitudinal axis 44. This angle α is transferred to the embossing 1 4 during embossing. In addition to the first and the inclined second active surfaces 5, 47, side surfaces 24 can be seen in the illustrated embodiment, which laterally close the active surfaces 5, 47. This configuration ensures that the embossing 14 always has the same embossing width 48 regardless of the immersion depth of the sonotrode. The active surfaces 5, 47 and the side surfaces 24 are arranged in such a way that light collected in the film 16, which emerges through the embossing 14, is emitted in the direction of a viewer, so that the impression is given that the embossing is illuminated. The angle α is preferably chosen so that the most direct light possible is achieved. Depending on the embodiment, the active surfaces 5, 47 are not curved or are curved in one or two spatial directions. Since light preferably emerges in the region of irregularities, the active surfaces 5, 47 and the side surfaces 24 of the sonotrode can escapes, the active surfaces 5, 47 and the side surfaces 24 of the sonotrode 1 can be provided with a suitable regular or irregular surface structure, for example in the form of grooves, ribs, knobs, etc., which have a low height compared to the embossing and which is transferred to the embossing during the embossing process. One embodiment of the sonotrode 1 does not have a first active surface 5 arranged perpendicular to the longitudinal axis 44, in that the inclined active surfaces 47 open into one another directly along an edge or are connected by a rounding.
Figur 10 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Sonotrode 1 mit einer Matrize 49 (Prägestempel) welche mit einer Auflage 50 mit einer Vertiefung 51 zusammenwirkt, die beim Prägvorgang einer Folie 16 als Patrize dient. In der gezeigten perspektivischen Darstellung sind die einzelnen Teile so dargestellt, dass die wesentlichen Bereiche sichtbar sind. Die einzelnen Gegenstände sind daher nicht zueinander ausgerichtet. Die Patrize dienende Vertiefung 51 ist grösser ausgestaltet als die Matrize 49, so dass bei einem Prägevorgang das Grundmaterial des Körpers 16 plastifiziert in die Vertiefung 51 gepresst wird. Neben einer eigentlichen Prägung 14 entsteht auf der Rückseite des Körpers 16 ein vorstehendes Relief. Mittels des beschriebenen Verfahrens besteht die Möglichkeit nicht nur Prägungen, sondern auch Reliefs zu erzeugen, welche über eine Materialoberfläche vorstehen. FIG. 10 shows a fourth embodiment of a sonotrode 1 with a die 49 (embossing stamp) which interacts with a support 50 with a depression 51, which serves as a patrix during the stamping process of a film 16. In the perspective view shown, the individual parts are shown so that the essential areas are visible. The individual objects are therefore not aligned with each other. The recess 51 serving for the male part is larger than the female part 49, so that the base material of the body 16 is pressed into the recess 51 in a plasticized manner during an embossing process. In addition to an actual embossing 14, a protruding relief is created on the back of the body 16. Using the described method, it is possible not only to produce embossing, but also reliefs that protrude over a material surface.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 ; Verfahren zum Versehen einer Oberfläche (15) eines Körpers (16) aus schmelzbarem Kunststoff mit einer konturgenauen Prägung (14) mit den folgenden Verfahrensschritten: a) Positionieren des Körpers (16) auf einer Gegenfläche (25); b) Periodisches Auslenken mindestens einer über eine Stirnfläche (10) einer Sonotrode (1 ) überstehende Wirkfläche (5, 24, 47); c) In Wirkverbindung bringen der angeregten Wirkfläche (5) mit der Oberfläche (15) des Körpers (1 6) aus schmelzbarem Kunststoff (1 6, 40), so dass das Grundmaterial des Körpers (1 6) konturgenau im Bereich der mindestens einen Wirkfläche (5, 24, 47) in Folge der periodischen Auslenkung zu schmelzen beginnt; d) Pressen der mindestens einen Wirkfläche (5, 24, 47) gegen die Oberfläche (15), so dass die Wirkfläche (5) in die Oberfläche (15) einsinkt; e) Entfernen der Sonotrode (1 ), respektive der mindestens einen Wirkfläche (5, 24, 47) von der Oberfläche (1 5) des Körpers (16).1 ; Method for providing a surface (15) of a body (16) made of fusible plastic with a contour-accurate embossing (14) with the following method steps: a) positioning the body (16) on a counter surface (25); b) periodic deflection of at least one active surface (5, 24, 47) projecting over an end face (10) of a sonotrode (1); c) bring the excited active surface (5) into active connection with the surface (15) of the body (1 6) made of meltable plastic (1 6, 40), so that the base material of the body (1 6) has a precise contour in the region of the at least one active surface (5, 24, 47) begins to melt as a result of the periodic deflection; d) pressing the at least one active surface (5, 24, 47) against the surface (15) so that the active surface (5) sinks into the surface (15); e) removing the sonotrode (1) or the at least one active surface (5, 24, 47) from the surface (15) of the body (16).
