CN211222617U - 饮料加工业中对容器的表面进行处理的容器处理机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种饮料加工业中对容器的表面进行处理的容器处理机,其中,容器处理机(100)包括用于沿输送方向输送容器的输送装置(110)以及两个火焰热解装置(251、252),两个火焰热解装置被布置并构造成灼烧在输送装置中输送的容器的表面并且施加功能层,其中,火焰热解装置两者都布置在输送装置的同一侧上。此外,本实用新型还涉及一种饮料加工业中对容器的表面进行处理的容器处理机,其中,容器处理机包括用于沿输送方向输送容器的输送装置(110)和等离子体喷嘴(341),其中,等离子体喷嘴被构造成以含前驱体的等离子体(342)加载容器的未氧化的表面,以便在容器的表面上沉积出功能层。

Description

饮料加工业中对容器的表面进行处理的容器处理机
技术领域
本实用新型涉及用于对容器的表面进行处理的方法以及用于对容器的表面进行处理的容器处理机。
背景技术
在包装业中,尤其在饮料加工业中,经常使用以人工合成材料为基础的,尤其是PET和例如玻璃或金属的其他材料的容器。如果要对该容器的外表面进行印刷或以其他方式进行加工,则须确保待施加的材料也粘附在容器的表面上。由于容器的表面(物理和/或化学方面)的性质与所使用的材料有关并且还有在给定的容器不均匀的情况下,使得迄今为止已披露各种不同的可行方案,以改进在用印刷油墨或其他材料的润湿方面的容器的表面的性质。
因此,EP 2 089 234 B1提出一种方法,其中,首先将基底施加到容器上,并且然后借助数字技术施加印刷图片。基底可以被预设成用于改善施加到基底上的印刷油墨的粘附性。
但经证实存在的问题在于,基底也须粘附到容器的表面上,并且因此其组分也与容器材料有关,这也可能影响施加到基底上的印刷油墨的粘附性。
另一方面,EP 1 148 036 B1提出的是,首先借助燃烧器来对容器的表面进行氧化,并且随后借助火焰热解将促进粘附的功能层施加到经氧化的表面上,其中,这里尤其使用到含硅的材料。由于需要许多不同的方法步骤用来预处理容器的表面,使得预处理容器变得复杂而且还高度依赖于基础的容器材料。此外,这些方法还存在容器表面烧焦的风险。
此外,在此期间还公知一些方法,其中,借助纯大气的等离子体来处理表面,尤其是处理人工合成材料表面。等离子体在此作为变形的电弧从喷嘴射出。垂直于运动方向的等离子体射流的空间延展度通常很小,从而必须分多个区段来处理表面。此外,这些方法中迄今存在的问题在于,容器整成异型,即具有基本上与光滑的表面不同(例如具有沟纹)的表面形状。因为等离子体射流只有较浅的焦深或较窄的有效宽度,因此迄今只能处理具有光滑表面而基本上无异型的容器。
实用新型内容
基于公知的现有技术,待解决的技术任务因此在于,说明一种方法和一种容器处理机,它们实现了改善容器表面的可润湿性,而同时在所执行的方法或容器处理机的复杂性方面提出了较少的特殊要求。
该任务根据本实用新型通过用于处理容器表面的方法和容器处理机来解决。本实用新型的有利改进方案在下文中进行描述。
根据本实用新型的用于对包装业中的容器(例如瓶子)的表面进行处理的方法包括在容器处理机中将功能层施加到容器的未氧化的表面上。
功能层是如下的层,该层在用印刷图片或主要是印刷油墨来润湿容器之前施加到容器表面上。在此,施加功能层不包括要求数字式印刷这种功能层的方法。
容器的未经氧化的表面应被理解为如下这样的表面,该表面未在前期的方法步骤中经过氧化用的火焰或其他会使容器的表面上的分子团氧化的方法来进行处理。
如果将功能层施加到这样的未氧化的表面上,就可以省略氧化或以其他方式处理容器的表面的前期的方法步骤,从而使整个方法不太复杂,却同时通过在容器的表面上形成功能层确保通过印刷油墨进行的良好的润湿性。尤其地,可以实现将同样的功能层施加到各种不同的基材上,借此为所有类型的容器(基材)提供了同样的能被印刷的表面。因此可以完全省去或至少显著减少了能够应用于各种基材上的印刷油墨的开发工作量。
施加功能层可以优选借助火焰热解、等离子体涂布或XUV辐射来进行,其中,将优选是气态的前驱体掺混到火焰/等离子体/XUV辐射区域中,该前驱体在容器的表面上和/或与容器的表面一起地形成功能层。
在一种实施方式中,容器处理机包括火焰热解装置,其中,在存在前驱体的情况下灼烧容器的未经氧化的表面,并且至少在未氧化的表面上被火焰热解装置灼烧的区域中施加功能层。表面的经灼烧的区域在此是直接与火焰热解装置产生的火焰发生接触的区域。
在本实施方案中,前驱体能作为气体或液滴引入到火焰或火焰热解装置本身中,从而使其在火焰区域中也撞击容器的表面并在那里通过在表面上的化学反应形成粘附用的功能层。在此应当理解的是,最初引入火焰中的前驱体在化学上不再必须与形成“功能层”的材料相同。但在任何情况下,功能层都至少部分地由前驱体形成。
在本实施方式的改进方案中,设置有两个火焰热解装置,并且在输送装置中输送容器,该输送装置沿输送方向将容器从火焰热解装置旁边经过地输送,其中,这些火焰热解装置在输送方向上相继布置并且相继灼烧容器的未氧化的表面,并且/或者其中,火焰热解装置布置在输送装置的相对置侧上并同时灼烧容器,并且/或者其中,火焰热解装置布置在输送装置的相同侧上并同时灼烧容器,并且/或者其中,火焰热解装置在垂直于容器输送方向的方向上相叠布置并且火焰热解装置同时灼烧容器的相互不同的区域。由于取消了用前驱体进行灼烧的之前的氧化过程,使得通过本实施方式可以尽量快速地用前驱体对容器表面进行灼烧,其中,同时能够有利地调整并增大功能层的层厚。
替选地可以设置的是,容器处理机包括等离子体喷嘴(代替火焰热解装置),其中,用含前驱体的等离子体加载容器的表面,并且至少在未氧化的表面上由等离子体喷嘴加载以等离子体的区域中施加功能层。
等离子体优选是低温等离子体。通过在较低温度下使用等离子体,使得功能层可以实际上无损地被施加在容器的表面上,由此能够避免容器的表面意外破损,也能避免容器的表面烧焦。
在本实施方式的改进方案中设置的是,容器沿其纵向轴线运动,同时等离子体喷嘴用等离子体加载容器的表面。由于等离子体喷嘴的作用区域与容器的表面的尺寸相比通常更小,因此借助本实施方式,可以实现对容器的整个表面的加载。
此外可以设置的是,容器围绕轴线(尤其是其纵向轴线)转动,同时将功能层施加到未氧化的表面上。通过这种方式,还可以实现全周涂布功能层。
另外可以设置的是,如下这样地控制容器相对于等离子体喷嘴的运动,即,使得被加载以等离子体的表面与等离子体喷嘴之间的间距始终恒定或基本上恒定。这可以包括使容器不仅沿轴线(尤其是其纵向轴线)运动并且/或者而且(同时)旋转。此外,容器可以在垂直于该轴线的平面内平移式运动,从而使例如该轴线与等离子体喷嘴的间距改变。这尤其有利于非圆形容器(具有非圆形横截面的容器)和整成异型的容器,以便也避免了与等离子体喷嘴发生碰撞。
表面与等离子体喷嘴的间距只是“基本上”恒定意味着,尤其针对仅具有很小空间上的延展度的容器的表面上的压花或隆起的文字或表面上的隆起部/凹陷部,只要这些隆起部/凹陷部、压花、隆起的文字朝离子体喷嘴方向的延展度远小于其余表面与等离子体喷嘴的间距(例如小于其余表面与等离子体喷嘴之间的间距的20%或10%或2%),就不进行对表面与容器之间的间距的匹配。
在一种实施方式中设置的是,由火焰热解装置灼烧或由等离子体喷嘴加载以等离子体的未氧化的表面与火焰热解装置或与等离子体喷嘴之间的间距保持恒定,同时容器还相对于火焰热解装置或等离子体喷嘴转动。在非圆形容器的情况下,就能够确保在尽量相同的条件下将功能层施加到整个表面上。
此外,前驱体可以包括硅、有机金属化合物、钛、含硅化合物中的至少一种。它们能够可靠地被施加在容器的表面上,并且能够积极影响其在印刷油墨润湿方面的性质。
根据本实用新型的用于对包装业中的容器、例如瓶子的表面进行处理的容器处理机包括用于沿输送方向输送容器的输送装置以及被布置并构造成灼烧在输送装置中输送的容器的表面并且施加功能层的两个火焰热解装置,其特征在于,火焰热解装置两个都布置在输送装置的同一侧上。
火焰热解装置的该特殊布置便于接近火焰热解装置,并且还简化了将前驱体引入火焰中所需的管路的设计构造,这是因为这些管路不必环绕整个容器处理机引导,而是仅需设置在一侧上。
在改进方案中,火焰热解装置在输送方向上相继布置并如下这样地取向,即,使得第一火焰热解装置在第一方向上散布火焰,而第二火焰热解装置在第二方向上散布火焰。
应理解,第一方向和第二方向必须至少如下这样地设置,即,将火焰朝输送装置的方向散布,使得位于其中的、从火焰热解装置旁边经过地输送的容器也能够被火焰灼烧。通过以这种方式布置火焰热解装置,也能够确保容器的整个表面被灼烧,优选均匀地被灼烧。
在本实施方式的改进方案中,第一方向与第二方向相互平行。本实施方式同时允许灼烧从火焰热解装置旁边运动经过的容器的不同区域,这就能够减少用于施加具有预定层厚的功能层的总的持续时间。
在改进方案中设置的是,第一和第二火焰热解装置与输送装置具有不同的间距。这就能够尤其有利于灼烧具有非圆形横截面的容器。
在替选的实施方式中设置的是,第一方向与第二方向互成角度α,该角度由α=β+γ得出,其中,β和γ是第一方向和第二方向与垂直于输送方向的平面所夹成的角度。因此能够实现在灼烧容器表面方面的不同要求。
在本实施方式的改进方案中,
Figure BDA0002145624230000061
并且第一火焰热解装置和第二火焰热解装置与输送装置的间距d和火焰热解装置相互间的间距e处于关系式
Figure BDA0002145624230000062
中。在本实施方式中,火焰热解装置被布置成使得待加载以功能层的容器的表面的区域同时被两个火焰热解装置从不同方向灼烧。这就提高了前驱体用于在表面上形成功能层的散布率,并且同时能够保证即使表面的处于第一火焰区域遮蔽区的区域也通过第二火焰被加载。
此外可以设置的是,输送装置包括转动设备,该转动设备被构造成使由输送装置输送的容器在通过火焰热解装置进行加载期间如下这样地转动,即,使得被加载火焰的表面与火焰热解装置的间距始终相等。借此,即使在非圆形的容器中,向容器加载功能层时的几何上的性质也保持恒定。
替选地也可以设置如下容器处理机,其包括用于沿输送方向输送容器的输送装置和等离子体喷嘴,其中,等离子体喷嘴被构造成用含前驱体的等离子体加载容器的未氧化的表面,以便在容器的表面上沉积功能层。
附图说明
图1示出根据实施方式的容器处理机的示意图;
图2a~2c示出具有火焰热解装置的不同实施方式的示意图;以及
图3示出具有等离子体喷嘴的实施方式的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据实施方式的根据本实用新型的容器处理机100,如其可以用于包装业,尤其是饮料加工业。容器处理机可以以各种方式构成。在此所示的实施方式中,该容器处理机被构造为线性工作的容器处理机,其包括输送装置110,该输送装置输送容器130通过容器处理机。在此,输送装置可以是传送带或其他用于输送容器的装置。也可以设置悬挂式输送容器的输送装置来代替传送带。例如,输送装置可以引导穿过包括成行的保持部的容器处理机,这些保持部例如借助夹具将容器保持在常设承载环的区域中。在这种情况下,也可以有利地设置的是,可以由保持部使容器转动。
替选地,也可以设置引导穿过容器处理设施的成行的转盘以及它们所配属的定心装置。在这种情况下,容器处理机100的如下实施方式是特别有利的,该容器处理机包括转塔作为输送装置,在该转塔的外围处布置有转盘和定心装置。但是,这里也能考虑悬挂式输送容器的输送装置来代替转盘和定心装置。
在任何情况下,根据本实用新型,在容器处理机的区域中设置有设备101,该设备可以将功能层施加到容器130上,从而涂布这些容器。此后,这些容器作为容器131从容器处理机100中离开。容器可以是如下容器。这些容器例如可由PET构成或包括该PET。这里,也可以使用包装业中用于容器的其他人工合成材料。另外,根据本实用新型,也能对玻璃容器或金属容器进行处理。
可选地,可以在容器处理机中设置有另外的容器处理单元121,该容器处理单元将容器传送给另外的处理步骤(例如,施加印刷油墨或类似物),从而由首先仅设有功能层的容器131制成经加工的容器132,随后该经处理的容器可以从容器处理机中导出。
设备101可以配属有多个附加的装置102,例如控制单元或储料容器,在储料容器中储备有呈气态或液态形式的应用作前驱体的材料。设备101一般被构造成使其可以施加前驱体材料,并且附加地实现使前驱体材料以层的形式沉降在容器130的表面上并通过化学反应与容器的表面接合。
特别优选地,在此使用如下材料,它们以硅为基础并在容器130的表面上形成氧化硅层。在此也考虑其他材料,其包括有机的化合物或有机金属化合物,该有机金属化合物表示具有金属成分的有机化合物。同样地,通常可以设置有钛基化合物或普通的含硅的化合物作为前驱体。
根据本实用新型设置的是,在将前驱体施加到容器的表面之前,容器材料的、尤其是要施加前驱体的表面不发生有意的氧化。这尤其是指没有发生借助火焰作用和氧气对设备101上游的容器的表面的氧化。
对此,如下这样地选择将前驱体施加到容器的表面上的参数,即,使得前驱体也能与容器的未被有意氧化的表面形成耐久性接合,从而使前驱体或以前驱体形成的功能层可以与容器的表面形成耐久性接合并且可以用作施加印刷油墨等的基础。
可以根据所选择的气体与空气之比来调整火焰(或如下所述的等离子体)中的氧化用的氧和羟基的量。另外,因此在使用硅基的前驱体的情况下也可以在火焰(等离子体)中形成反应性足够高的形成层的硅种。由于与容器的表面发生接触,使得容器表面上的最上部的(或上部的)分子层形成与硅种极好地化学键合的羰基团、羧基团或羟基团。
设备101可以以不同方式来实现,但特别优选的是火焰热解装置和等离子体喷嘴。
为此,图2a~2c示出一些实施方式,其中,容器处理机100包括作为设备101的具体实现方案的至少两个布置在输送装置110同一侧上的火焰热解装置251和252。火焰热解装置251和252通常如下这样地布置,即,使得它们可以将火焰261和262散布到在输送装置110中沿输送方向295输送的容器130上,从而灼烧容器的表面,即用火焰加载容器的表面。该火焰中包含或随其输送有前驱体材料或者说前驱体,其尤其通过火焰261和262区域内的高热能与容器的表面形成接合,并且因此在容器的表面上构建起功能层。前驱体可以例如从储料容器传送给各个火焰热解装置251和252(参见图1中的附图标记102)。在此,传送给火焰热解装置251的前驱体材料不必与传送给火焰热解装置252的前驱体材料相同。
原则上,火焰热解装置251和252可以任意地布置,尤其是任意地相互间隔布置。根据本实用新型,这些火焰热解装置仅如下这样地布置,即,使得它们分别能够实现对容器130的表面的灼烧。对此,这些火焰热解装置优选以距输送带或在其中输送的容器130的表面的间距d地布置,该间距的大小是如下这样的,即,使得由各自的火焰热解装置产生的火焰可以灼烧容器的表面。典型的间距处于几厘米到15厘米的范围内。
因此,通过各个火焰热解装置灼烧了容器130的表面的尽量大的区域。当容器在其沿输送装置被输送期间还围绕其旋转轴线R(这里垂直于图面地延伸)转动时,这又能够减少用于将功能层施加到容器的表面上所需的总时间。与所设置的层厚相关地而且还与容器110在输送装置中的输送速度相关地,要么可以设置的是,容器不沿输送方向295运动,而是使容器被火焰热解装置251和252加载,要么可以设置的是,容器130在方向295上沿输送装置110持续不断进行运动,同时该容器例如围绕其自身的轴线转动。
在图2a所示的实施方式中,火焰热解装置251和252相对于与输送方向295垂直的平面290倾斜,从而使得该平面与火焰热解装置251夹成角度β并且与火焰热解装置252夹成角度γ。这些角度在此所示的平面中进行测量,即在与通过输送方向295限定的输送平面平行的平面中进行测量。在使用传送带用于容器的情况下,该输送平面刚好相应于传送带所限定的平面。
可以适宜地选择角度β和γ。但特别有利的是,最终由角度β和γ限定的火焰261和262的散布方向(又称射出方向)被如下这样地构造成,即,使得这两个方向相交,如图2a中所示。
尤其可以设置的是,火焰261和262的散布方向(图中以点划线示出)所夹成的角度由α=β+γ得出。
在此,两个方向的交点相对于输送装置可以选择在任意位置上。但优选的是,该交点不在火焰撞击容器表面的区域内。对此,在特别优选的实施方式中可以设置的是,角度β与γ相等,从而尤其适用的是
Figure BDA0002145624230000111
在这种情况下,火焰热解装置251和252中的射出开口之间的间距e和在容器130的表面(或输送装置110的边缘)与火焰热解装置251和252中的射出开口之间的间距d(更确切为间距d在垂直于输送方向的平面中的投影)之比优选适用的是:
Figure BDA0002145624230000112
因此确保了从火焰热解装置251和252射出的火焰的方向的交点要么位于容器130的表面上要么(在火焰的移动方向上)位于其稍后方。这可以特别有利的是,通过火焰热解装置251和252施加作为前驱体的不同材料,它们共同在容器的表面上形成耐久的功能层。在这种情况下可以确保这两种材料的可能期望的化学反应在撞击容器的表面时才即刻发生,并且因此在存在容器材料时才进行,这就能够促进沉积最终的功能层。
图2b示出了替选的实施方式,其中,火焰热解装置251和252相互以如下方式布置,即,使得出自火焰热解装置251和252的火焰的射出方向相互平行,但这些火焰热解装置必要时以在垂直于输送方向的间距L来布置。此外,火焰热解装置在输送方向295上相继布置。在此如下实施方式是优选的,其中,在输送方向上的第一火焰热解装置251比输送方向上后续的火焰热解装置252布置得更靠近输送装置了间距L。通过本实施方案,可以首先通过火焰261进行对容器130的表面的密集灼烧。因为形成功能层的前驱体分子的统计上的分布因来自火焰热解装置251的射出开口附近的高浓度而可能经受相当大的波动,因此可能导致层厚有偏差。这些偏差也可能导致功能层的层厚小于最小层厚。
对此,在输送方向上随后的火焰热解装置252(其布置在距容器的表面更大的间距处)导致使前驱体材料更均匀地分布在表面上,从而使层厚的偏差至少避免所得的层厚小于最小层厚。为此目的,也可以对第二火焰262中的前驱体材料的流量或浓度如下这样地进行控制,即,使得仅通过第二火焰让在容器的表面上形成的层厚相应于最小层厚的50%或甚至75%。
火焰热解装置251和252可以以如下方式相互间隔,即,通过它们并不同时引起对容器130的表面的不同区域的灼烧。尤其地,第一火焰热解装置251与第二火焰热解装置252之间的间距可以为15厘米至30厘米或更大,从而首先通过第一火焰热解装置251灼烧容器的表面,并且随后进一步输送容器而不进行灼烧。在此期间,可以进行对容器表面的短暂冷却,从而使其温度下降,并且避免了因第二火焰热解装置252的加载引起烧焦。
根据图2b的实施方式也允许使用不同的前驱体材料来形成功能层的双层系统,使得通过第一火焰热解装置施加由第一前驱体材料构成的第一层,并且通过第二火焰热解装置252施加第二前驱体材料,该第二前驱体材料在第一功能层上方形成第二功能层。通过本实施方案,在某些化学性质或物理性质方面,可以在层结构中形成从表面到最末功能层的梯度,之后施加印刷层或类似物。本实施方案不仅限于两个功能层,还可以包括施加具有不同厚度的多个功能层并且/或者可以在容器表面的不同区域内施加。
在图2c所示的实施方式中,除了在输送装置110的一侧上的两个火焰热解装置251和252之外,还设置有另外两个火焰热解装置271和272,它们布置在输送装置关于容器相对置的一侧上。在图2c中所示的实施方式中,火焰热解装置251、252和271、272以输送方向295所限定的平面原则上成镜像地示出。这尤其意味着,在所示的实施方式中,在容器流的输送方向上布置的火焰热解装置252和272分别比输送方向上首先布置的火焰热解装置251和271更远离输送装置。
这并非强制性的。根据迄今所述的实施方式,火焰热解装置也可以以相同的间距布置,并且也不必关于火焰的散布方向相互平行布置。火焰热解装置251和252以及271和272也可以类似于图2a那样布置。在此,各个火焰热解装置彼此夹成的角度不必相同,而是装置251和252与装置271和272的角度可以不同。
同样可以设置的是,在输送装置的一侧上仅设置一个另外的火焰热解装置(例如271),而在输送装置110的另一侧布置火焰热解装置251和252以及必要时另外的火焰热解装置。同样如图2c所示,火焰热解装置也可以在输送方向上相互错位布置。但也可以想到一些实施方式,在其中,火焰热解装置在输送装置一侧上的布置(例如251和252)仅与火焰热解装置在输送装置另一侧上的布置成镜像。参照图2c描述的所有实施方式可以视用途使用,以便要么确保更快且更均匀地进行处理要么确保特殊处理。这可能尤其有利于非旋转对称或不具有至少一个对称轴线的容器(一般是非圆形的容器)。
虽然本图未详细示出,但多个火焰热解装置也可以相叠(垂直于容器在输送装置中的输送平面)布置。这些火焰热解装置可以具有相同的散布方向并且/或者具有相互不同的散布方向。这可以例如通过使火焰热解装置相对翻转来实现。尤其地,火焰热解装置在第一平面中的散布方向可以与其在第二平面中的散布方向不同。本实施方式能与图2a~2c中描述的任何变型方案组合。尤其地,图2a~2c中的每个变型方案可以被理解为表示火焰热解装置的平面,其中,火焰热解装置的另外的脱离图面的平面也能相应于根据图2a~2c的实施方式。
尤其地,如此布置在垂直于输送方向的方向上的火焰热解装置可以同时灼烧容器的不同区域,尤其是(相对于输送容器的输送平面测得的)不同高度上的区域,以便沉积功能层。
图3示出另外的实施方式,其中,使用等离子体喷嘴代替火焰热解装置以便向容器加载前驱体并将功能层施加到容器的表面上。
优选还包括用于形成功能层的前驱体材料的定量给料装置的等离子体喷嘴341在此如下这样地布置,即,使得其可以将至少也包括前驱体材料的等离子体342施加到输送装置中沿运动的容器在等离子体喷嘴341前方的表面130上。
优选地,在本实施方式中,输送装置至少通过立架盘343形成,容器直立布置在该立架盘上。如已参照图1所述,还可以设置的是,给每个立架盘343配属有例如夹具形式的定心装置(图中未示出),该定心装置可以在承载环或其他区域处围嵌容器并因此使其稳定化。
特别优选地,盘343构造为转盘,从而使其可以执行容器130在盘343上的围绕优选可以与容器的纵向轴线重合的旋转轴线R的旋转。因此,通过等离子体喷嘴341可以将前驱体施加到容器130的整个圆周上。
由于等离子体喷嘴341安装得相对更靠近容器的表面(几毫米到几厘米),所以通过等离子体喷嘴341可以将等离子体342沿纵向方向施加到容器130的区域在纵向方向上仅延伸很小一段,这段相应于等离子体342在离开等离子体喷嘴341之后的弥散程度。然而,由于应在旋转轴线的方向上对具有典型长度为至少7厘米的、尤其是约10毫米至200毫米并且鲜少更长的容器的整个表面涂布前驱体材料,所以可以设置的是,除了旋转之外,还可以执行平行于旋转轴线R的平移运动。该平移运动可以要么由转盘343上的容器(例如与适当的定心装置协作)执行,要么等离子体喷嘴341可以平行于旋转轴线运动。也可以想到这些方案的组合。
为了确保用等离子体加载容器的整个表面,并且因此形成足够的功能层,可以在输送方向上相继布置有多个等离子体喷嘴341,其中,这些等离子体喷嘴中的每个等离子体喷嘴将等离子体施加到容器的表面上,以便形成功能层。
在此可以设置的是,其中每个喷嘴仅对容器的特定的角度范围,但为此是整个长度涂布等离子体,或者其中每个喷嘴在容器围绕其旋转轴线R完整转动一周期间施加功能层,但分别只在纵向方向上的特定的区域(即平行于旋转轴线)加载以等离子体。在此也可以设置的是,在通过各个等离子体喷嘴涂布的区域之间发生重叠,从而使容器的表面上至少未留有未涂布等离子体的区域。
替选地,以重叠方式对容器的表面加载以等离子体也可以仅仅通过一个等离子体喷嘴来实现。因此,等离子体喷嘴可以用等离子体加载第一区域(沿纵向方向和/或旋转方向),并且随后加载与第一区域部分重叠的第二区域。
由于容器通常几乎不与等离子体喷嘴341相隔(几毫米到1厘米),所以也可以设置的是,等离子体喷嘴341可以在多个空间方向上运动,尤其是在所示双箭头方向344上“往复”运动,从而使这些等离子体喷嘴运动向容器130或运动离开容器130。也可以设置等离子体喷嘴341沿双箭头345翻转(即,在垂直于输送方向的平面中倾斜),以便可靠地到达容器在纵向方向上弯曲的区域。
还可以设置有控制单元,其如下这样地控制适当的取向器件以用于使等离子体喷嘴341根据容器130的形状取向和/或运动,即,使得等离子体喷嘴341与容器130的表面的间距是恒定的,而同时容器130相对于等离子体喷嘴341围绕旋转轴线R转动并且/或者平行于旋转轴线R运动。
为了确定间距,可以设置有间距传感器,例如激光二极管或类似的光学传感器。同样可以设置的是,例如使用存储在配属给容器处理机的存储器中的关于容器形状的数据,以便确定在容器的特定定位中时容器的表面与等离子体喷嘴之间的间距是多少。附加地或替选地,可以使用3D扫描法,以便在将容器接收到容器处理机中时一次或多次地、必要时甚至持续不断地确定容器的定位和/或形状和/或当前尺寸,并且因此确定容器到等离子体喷嘴的间距。
特别优选地,从等离子体喷嘴341散布的等离子体为低温等离子体。
还可以设置的是,使容器处理机中的用等离子体加载容器的区域具有负压,尤其是压力小于10-4巴的真空。因此能够减少从等离子体喷嘴341散布的等离子体的弥散。
还可以设置的是,在容器130内部引入电极,并且使等离子体喷嘴341起对电极作用,从而在引入容器130的电极与等离子体喷嘴341之间产生电位差,并且使容器的表面极化,其中,如下这样地选择极化,即,使得至少等离子体中所含的前驱体在朝向容器130的表面的方向上经历加速。例如如果等离子体中所含的前驱体带负电,则容器的表面应带正电,并且因此容器130中的电极应带正电,以便吸引前驱体。相应地,当等离子体342中的前驱体带正电时,电极带负电。
在本实用新型范围内使用的等离子体喷嘴可以是已可商购的等离子体喷嘴。因为这些等离子体喷嘴可以根据所描述的方法运行,因此无需或仅需对这类等离子体喷嘴的结构稍作修改,以便使它们被一起地用根据本实用新型的方法来应用。
无论使用根据参照图2所述的实施方式的火焰热解装置还是使用根据图3中所述的实施方式的等离子体喷嘴,都可以设置的是,容器可以在垂直于输送方向并垂直于所设置的旋转轴线R的输送平面中沿方向s上运动,从而使要么通过火焰热解装置灼烧的要么由等离子体喷嘴用等离子体所加载的容器表面与火焰热解装置或与等离子体喷嘴的间距恒定。这尤其有利于非圆形容器,这是因为可以避免与火焰热解装置和等离子体喷嘴的无意碰撞,也可以避免过热,特别是在使用火焰热解装置的情况下。
为了实现该控制,优选对在初始定位下容器与火焰热解装置或等离子体喷嘴的间距进行确定。如果容器由立架盘和定心装置夹紧或由保持部保持,则该确定可以由存储在容器处理机的内置存储器或其所配属的控制单元中的值来代替。于是,如下这样地控制容器在方向s上的运动,即,使得容器的表面与火焰热解装置和/或等离子体喷嘴的间距k恒定。因为当容器转动时,表面与旋转轴线R的间距r可能会关于预定的方向s发生变化(在具有非圆形横截面的容器中),因此控制单元如下这样地控制输送装置以控制容器沿方向s的位置,即,使得位置变化
Figure BDA0002145624230000171
是整个容器沿方向s的位置变化并且也是旋转轴线R沿方向s关于固定的原点的位置变化。
在此,r0是任意的参考值。r0也可以为零或设定为r0=k。
Figure BDA0002145624230000172
表示容器表面上的一点与旋转轴线R的间距与沿旋转轴线与火焰热解装置和/或等离子体喷嘴之间的连线所测得的转动角度的相关性。
通过该运动实现了直接由火焰热解装置或等离子体喷嘴所加载的表面上的一点始终与火焰热解装置或等离子体喷嘴具有预定的间距k。

Claims (8)

1.饮料加工业中对容器、例如瓶子的表面进行处理的容器处理机,其中,所述容器处理机包括用于沿输送方向输送容器的输送装置(110)以及两个火焰热解装置(251、252),所述两个火焰热解装置被布置并构造成对在所述输送装置(110)中输送的容器的表面进行灼烧并且施加功能层,其特征在于,所述两个火焰热解装置(251、252)都布置在所述输送装置的同一侧上。
2.根据权利要求1所述的容器处理机,其中,所述火焰热解装置(251、252)在所述输送方向上相继布置并且被取向成使第一火焰热解装置在第一方向上散布火焰,而第二火焰热解装置在第二方向上散布火焰。
3.根据权利要求2所述的容器处理机,其中,所述第一方向与所述第二方向相互平行。
4.根据权利要求3所述的容器处理机,其中,所述第一火焰热解装置和所述第二火焰热解装置与所述输送装置的间距不同。
5.根据权利要求2所述的容器处理机,其中,所述第一方向与所述第二方向彼此围成角度α,所述角度α由2α=β+γ得出,其中,β和γ是所述第一方向和所述第二方向与垂直于所述输送方向的平面所夹成的角度。
6.根据权利要求5所述的容器处理机,其中,β=γ=α,并且所述第一火焰热解装置和所述第二火焰热解装置与所述输送装置的间距d和所述火焰热解装置彼此间的间距e处于关系式
Figure FDA0002145624220000011
中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的容器处理机,其中,所述输送装置包括转动设备,所述转动设备被构造成使由所述输送装置输送的容器在通过所述火焰热解装置加载期间进行转动,使得以火焰加载的表面与所述火焰热解装置的间距始终相等。
8.饮料加工业中对容器、例如瓶子的表面进行处理的容器处理机,其中,所述容器处理机包括用于沿输送方向输送容器的输送装置(110)和等离子体喷嘴(341),其中,所述等离子体喷嘴被构造成以含前驱体的等离子体(342)加载所述容器的未氧化的表面,以便在所述容器的表面上沉积出功能层。
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