本发明涉及金属空心体特别是罐体表面处理的方法及设备。将用传统印刷方法和可升华有机染料印在辅助载体上的花纹或图案，通过加热转印法转移到空心罐体的染料亲合表面涂层上，或这样制造的罐体上。 这种加热转印法用于经处理而有染料亲合性的合成纺织品，塑料材料，和陶瓷，木材，玻璃及金属等的固体基质的装璜。在这情况下，首先将待转印的花纹或图案印到一个辅助载体上，载体一般为纸，通过传统对侧反印的彩印法，用可升华有机染料印刷。将辅助载体的印刷侧，放在经适当处理的基质的染料亲合表面上，并将这样安排的临时复合件加热到约190℃至230℃。
热能执行两种功能，一方面是将染料分子变为气态，另一方面将基质敷层用热激化，使染料分子可扩散到基质的敷层中去。
如所周知，有预热的基质涂层转印花纹或图案的运作，需要1至300秒钟，运作时间特别决定于温度和染料的性质。辅助载体与基质敷层的紧密接触，一般由外部加压保证，防止转印花纹或图案的扩散转印。
除作基质热敏印刷的设备外，已知该类设备也有的用于金属空心体的装璜，尤其如用于有一个密闭底部的空心体和一个罐盖的所谓两件式罐的圆柱形罐体地装璜，这种罐的盖在罐中贮物后安放，构成第二部件。目前，该类两件式罐在铝制饮品罐与气溶体罐中使用广泛。已知的设备在向金属空罐体或转印复合件上传递能量的性质方面，和/或将辅助载体和空心罐靠在一起的方法方面都各不相同。
英国专利申请第2，101，530号的说明书揭示了一种设备，将贴签形式的辅助载体用一个辅助装置裹围在空心罐体上。用水溶粘合剂将贴签的端部粘在空心罐体的表面上，罐体经过处理有染料亲合性。这样形成的复合件通过热气炉时，接受到转印作用需要的能量。经过转印运作，等空心罐体冷却后，用喷射水流将辅助载体从空心罐体上除去。
这设备使粘贴贴签端部的区域中不能印刷。即有印迹的空心罐体有一个或宽或窄的无印迹带，它对空心罐体的总外观有不利作用。复合件的相对长的增温时间，涉及使用环境热空气和较长的转印时间，这促使染料分子在敷层中横向转移，于是转印的花纹或图形的清晰度降低。
在德国申请公告第（DE-OS）3，229，815号的设备中，将设有染料亲合性敷层的圆筒件，连续顺序通过一个加热区，同时压在辅助载体上滚动，载体的一部分在拉紧状态下靠在圆筒件表面上。当辅助载体的有染料印迹的一侧与圆筒件的表面接触时，由于辅助载体受热达到染料升华温度以上，使加热转印过程进行。在转印过程开始前，辅助载体接受加热，造成染料一部分过早升华。此外辅助载体在切向关系中向圆筒件表面进给。因此这方法造成一个小的无接触转印区，区的大小决定于圆筒件的直径，从而印刷质量降低。
并且，在该已知设备中，花纹或图案的已转印的一部分承受相当长时间的热载荷，这造成染料在染料亲合性的表面敷层中横向移动，从而使清晰度降低。
德国的公告申请（DE-OS）第3，228，096号揭示了另一种在圆筒形空心罐体上作加热转印的设备，其中有花纹或图形的标签如端部互相搭接，则端部搭接粘连，假如标签的端部互相顶靠，则用粘条粘在一起。这方法涉及使用粘合剂和粘条，它们在高于升华温度时分解，便于将标签除去。在标签端部互相顶靠的区域中，不可能在空心罐体上进行连续装璜，因为在实际条件下，贴签及罐的制造公差使贴签端不能精确抵靠，贴签也因在转印过程中水分消失而变形。当贴签端部互相叠置粘接时，贴签内端前面有空气间隙，造成不完全的扩散转印效果。复合件，即空心罐体和加于其上面的贴签，通过第一加热区，复合件在里面缓慢加热到必需的升华温度，然后通过第二加热区，在里面加热到适于粘合的温度。总的热载荷造成染料分子的横向移动，于是使转印的印迹缺乏清晰度。
本发明人以上述技术作为基本出发点，致力于提出一种处理金属空心体，特别是罐体的方法和设备，将通过传统印刷方法用可升华有机染料印在辅助载体上的花纹或图案，通过加热转印法印到空心罐体的染料亲合性的表面敷层上，同时提供一种罐体，它可克服现有技艺领域中的已知缺点，允许进行围绕空心罐体全部周圈上的装璜，至少在辅助载体端部互相抵靠或搭接的区域中将单色颜料转印。本发明目的之所以能取得，在于采用了以下特征，即：
空心体放在型芯上，辅助载体放在空心体上，完全裹围形表面，形成在空心体轴向上伸展的搭接区，在该处搭接区保持可脱离地压在表面上，形成一个由空心体和辅助载体组成的复合件，在空心体一个加热复合件和启动转印过程的向线圈之间产生沿空心罐体纵向的相对移动，对导线圈供电，转印过程结束，然后解除加压作用，以拆除辅助载体。
所用设备包括有一个垂直放置的转盘，它适于被驱动通过循环步骤，布置在转盘外围上与转盘表面垂直的用于夹持空心体的型芯，与型芯配合的指杆，将辅助载体裹围空心体的裹围工位，以及至少有一个沿转盘旋转方向上安排在裹围工位的下游，用于启动加热转印过程的加热工位。
用本发明的方法和设备制造出来的有颜料颗粒施加于其外周的罐体，其搭接区中的颜料颗粒的颜色浓度水平，与搭接区外的颗粒相同，或比之较低。
因此本发明第一次提出了可在圆柱形或多边形的空心罐体上印刷花纹或图形，印刷质量相当于在基质上所作的花纹或图案印刷的已知优良质量，即平面物件上的印刷质量。此外，本发明可消除在表面纵向上伸展的无印迹带和无接触转印带。过去这种带形区对空心罐体加热印刷方法造成美学发挥的限制，而现在已将这限制克服。
在本发明的理想发展中，在进行转印过程后，将带空心罐体和辅助载体的型芯接受冷却作用，例如可在循环过程的阶段中用空气进行，从而基本抑制分子的横向移动，而提供清晰的花纹。
加热工位可以是棒形或半壳体的感应器，以静止形式安排，藉以将中、高频波通入空心罐体。但是本发明的目的是取得空心罐体中的快速强烈加热，为此，加热工位最好是一个感应线圈，藉轴向冲程运动，从带空心罐体和辅助载体的型芯上通过，也可出人意料达到高印刷质量，比型芯带空心罐体通过感应线圈有较均匀的质量。
用在管形体上通过的感应线圈时，加热过程可用高频或中频进行。
关于加工中涉及转印操作的用降温进行的部分，与使用中频对比，最好使用高频，假如过程的其他参数都与本发明相同，例如转印过程的全部时间不变，则希望安排将复合件的预热加速消除。假如与之对比，需要作较慢的散热，则以用中频为理想。
在本发明的另一有利的构形中，感应线圈的形式为同心地围绕空心体的环圈，轴向长度较短，在空心体端部上通过。这可保证空罐体无障碍地进入加热工位，而管形体可避免过度加热。假使感应线圈作逆向冲程运动而不完全通过空心罐体，例如超出其开口端，则将发生过热。
为保证温度在一端由罐体封闭的空心罐体上沿圆周壁均匀分布，本发明还有措施使感应线圈的能量输出在冲程运动中可根据预定的输出一时间函数自动控制。
具体而言，在处理一端封闭的空心罐体时，发生一的一个问题是：虽然从空心罐体的底部到开口能量输入均匀，但由于空心罐体底部的温度低于开口，在空心罐体圆周壁的纵向上温度分布不均匀。本发明所以能防止温度的不均匀分布，在于线圈在空心罐体上移动的速度不变时，通过控制线圈中的能量的输出，防止在空心罐体底部上施的能量多于在开口上加的能量。这样可保证底和口之间的均匀转印条件。
在本发明的又一发展中，感应线圈向空心罐体输出的能量与冲程运动同步，持续时间短于1000毫秒，最好在200至400毫秒之间，将金属空心罐体从环境温度加热到150℃到250℃之间，最好达到210℃到230℃之间。用本发明设备可取得对空心罐体和辅助载体进行的有利的短时突击加热，达到加热转印过程要求的温度，可防止染料分子的预升华作用，预升华作用造成印刷花纹缺乏清晰度，并可防止染料亲合层中染料分子横向移动，这些都是用长加热时间时出现的现象。
在本发明的又一有利的构成形中，设有可加热的能量传导式型芯，将接触热传递到空心罐体的内部。这样便可在加频率能量前或同时，使带辅助载体的空心体，加热到150℃至250℃，但最好在210℃到230℃之间，以减短加热过程的时间。如果型芯有绝热构造也可取得相似的效果。有绝热作用的型芯可为此目的保持在温度范围为100℃至150℃，最好在110℃至130℃之间。此外，减短加热时间还可使供给的频率能量有利地集中在空罐体表面，将染料亲合层和辅助载体加热到染料分子升华温度，没有多量的热通过空心体壁散失，进入型芯。
本发明装置的一种有利构形中，为了围绕物件印刷，将辅助载体张紧围绕空心体的圆周，将辅助载体端构成的搭接区用压力压在相关的表面上。于是辅助载体整个被压在圆周表面上，如果在加热过程中逐出水分而辅助载体收缩，则压力增加。在本发明中，由于夹指至少与型芯的轴向长度相同，并可相对于型芯的表面移动，于是可将辅助载体按上述方式压在空心罐体上。
在另一有利的构形中，夹指的全部用在中频或高频范围中没有耦合效应的材料制成。
这可防止夹指下的辅助载体区域的受热程度大于辅助载体的其余部分。为此，发现夹指包含有玻璃纤维增强的耐高温聚合物，有高抗扭及抗弯强度比较有利。
在本发明中设有一个装料工位，将空心罐体向转盘圆周上等距布置的型芯上放置。本发明还有一个将辅助载体从空心罐体上拆除的工位，它在一个卸料工位的上游。其上已印刷的空心体在卸料工位上从型芯上取下，再向前传送作进一步加工。
在本发明的方法中，加热转印过程的加工周期调定为1至10秒，最好为2至4秒。加工周期的这个时间长度，对本发明寻求提供的高质量转印印刷术特别有利。
本发明的其他优点，特点和细节，从下面关于实行这方法的设备的理想实施例的叙述，即关于在一端密闭的罐体上印刷的叙述，并参看附图，便可清楚了解，附图如下：
图1为实行本发明方法的垂直放置式转盘的前视简图，
图2为带有罐体，辅助载体和裹围刮板的处于运作的终点位置的本发明的裹围装置的前视详图，
图3为图2装置当裹围刮板处于缩回位置时的侧视图，
图4为罐的侧视图。
本发明的设备10包括有一个垂直放置的转盘11，它被驱动绕轴12旋转。与转盘11配合的有装料工位13，裹围工位14，加热工位15，摘除辅助载体20的工位16，和卸料工位17。
装料工位13，裹围工位14，加热工位15，摘除辅助载体20的工位16和卸料工位17，沿转盘11的旋转方向顺序布置，从而罐体26按上术述顺序，在圆形路线中以循环运动通过设备10。转盘11在圆周上以等间距装有型芯座18，它支持着在转盘11表面上垂直伸展的型芯19。
在装料工位13上将罐体用输送装置（未示出）套在移入装料工位13的型芯19上，输送装置可在与型芯19轴线平行的方向上运动，然后将罐体26送到加工环节中的裹围工位14上。
在本实施例中，转盘11带有例如十二个型芯19，它们布置在轴线12的同心圆的圆周上，按照图示的安排，装料工位13与卸料工位17各和转盘11的垂直轴线成15°，两者之间的角度为30°，在这种情况下，装有一个罐体26的型芯19，需要经两步到达裹围工位14。
在裹围工位14上，一个罐体26在转盘11旋转的方向上，与一个辅助载体20相遇。在罐体进入裹围工位14前，辅助载体被图中简示的进给装置21从一个辅助载体叠垛31沿水平方向上送到两根支持杆22上，支持杆之间有一个定位装置23。
支持杆22的长度至少与型芯19相同，支持杆22利用真空吸住辅助载体，将辅助载体20定位。为此，支持杆22为空心件，与真空泵相连，支持杆22的支持表面上有孔38，因此当将辅助载体20放在支持杆上时真空可以生效。支持杆22安排在进入裹围工位14的型芯19的下面，间距为其上带有罐体26的型芯19的直径的一半，以及加上辅助载体20的厚度。支持杆22离型芯19垂直中心线的外侧横向间距，相当于辅助载体20宽度的一半，在这里，所谓辅助载体20的宽度，即相当于罐体26圆周的边长，外加形成搭接区25的边长部分。长度至少与型芯19相同的定位装置23，安排在工作状态中的两支持杆22间的中点上，与辅助载体20的远离罐体26的一面接触，它可用杠杆32将其绕枢轴33移开。在定位装置23和两个支持杆22的每一个之间，放置有长度与支持杆22相同的裹围刮板34。
与型芯19配合的还有指杆24，其长度至少与型芯19相同。指杆24位于型芯19上方，可在垂直方向上移动，从而可将其和辅助载体20的搭接区25接触，以便将载体压在罐体26的外周壁表面上，或使之离开外周壁。
被型芯19带着的罐体26被送入裹围工位14，在该处与放在支持杆22和定位装置23上的辅助载体20靠拢。定位装置23将辅助载体20压在罐体26上，以便防止辅助载体20在进行裹围时相对于罐体26表面移动。
解除真空后，每一裹围刮板34绕罐体外周的半周运动，将辅助载体20包裹在罐体26上，形成长度与罐体26的长度相当的辅助载体20纵向边缘的未完成的搭接。裹围刮板34将辅助载体20裹在罐体26的圆周上，使辅助载体20处于张紧状态。当裹围刮板34到达运作的终点位置，在指杆24之下形成未完成搭接时，指杆24沿垂直方向移动。这样指杆24便将搭接端压紧，并形成沿轴向伸展的完成搭接部25，搭接部25的形状与尺寸相当于指杆24内表面上的相应凹槽35的构形。与此同时，在型芯19纵向上作凹槽35界限的壁36，将与搭接部25毗连的辅助载体20的边缘区压在罐体26上;在本发明中，这一点对于在搭接区也能有优良转印质量起着重要的作用。
在搭接部25及边缘区进入定形及加压步骤后，裹围刮板34及定位装置23后退，搭接部25及边缘区被压紧在罐体26上。
定位装置23及裹围刮板34被转动退回以后，在裹围工位14上被放上一个辅助载体20的罐体26，被送到加热工位15，指杆24亦跟随在一起。还可以设置若干加热工位15，在旋转方向上顺序排列。加热工位15有一个中空的圆柱形线圈27，其轴向长度小于罐体26，线圈27与冲程产生装置28配合。当罐体26进入加热工位15的定位装置时，线圈27处在装着罐体26的型芯19的前方，从而保证无障碍进入定位装置。然后冲程产生装置28使线圈27进入带着指杆24的罐体26的位置，使其内孔也在轴向上以进退动作中完全围抱罐体26，线圈在回程的终点再次处在罐体26的前方，从而使后面的罐体可进入加热装置15。线圈27将包括罐体26和辅助载体20在内的复合件感应加热，即无接触加热，为此，将线圈与高频或中频发生器（未示出）连接。在线圈27的进退运动中，线圈27将包括有罐体26与辅助载体20的复合件迅速加热，达到开始转印过程所需要的温度。为了避免指杆24过热，指杆包括有非金属材料，最好为聚酰亚胺或陶瓷材料。
线圈27的能量输出可以在按预定的输出一时间函数决定的冲程运动中进行，当线圈27初次通过罐体封闭端时，线圈27向罐体供给较多的能量，以补偿罐体较之磁壁在线圈27通过时所吸收的更大量的热。根据本发明，假如进入加热工位15前，使罐底承受热的作用，例如将热气流或暖气流导向罐底，则可减少罐体的吸热作用。
与线圈27冲程运动同步的能量输出历时少于1000毫秒，最好在200至400毫秒之间，罐体26在这段时间中，从环境温度加热到150℃至250℃之间，最好在210℃至230℃之间。
导能式型芯19可设计成，至少从装载工位13开始加热至150℃至250℃，最好为210℃至230℃，通过接触式传热将热传到罐体26内部。这样可减短加热时间，并使能量供给集中于罐体26的表面，将染料亲合层和辅助载体20加热到染料分子的升华温度，而没有大量的热通过罐体的周壁向型芯19的内部散失。
假如用有绝缘作用的型芯19，其保持温度在110℃与150℃之间，最好在110℃与130℃之间，则接触传热作用可获得相似的效果。在这方面可考虑的有绝热作用的型芯，是非金属材料型芯，例如塑料材料型芯，其导热系数比罐体材料的导热系数小相当多。
据发现当将这种型芯19保持在特定温度时可取得最好效果。
在加热工位15上，加热转印过程用骤然加热开始，在这情况下，在包括有纸或塑料箔的辅助载体上的染料分子汽化，向罐体26表面上的染料亲合层中扩散。
可考虑的染料亲合层包括含有环氧树脂，硅酮树脂，酚醛塑料，氨基塑料，低、中、高分子染料等的裹层。理想的染料包括单偶氮及偶氮甲碱染料，其分子可有大量的氨基，烷氧基，硝基，囟素及氰基等。
根据本发明，在加热工位15上供能后，加热转印过程的加工时间调节为从1秒到10秒，最好在2至4秒之间，并在加热后进行不再继续供热的降温过程。据发现该过程对于高质量的转印效果特别有利。
过程的这一部分在加热工位15与罐体在循环中移向的辅助载体拆除装置16之间进行。辅助载体20的拆除装置16包括有一个导气嘴29，它在朝向进入工位的罐体方向上伸展，并在指杆24从搭接部25上升起后，用气流将辅助载体20从罐体26上除去，从而结束升华转印过程。一个真空吸气清除器30将从罐体上吹脱的辅助载体20拣拾，送出工位16。
现已完成印刷的罐体26从装置16被送到卸料工位17，在这工位上用图中未示出的装置将罐体26从型芯19上取下，转移到其他装置以备运出。
利用本发明提出的装置，使得用加热转印法围绕罐体的全圆周印刷且具有高水平印刷质量，成为了可能。同时搭接区中的转印质量得以如此优异，该印刷部分不会象过去罐体印刷之损坏整体的外观和印象，这是因为通过适当加压，加热和其他如上描述的过程，形成印刷条形37的搭接区中的染料颗粒的颜色深度，与搭接区外的颗粒相同或较低。