2. Verfahren gemäss Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Wirkfläche (5, 24, 47) mit einer Frequenz von 20 kHz bis 50 kHz ausgelenkt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the at least one active surface (5, 24, 47) is deflected at a frequency of 20 kHz to 50 kHz.
3. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude mit der die mindestens eine Wirkfläche (5, 24, 47) der Sonotrode (1 ) ausge- lenkt wird, 5 bis 40 μm beträgt.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the amplitude with which the at least one active surface (5, 24, 47) of the sonotrode (1) is deflected is 5 to 40 μm.
4. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Wirkfläche (5, 24, 47) während 0.1 bis 5 Sekunden mit dem Körper (16) in Kontakt ist.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one active surface (5, 24, 47) is in contact with the body (16) for 0.1 to 5 seconds.
5. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig zum Prägevorgang eine erste mit einer zweiten Kunststofffolie (16, 17, 38, 39) verbunden werden. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a first with a second plastic film (16, 17, 38, 39) are connected to the embossing process.
6. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung (14) in einen Körper (16) aus lichtsammelndem Kunststoff eingebracht wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the embossing (14) is introduced into a body (16) made of light-collecting plastic.
7. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Prägen der Prägung (14) eine Folie (31 ) zwischen eine Stirnfläche (10) der Sonotrode (1 ) und den Körper (16) eingelegt wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a foil (31) is inserted between an end face (10) of the sonotrode (1) and the body (16) when embossing (14).
8. Prägung (14) in einer Oberfläche (1 5) eines Körpers (16) aus schmelzbarem Material, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung (14) mittels dem Verfahren gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche hergestellt ist.8. embossing (14) in a surface (15) of a body (16) made of fusible material, characterized in that the embossing (14) is produced by the method according to one of the preceding claims.
9. Prägung (14) gemäss Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung indes- tens eine Seitenwand (33) aufweist.9. embossing (14) according to claim 8, characterized in that the embossing has at least one side wall (33).
10. Prägung gemäss den Patentansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung eine zusammenhängende oder mehrere einzelne Vertiefungen aufweist.10. Embossing according to claims 8 or 9, characterized in that the embossing has a coherent or several individual depressions.
1 1. Prägung gemäss einem der Patentansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Wand (32, 33) der Prägung (14) eine lichtbrechende Oberflächenstruktur aufweist.1 1. Embossing according to one of the claims 8 to 10, characterized in that at least one wall (32, 33) of the embossing (14) has a light-refracting surface structure.
1 2. Prägung gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Seitenwand (33) der Prägung (14) einem Winkel α zur Oberfläche (15) des Körpers (16) einschliesst1 2nd embossing according to one of the preceding claims 8 to 1 1, characterized in that the at least one side wall (33) of the embossing (14) includes an angle α to the surface (15) of the body (16)
13. Prägung (14) gemäss einem der Patentansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (tl , t2) mindestens der Prägung (14) 0.05 bis 2 Mal der Dicke des Körpers (1 6) ent- spricht13. Embossing (14) according to one of the claims 8 to 12, characterized in that the depth (tl, t2) corresponds at least to the embossing (14) 0.05 to 2 times the thickness of the body (1 6)
14. Sonotrode (1 ) zur Verwendung in einem Verfahren gemäss den Patentansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens eine Wirkfläche (5), die zum Einbringen einer konturgenauen Prägung (14) in eine Oberfläche (15) eines Körpers (16) verwendbar ist 1 5. Sonotrode (1 ) gemäss Patentanspruch 14, gekennzeichnet durch eine Halterung (6) und einen austauschbaren Stirnbereich (4) mit mindestens einer Wirkfläche (5). 14. Sonotrode (1) for use in a method according to claims 1 to 8, characterized by at least one active surface (5) which can be used for introducing a contour-accurate embossing (14) into a surface (15) of a body (16) 1 5. Sonotrode (1) according to claim 14, characterized by a holder (6) and an exchangeable end region (4) with at least one active surface (5).
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121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase