DE102011119169A1

DE102011119169A1 - Vorrichtung zum Aufbringen vonAusstattungen auf Behälter

Info

Publication number: DE102011119169A1
Application number: DE102011119169A
Authority: DE
Inventors: Markus Reiniger; Martin Schach; Katrin Preckel
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2013-05-23
Also published as: WO2013075774A1; JP6411892B2; US9415607B2; EP2782762B1; US20140313247A1; JP2015509822A; EP2782762A1

Abstract

Vorrichtung zum Aufbringen von Ausstattungen auf Behälter durch Bedrucken, mit einem Behältertransportsystem, mit wenigstens einer Behandlungsposition an dem Behältertransportsystem, an der die Behälter mit jeweils wenigstens einer Basisschicht versehen werden, auf der dann anschließend das Bedrucken der Behälter erfolgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen von Ausstattungen oder Ausstattungsmerkmalen durch Bedrucken von Behältern an ihrer Behälteraußenfläche sind bekannt. Es ist hierbei insbesondere auch bekannt, den jeweiligen vorzugsweise mehrfarbigen Aufdruck durch berührungsloses Drucken zu erzeugen, beispielsweise unter Verwendung von nach dem Tintenstrahl- oder Ink-Jet-Prinzip arbeitenden digitalen Druckköpfen, von denen dann jeder mehrere Düsen zum Ausbringen der Druckfarbe oder Drucktinte aufweist, die elektrisch individuell ansteuerbar sind.
Obwohl das direkte Bedrucken von Behältern u. a. hinsichtlich der Flexibilität des Druckbildes und dessen Gestaltung und/oder Änderung und auch hinsichtlich der Kosten erhebliche Vorteile bietet, besteht aber das Problem, dass beim Recyceln derartiger Behälter Behältermaterial zusammen mit der Druckfarbe in das Recylingmaterial gelangt, was zu einer unerwünschten Kontaminierung des recycelten Materials führt. Um dieses Problem zu lösen, wurde bereits vorgeschlagen ( WO 2010/048119 A1 ), auf die Außenfläche des jeweiligen Behälters eine zusätzliche Zwischen- oder Basisschicht dort aufzubringen, wo der spätere Aufdruck auf erfolgen soll, d. h. auf diese Basisschicht wird dann in einem oder mehreren weiteren Behandlungsschritten der beispielsweise mehrfarbige Aufdruck aufgebracht. Das Aufbringen des die Basisschicht bildenden Materials erfolgt im bekannten Fall durch Aufsprühen, was u. a. insbesondre auch bei großflächigen Aufdrucken zeitaufwändig ist und durch versprühtes oder verspritztes Basisschichtmaterial zu einer Belastung der Umgebung führt.
Die jeweilige Ausstattung besteht damit letztlich aus der Basisschicht und dem Aufdruck. Mit der Basisschicht wird nicht nur eine Verbesserung der Haftung des Aufdrucks erreicht, sondern es besteht dann auch die Möglichkeit, das Material für die Basisschicht (Basisschichtmaterial) und die Druckfarben bzw. Drucktinten unter Berücksichtigung des Materials der Behälter so zu wählen, dass die Haftung zwischen dem Aufdruck und der Basisschicht größer ist als die entsprechende Haftung zwischen der Basisschicht und dem Behälter. Die Haftung zwischen der Basisschicht und dem Behälter ist so gewählt, dass während des gesamten Behälterzyklus und auch bei einer eventuellen Wiederverwendung der Behälter sich die Basisschicht mit dem Aufdruck nicht von dem jeweiligen Behälter löst, beim Recyceln aber die Basisschicht zusammen mit dem an ihr weiterhin haftenden Aufdruck von den Behältern bzw. von deren Wand abgelöst werden kann. Dieses Ablösen erfolgt dann z. B. mechanisch und/oder mit einem geeigneten flüssigen Medium usw. Als Basisschichtmaterial eignen sich beispielsweise Polyolefine oder andere Monomere, insbesondere auch durch Behandlung mit UV-Licht oder UV-Strahlung vernetzbare Kunststoffe oder Polymere. Insgesamt ist bei gekannten Lösungen problematisch, dass die verwendeten Fluide der Basisschichten, Coatings, Finishing, etc. in der Regel sehr dünnflüssig sind, also eine geringe Viskosität aufweisen, so dass deren Handling und Verwendung bei sehr hohen Maschinengeschwindigkeiten bzw. Transportgeschwindigkeiten aufgrund der Vernebellung und Ablösung bisher nicht eingesetzt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung oder Anlage zum Aufbringen aufzuzeigen, mit der eine vereinfachtes Aufbringen des die Basisschicht bildenden Basisschichtmaterials und damit auch der jeweiligen Ausstattung auf die Behälter umweltschonend und großflächig, auch mit hoher Leistung möglich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Applikation mittels Transferelement oder -pad, insbesondere eines von der Rückseite angeströmten Transferelement oder -pads vorgenannte Verschmutzungsproblematik vollständig löst. Dabei ist der Einsatz eines Transferelementes deutlich wirtschaftlicher als z. B. der Einsatz zusätzlicher Druckköpfe. Dabei wird das aufzutragende Fluid von der Beschichtungseinrichtung über umlaufende und die Transferschicht trangende Transferelemente (14, 21) übertragen. Hierbei wird der jeweilige Behälter, z. B. die Flasche, zum Aufbringen der Basisschicht oder des diese Schicht bildenden Basisschichtmaterials abgewälzt, vorzugsweise schlupffrei. Diese Abwälzen kann erfolgt in der Regel dadurch, dass das Transferelement und der jeweilige Behälter sich aneinander abwälzen. Dabei erfolgt idealerweise keine unmittelbarer berührender Kontakt der Elemente Behälter und Transferschicht, sondern die im Bereich größter Annäherung von Behälter und Transferschicht oder Transferfläche anhaftende Flüssigkeit, bildet eine fluidische Brücke.
Die Transferschicht ist um eine Achse, beispielsweise um eine Dreh- oder Schwenkachse des Transferelementes konvex gekrümmt, vorzugsweise kreiszylinderförmig konvex. Dabei ist insbesondere das Transferelement ein an seiner vorzugsweise kreiszylinderförmigen Außenfläche die Transferschicht bildendes walzen- oder ringartiges Element.
„Behälter” sind im Sinne der Erfindung insbesondere Dosen, Flaschen, Tuben, Pourches, jeweils aus Metall, Glas und/oder Kunststoff, aber auch andere Packmittel, die zum Abfüllen von flüssigen oder viskosen Produkten geeignet sind. Behälter im Sinne der Erfindung sind insbesondere solche aus Kunststoff, beispielsweise aus PET (Polyethylenterephthalat).
Der Ausdruck „im Wesentlichen” bzw. „etwa” bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/– 10%, bevorzugt um +/– 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung und im Schnitt die Behälterwand eines Behälters sowie eine auf die Außenfläche der Behälterwand aufgebrachte Ausstattung bestehend aus einer Trenn- oder Basisschicht und aus einem Aufdruck;
2 in vereinfachter schematischer und perspektivischer Darstellung eine Vorrichtung bzw. Anlage zum Aufbringen der Ausstattung in Form eines Mehrfach- oder Mehrfarbendrucks auf die Behälter;
3 in schematischer Darstellung die Vorrichtung bzw. Anlage der 2 in Draufsicht;
4 in schematischer Darstellung und in Draufsicht einen Transport- oder Förderweg der Behälter durch die Vorrichtung bzw. Anlage der 2;
5 in vereinfachter schematischer Darstellung eine Beschichtungseinrichtung einer Behandlungsstation zum Aufbringen der Basisschicht auf die Behälter;
6, 7 und 8 jeweils in vereinfachter perspektivischer Darstellung eine Beschichtungseinrichtung einer Behandlungsstation zum Aufbringen der Basisschicht auf die Behälter bei unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung.
In den Figuren sind 1 Behälter in Form von Flaschen, vorzugsweise in Form von Flaschen aus Kunststoff, beispielsweise aus PET, die in einer den Figuren mit 2 bezeichneten Anlage oder Vorrichtung an der Außenseite ihrer Behälterwand 3 mit einer Behälterausstattung 4 durch Bedrucken versehen werden. Die Behälterausstattung 4 besteht aus einer Basisschicht 5, die auch als Druckträgerschicht bezeichnet werden kann, unmittelbar auf die Behälterwand 3 aufgebracht ist, sowie aus einem auf die Basisschicht 5 aufgebrachten Aufdruck 6 in Form eines Mehrfarbendrucks.
Die Basisschicht 5 dient u. a. dazu, die Haftung des Aufdrucks 6 bzw. der diesen Aufdruck bildenden und durch die verwendeten Druckfarben oder Drucktinte erzeugten Druckpunkte auf der Behälterwand 3 zu verbessern bzw. das Behälter- oder Flaschenmaterial von dem Druckbild zu entkoppeln, so dass für die Formulierung der Tinte von einer einheitlichen Oberflächenqualität ausgegangen werden kann. Weiterhin dient die Basisschicht aber dazu, Leistungsmerkmale der Tinte zu übernehmen, zum Beispiel hinsichtlich der Recyclingfähigkeit, um bspw. beim Recyceln des jeweiligen Behälters 1 die Ausstattung, d. h. die Basisschicht 5 zusammen mit dem Aufdruck 6 problemlos von dem betreffenden Behälter zu lösen, beispielsweise in einem Treib-Sink-Verfahren, bei dem die Bestandteile des geschredderten oder zerkleinerten Behälters 2 in eine Trennflüssigkeit eingebracht und durch diese die Bestandteile der Behälterausstattung 4 von dem Material der Behälterwand getrennt und zugleich auch in der Trennflüssigkeit oder in einer weiteren Flüssigkeit durch Aufschwimmen von den geschredderten Bestandteilen des Behältermaterials getrennt werden können.
Die Materialwahl für die Basisschicht 5 und den Aufdruck 6 bzw. für die für diesen Aufdruck verwendeten Druckfarben oder Drucktinten ist dabei unter Berücksichtigung des Materials der Behälter 1 u. a. so gewählt, dass die Haftung oder Haftfestigkeit zwischen dem Aufdruck und der Basisschicht 5 größer ist als die Haftung oder Haftfestigkeit zwischen der Basisschicht 5 und der Behälterwand 3 und dass vorzugsweise die Gesamtdichte der Ausstattung 5 kleiner ist als die Dichte des Materials der Behälterwand 3. Weiterhin sind die Materialien so gewählt, dass die Haftung des Aufdrucks 6 auf der Basisschicht 5 und die Haftung der Basisschicht 5 auf der Behälterwand 3 ausreichend groß sind, sodass während des gesamten Behälterzyklus und insbesondere auch bei einer eventuellen Wiederverwendung der Behälter 1 eine Trennung nicht erfolgt. Weiterhin ist das Material für die Basisschicht 5 auch so gewählt, dass diese eine ausreichende Flexibilität besitzt, um Verformungen des jeweiligen Behälters 1 folgen zu können.
Als Material für die Basisschicht 5 eigenen sich beispielsweise Polyolefine oder andere Monomäre. Der Aufdruck 6 wird bevorzugt durch berührungsloses Bedrucken erzeugt, und zwar unter Verwendung von mehreren, jeweils einen Farbsatz des mehrfarbigen Aufdrucks 6 erzeugenden Druckköpfen, die nach dem Ink-Jet-Verfahren arbeiten und jeweils eine Vielzahl von elektrisch ansteuerbaren Düsen zum Ausbringen der Druckfarbe bzw. Drucktinte aufweisen.
Im Detail besteht die Anlage 2 aus mehreren in einer Behältertransportrichtung A aneinander anschließenden Modulen 7.1–7.8, wobei sämtliche Module jeweils auf einer beispielsweise identischen Grundeinheit 8 einen um eine vertikale Modul- oder Maschinenachse MA umlaufend antreibbaren Rotor aufweisen, der an seinem Umfang mit einer Vielzahl von Behälteraufnahmepositionen bzw. Behandlungspositionen 10 versehen ist. Letztere sind der Funktion des jeweiligen Moduls 7.1–7.8 an diesem entsprechend ausgebildet. Währen des Betriebes der Anlage 2 sind die Rotoren 9 synchron, aber gegenläufig derart angetrieben, dass immer dann, wenn eine Behandlungspositionen 10 eines Rotors einen Anschluss- oder Übergabebereich des benachbarten Rotors 9 erreicht hat, an dem benachbarten Rotor ebenfalls eine Behandlungsposition 10 zur Aufnahme oder Abgabe eines Behälters 1 bereitsteht. Die Rotoren 9 schließen transportmäßig aneinander an und bilden entsprechend der 4 eine mäanderartige Behältertransportstrecke 11, auf der die Behälter 1 in der Behältertransportrichtung A von einer Behälteraufgabe 2.1 an eine Behälterabgabe 2.2 bewegt werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform bildet das Modul 7.1 beispielsweise ein Einlaufmodul, über welches die Behälter 1 der Behältertransportstrecke 11 zugeführt werden. Grundsätzlich besteht aber die Möglichkeit, dass in diesem ersten Modul bereits eine das Bedrucken fördernde Vorbehandlung der Behälter 1 erfolgt. In dem Modul 7.2 erfolgt das Aufbringen der jeweiligen Basisschicht 5 auf die Außenfläche der Behälterwand 3 mittels der gemeinsam mit den Behältern 1 umlaufenden Transferelemente 14. Die weiteren, in Behältertransportrichtung A folgenden Module 7.3–7.7 sind als Druckmodule ausgebildet, wobei in jedem Modul bzw. an den Behandlungspositionen 10 ihrer Rotoren 9 jeweils ein Farbsatz des mehrfarbigen Aufdrucks 6 auf die Behälter 1 bzw. auf die Basisschicht 5 aufgebracht wird. Ein Teil der Module 7.3–7.7 bzw. die Behandlungspositionen 10 an den dortigen Rotoren 9 dienen auch zum Trocknen bzw. Vernetzen der den jeweiligen Aufdruck 6 bildenden Druckfarbe oder Drucktinte. Das Modul 7.8 bildet das Auslaufmodul, mit dem die bedruckten Behälter an den Behälterauslauf 2.1 sowie an eine daran anschließende Förderstrecke gefördert werden. Die Fördereinrichtungen zum Zuführen und Abführen der Behälter in bzw. aus der Anlage sowie auch die Rotoren 9 bzw. deren Behandlungspositionen 10 sind so ausgeführt, dass die Behälter 1 dort im Bereich ihrer oberen Behälteröffnung hängend gehalten sind. Gleichermaßen könnten die Behälter auf einem Tragteller stehen und mittels einer Zentriertulpe gehalten sein.
Das Bedrucken der Behälter 1 in den als Druckmodule ausgebildeten Modulen bzw. an den dortigen Behandlungspositionen 10 erfolgt berührungslos mit nach dem Ink-Jet-Verfahren arbeitenden Druckköpfen, von denen jeweils wenigstens einer an jeder Behandlungsposition 10 vorgesehen ist. Die Besonderheit der Erfindung besteht in der Ausbildung des Moduls 7.2 bzw. der Behandlungspositionen 10, an denen das Aufbringen der Basisschicht 5 durch Aufwalzen bzw. eines Coating-Moduls, hier ggf. Modul 7.7, bei welchem mit einem analogen Verfahren eine abschließende Versiegelung, Lackierung oder dergleichen des Druckbildes erfolgt. Solch ein Coating-Modul wird nachfolgend nicht gesondert beschrieben oder genannt, da es grundsätzlich analog aufgebaut ist bzw. analog betrieben wird.
Die 4 zeigt in schematischer Einzeldarstellung und in Draufsicht eine Auftrag- oder Beschichtungseinrichtung 12 einer Behandlungsposition 10 des Moduls 7.2, zusammen mit einer Teildarstellung eines Behälters 1, und zwar während des Aufbringens des die Basisschicht 5 bildenden flüssigen oder fließfähigen Basisschichtmaterials. Jede Behandlungsposition 10 des Moduls 7.2 ist mit einer eigenständigen Beschichtungseinrichtung 12 ausgebildet.
Die Beschichtungseinrichtung 12 umfasst u. a. einen Träger 13, der um eine parallel zur Maschinenachse MA orientierte Trägerachse TA des Moduls 7.2 antreibbar ist (Pfeil B), und zwar synchron mit der Drehbewegung des Rotors 9. Um die Trägerachse TA in gleichmäßigen Winkelabständen verteilt und in dem selben radialen Abstand von dieser Trägerachse TA sind am Träger 13 mehrere segmentartige Transferelemente 14 jeweils um eine Achse PA parallel zur Maschinenachse MA und zur Trägerachse TA schwenkbar gelagert. Die Transferelemente 14 sind jeweils an ihrer bezogen auf die Trägerachse TA radial außenliegenden Seite mit einer Transferschicht 15 ausgebildet, die Teil einer Kreiszylinderfläche um eine parallel zu den Achsen MA, TA und PA verlaufenden Achse ist. Bei in Richtung des Pfeils B umlaufend angetriebenen Träger 13 wird jede Transferelement 14 mit seiner Transferschicht 15 zunächst an einer Station 16 vorbei bewegt, mit der das die Basisschicht 5 bildende Basisschichtmaterial mit einer definierten Schichtdicke und einer definierten Breite (in Richtung der Achse PA) sowie mit einer definierten Länge (in Drehrichtung B) auf die Transferschicht 15 aufgebracht wird. Die Station 16 weist hierfür eine um eine Achse parallel zur Maschinenachse MA umlaufend angetriebene Trommel 17 auf, die ähnlich der Leimtrommel eines Etikettieraggregates an einer nicht dargestellten Station mit einem gleichmäßigen, die erforderliche Schichtdicke aufweisenden Auftrag des Basisschichtmaterials versehen wird. Die Transferelemente 14 wälzen sich mit ihrer Transferschicht 15 schlupffrei oder im Wesentlichen schlupffrei an der Trommel 17 ab, und zwar auch durch entsprechende Ansteuerung ihrer Schwenkbewegung um die Achsen PA. Jedes so an seiner Transferschicht 15 mit dem Auftrag des Basisschichtmaterials versehenes Transferelement 14 gelangt dann mit dem rotierenden Träger 13 an eine Übergabeposition 18, an der das Basisschichtmaterial von der Transferschicht 15 auf die Außenfläche der Behälterwand 3 des bereitstehenden Behälters 1 übertragen wird, und zwar durch Aufwalzen. Hierfür werden bei in Richtung des Pfeils B kontinuierlich umlaufendem Träger 13 der Behälter 1 um seine vertikale Behälterachse in Richtung des Pfeils C gedreht und das betreffende Transferelement 14 um die Achse PA gesteuert derart geschwenkt bzw. gedreht, dass sich der Behälter 1 mit der Außenfläche seiner Behälterwand 3 schlupffrei oder im Wesentlichen schlupffrei auf der Transferschicht 15 abwälzt und hierdurch das Basisschichtmaterial mit der für die Basisschicht 5 erforderlichen Dicke auf die Behälterwand 3 aufgebracht wird. Die Beschichtungseinrichtung 12 weist weiterhin eine Station 19 zum Trocknen bzw. Aushärten oder Vernetzen der Basisschicht 5 auf, beispielsweise durch Erwärmen, z. B. durch Infrarot-Wärmestrahlung und/oder durch UV-Licht.
Wird als Basisschichtmaterial ein flüssiges Material verwendet, so sind die Transferelemente 14 an ihren Transferschichten 15 jeweils mit einem welchen und saugfähigen, beispielsweise mit einem schwammartigen Material ausgebildet und das Aufbringen des Basisschichtmaterials erfolgt durch leichtes Überstreichen der Außenfläche der Behälterwand 3 mit der sich dort abwälzenden Transferschicht 15 und ohne oder im Wesentlichen ohne Krafteinwirkung der Transferschicht auf den Behälter 1.
In einer bevorzugten Ausführung der Beschichtungseinrichtung 12 sind die Transferschichten 15 jeweils Segmente eines gedachten, die Achse TA konzentrisch umschließenden Kreiszylinders, sodass dann eine gesteuerte Schwenkbewegung der Transferelemente 14 um die Achsen PA nicht erforderlich ist.
Die 5 zeigt eine Beschichtungseinrichtung 12a, die anstelle der Beschichtungseinrichtung 12 an jeder Behandlungsposition 10 des Moduls 7.2 vorgesehen ist. Die Beschichtungseinrichtung 12a umfasst wiederum einen um die Trägerachse TR synchron mit der Drehbewegung des Rotors 9 in Richtung des Pfeils B angetriebenen Träger 20, an welchem um die Achse TR in gleichmäßigen Winkelabständen versetzt mehrere segmentartige Auftrags- und Transferelemente 21 vorgesehen sind, die jeweils bezogen auf die Achse TR radial außen liegend eine Transferschicht 22 zum Übertragen des Basisschichtmaterials auf den sich an dieser Transferschicht 21 abwälzenden Behälter 1 bilden. Die Transferschichten 22 sind bei dargestellten Ausführungsform jeweils radial außen an einer Dämpf- und Pufferschicht 23 aus einem weichen, elastischen und sauffähige sowie auch durchlässigen Material angeordnet, welches auf einem Transferschichtenträger 24 vorgesehen ist, der zumindest an seiner bezogen auf die Achse TR radial außenliegenden Seite eine um die Achse TR gekrümmte Teilkreiszylinderfläche bildet, sodass auch die Transferschicht 22 entsprechend gekrümmt ist.
Der Transferschichtenträger 24 besteht aus einem Material mit ausreichender Festigkeit, beispielsweise aus Metall (Sintermetall) oder Keramik (Sinterkeramik) und ist porös oder mit einer Vielzahl von Durchbrüchen oder Mikroöffnungen derart ausgebildet, dass sich innerhalb des Transferschichtenträgers 24 eine gleichmäßige Druckverteilung für das unter Druck durch den Transferschichtenträger 24 geförderte Basisschichtmaterial sowie insbesondere auch eine gleichmäßige Verteilung des Basisschichtmaterial in der Dämpf- und Pufferschicht 23 ergibt, d. h. diese Schicht möglichst gleichmäßig mit dem flüssigen Basisschichtmaterial getränkt ist.
An der Dämpf- und Pufferschicht 23 abgewandten Seite des Transferschichtenträgers 24 bzw. der diesen Träger bildenden ringsegmentförmigen Wand ist das Transferelement 21 mit einer Versorgungs- oder Pufferkammer 25 versehen, und zwar zur Aufnahme eines Puffervolumens des flüssigen Basisschichtmaterials. Bezogen auf die Achse TR radial außen liegend ist der Innenraum der Versorgungs- oder Pufferkammer 25 durch den Transferschichtenträger 24 begrenzt, sodass das Basisschichtmaterial aus der Versorgungs- oder Pufferkammer 25 unter Druck durch den Transferschichtenträger 24 in die Dämpf- und Pufferschicht 23 gefördert werden kann. Weiterhin ist der Innenraum der Versorgungs- oder Pufferkammer 25 über eine Leitung 26 mit einer Quelle zum Zuführen des Basisschichtmaterials unter Druck sowie mit einer Leitung 27 zum Rückführen von überschüssigem Basisschichtmaterial an diese Quelle verbunden, von der in der 5 lediglich eine Druck- oder Förderpumpe 28 gezeigt ist.
In der Versorgungs- oder Pufferkammer 25 ist weiterhin eine elektrische Heizung 29 vorgesehen, mit der das dortige Basisschichtmaterial temperaturgeregelt auf einer für die Beschichtung optimalen Temperatur gehalten wird, so dass sich gleichbleibende Bedingungen oder Parameter ergeben. Die Heizung 29 kann bei entsprechender Dimensionierung auch dazu verwendet werden, um das Transferelement 21 am Ende einer Produktionsphase durch Hitzeeinwirkung bzw. pyrolytisch zu reinigen. Die elektrischen Anschlüsse der Heizung 29 und ebenso die Leitungen 26 und 27 sind über wenigstens einen Drehverteiler 30 geführt, sodass die Quelle für das Basisschichtmaterial sowie Einrichtungen zur. Ansteuerung und/oder Regelung der Heizung 29 für sämtliche Behandlungspositionen 10 des Moduls 7.2 gemeinsam in der zugehörigen Grundeinheit 8 untergebracht werden können.
Das Aufbringen der Basisschicht erfolgt an der Beschichtungseinrichtung 12a durch Aufwalzen, d. h. dadurch, dass sich der an einem Behälterträger 31 hängend gehaltene und mit diesen Behälterträger um die vertikale Behälterachse gedrehte Behälter 1 an der jeweiligen, in Richtung des Pfeils B umlaufenden Transferschicht 22 schlupffrei oder im Wesentlichen schlupffrei abwälzt, und zwar durch leichtes Überstreichen der Außenfläche der Behälterwand 3 mit der Transferschicht 22 und ohne oder im Wesentlichen ohne Krafteinwirkung der Transferschicht 22 auf den Behälter 1. Auch die Beschichtungseinrichtung 12a weist wiederum eine, allerdings nicht dargestellte Station zum Trocknen oder Aushärten der aufgebrachten Basisschicht 5 auf.
Die 6 zeigt als weitere Ausführungsform eine Beschichtungseinrichtung 12b, die zum Aufbringen der Basisschicht 5 jeweils an den Behandlungspositionen 10 des Moduls 7.1 vorgesehen ist und in wesentlichen Elementen mit der Beschichtungseinrichtung 12a übereinstimmt, sodass in den 6 und 7 für solche Elemente, die konstruktiv und/oder funktional den Elementen der 5 entsprechen, die selben Bezugsziffern wie in der 5 verwendet sind. Die Beschichtungseinrichtung 12b unterscheidet sich von der Beschichtungseinrichtung 12a aber u. a. dadurch, dass an dem jeweiligen, dem Transferelement 21 der untere Rand der Dämpf- und Pufferschicht 23 und der den Transferschichtenträger 24 bildenden ringsegmentförmigen Wand gegen ein Ringsegment 32 anliegen, welches aus einem porösen Material, beispielsweise aus Metall oder Keramik mit einer Vielzahl von Mikroporen oder Mikroöffnungen besteht. Das Ringsegment 32 bildet den Einlass einer Sammelkammer 33 und mit dieser eine Drainageeinheit zum Sammeln und Rückführen von Basisschichtmaterial aus der Dämpf- und Pufferschicht 23 und aus dem Transferschichtenträger 24 während des Betriebes der Anlage 2, aber auch nach dem Abschalten dieser Anlage. Die Sammelkammer 33 ist hierfür über eine Leitung 34 und eine Förderpumpe 35 mit einer Kammer 36 verbunden, an die auch die Pumpe 28 angeschlossen ist und die beispielsweise die in der Grundeinheit 8 untergebrachte Quelle für das Basisschichtmaterial oder aber ein am Rotor 5 vorgesehener Zwischenspeicher für dieses Material ist. Die Leitung 34 ist ebenfalls über wenigstens einen Drehverteiler geführt.
Die Beschichtungseinrichtung 12b ist weiterhin mit einem Sensor 37, beispielsweise Laser-Sensor zur Distanz- oder Belegungsmessung ausgebildet, d. h. der Sensor 37 liefert z. B. ein von dem Abstand zwischen der Behälteraußenfläche und der Transferschicht 22 und/oder ein von der elastischen Verformung der Dämpf- und Pufferschicht 23 durch den Behälter 1 abhängiges Signal, mit dem z. B. die Zustellung der Beschichtungseinrichtung 12a in Bezug auf den jeweiligen Behälter 1 zur Erzielung des kraftlosen oder im Wesentlichen kraftlosen Aufbringens des Beschichtungsmaterial gesteuert und/oder das ordnungsgemäße Aufbringen der Basisschicht 5 überwacht wird.
Die 7 zeigt in Teildarstellung das Transferelement 21 einer Beschichtungseinrichtung 12c, die sich von der Beschichtungseinrichtung 12b im Wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass das den Einlass in die Sammelkammer 33 bildende Ringsegment 32 lediglich unterhalb der Dämpf- und Pufferschicht 23 vorgesehen ist, über das Ringsegment 32 und die Sammelkammer 33 bei dieser Ausführungsform also lediglich überschüssiges oder nicht benötigtes Basisschichtmaterial aus der Dämpf- und Pufferschicht 23 abgeführt wird, d. h. das Ringsegment 32 und die Sammelkammer 33 eine Drainage für die Dämpf- und Pufferschicht 23 bilden. In der 7 ist mit 38 das von der Transferschicht 22 bereitgestellte Basisschichtmaterial schematisch angedeutet.
In einer nicht dargestellten Weiterentwicklung ist an oder für das Transferelement 21 eine Verschlusskappe oder -kapsel für Reinigungszyklen vorgesehen, mittels welcher ein geschlossener Ablaufraum oder -spalt vor der Transferschicht 21 geschaffen werden kann. Ein Reinigungs- oder Lösungsmittel kann nach dem Anbringen oder Verschließen der Transferschicht 21 über die Leitung 27 durch die Schichten 24 und 23 gespült werden und wird über den so gebildeten Ablaufraum oder -spalt und nachfolgend die Sammelkammer 33 mittels den Pumpen 28 und 35 im Kreis geführt bzw. abgeleitet. Diese Verschlusskappe oder -kapsel ist dabei idealerweise als automatisch verschenk- oder verfahrbares Element ausgebildet. Der Einsatz der Vakuumpumpe 35 ist nicht zwingend nötig, deren Einsatz vermindert aber den Verlust von Lösungs- oder Reinigungsmittel, da gezielt in der Ableitung ein Unterdruck eingestellt werden kann, wodurch sich weiterhin der Konstruktive Aufwand für die Abdichtung der Verschlusskappe oder -kapsel verringert.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Abwandlungen und Änderungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So wurde vorstehend davon ausgegangen, dass die Transferschichten 15 und 24 jeweils an Transferelementen 14 bzw. 21 in Form von Segmenten ausgebildet sind. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, dass die jeweilige Beschichtungseinrichtung 12, 12a, 12b und 12c eine durchgehende, ringförmige, beispielsweise die Achse TR des jeweiligen Trägers 13 bzw. 20 umschließende Transferschicht aufweist, und zwar insbesondere dann, wenn der Auftrag des Basisschichtmaterials derart erfolgt, dass die Basisschicht den jeweiligen Behälter an einem Behälteraußenbereich vollständig umschließt.
Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, die Basisschicht 5 mehrschichtig mit mehreren Einzelschichten auszubilden, wobei dann bei der Vorrichtung 2 jede Einzelschicht an unterschiedlichen Modulen erzeugt wird. Wie vorstehend genannt, kann analog eine Versiegelung oder eine Coating angebracht werden, so dass der Begriff der „Basisschicht” hier nicht einschränkend zu verstehen ist, sondern allgemein als „Beschichtung” verstanden werden muss.
Bezugszeichenliste

1: Behälter
2: Vorrichtung oder Anlage
2.1: Behältereinlauf
2.2: Behälterauslauf
3: Behälterwand
4: Behälterausstattung
5: Basisschicht, Beschichtung
6: Aufdruck
7.1–7.8: Modul
8: Grundeinheit
9: Rotor
10: Behandlungsposition
11: Behältertransportstrecke durch die Anlage 2
12, 12a, 12b, 12c: Beschichtungseinrichtung zum Aufbringen des Basisschichtmaterials
13: Träger
14: Transferelement
15: Transferschicht
16: Station
17: Trommel
18: Übergabeposition
19: Station zum Aushärten und/oder Vernetzen der Basisschicht
20: Träger
21: Transferelement
22: Transferschicht
23: Pufferschicht
24: Transferschichtenträger
25: Versorgungs- oder Pufferkammer
26, 27: Leitung
28: Pumpe
29: elektrische Heizung
30: Drehverteiler
31: Behälterträger
32: Ringsegment
33: Sammelkammer
34: Leitung
35: Pumpe
36: Kammer
37: Sensor
38: Basisschichtmaterial
A: Behältertransportrichtung
B: Drehrichtung des Trägers 13 bzw. 20
C: Drehrichtung des Behälters
TA: Drehachse des Trägers 13 bzw. 20
PA: Schwenkachse der Transferelemente 14
MA: Maschinen- oder Rotorachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2010/048119 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung zum Aufbringen von Ausstattungen (4) auf Behälter durch Bedrucken, insbesondere digitale Bedrucken zum Beispiel mittels Tintenstrahldruckverfahren, mit einem Behältertransportsystem (7.1–7.8), mit wenigstens einer Behandlungsposition (10) an dem Behältertransportsystem (7.1–7.8), an der die Behälter (1) mit jeweils wenigstens einer Beschichtung (5), nämlich eine Basisschicht und/oder einer Deckschicht versehen werden, auf der das Bedrucken der Behälter (1) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Behandlungsposition (10) eine Beschichtungseinrichtung (12, 12a, 12b, 12c) mit mindestens einem Transferelement (14, 21) aufweist, zum Aufbringen des die Basisschicht bildenden Basisschichtmaterials durch Aufwälzen oder Abrollen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungseinrichtung (12, 12a, 12b) wenigstens ein umlaufendes und eine Transferschicht (15, 22) aufweisendes Transferelement (14, 21) umfasst, auf dessen äußeren Oberfläche sich der jeweilige Behälter (1) zum Aufbringen der Beschichtung (5) oder des diese Beschichtung bildenden Basisschichtmaterials abwälzt, vorzugsweise schlupffrei oder im Wesentlichen schlupffrei abwälzt, das Transferelement (14, 21) sich auf dem jeweiligen Behälter (1) abwälzt oder sowohl Transferelement (14, 21) der jeweilige Behälter (1) sich aneinander abwälzen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (1) und/oder das Transferelement (14, 21) derart angeordnet und antreibbar sind, dass keine Berührung zwischen Transferelement (14, 21) und Behälter (1) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der lotrechte Oberflächenabstand im Bereich größer Annäherung zwischen Behälter (1) und Transferelement (14, 21) einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transferelement (14, 21) eine Transferschicht (15, 22) aufweist, welche für das fließfähige Beschichtungsmaterial durchlässig ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferschicht (15, 22) von einer elastischen und/oder weichen und/oder saugfähigen und/oder schwammartigen Dämpf- und Pufferschicht (23) gebildet ist oder eine solche umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Transferschicht (15, 22) bildende Transferelement (14, 21) mit wenigstens einem weiteren gleichartigen Transferelement (14, 21) an einem um eine Trägerachse (TR) umlaufend antreibbaren Träger (13, 20) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungseinrichtung (12) eine Station (16) aufweist, an der das umlaufende Transferelement (14) zum Aufbringen des Basisschichtmaterials auf die Transferschicht (15) vorbei bewegt wird, bevor das Transferelement (15) bei seinem weiteren Umlauf eine Übergabeposition (18) erreicht, an der sich der Behälter (1) an der Transferschicht (15) abwälzt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transferelement (21) im Bereich seiner Transferschicht (22) mit einer als Träger- und Verteilerschicht wirkenden porösen, eine Vielzahl von Öffnungen, beispielsweise Mikroöffnungen oder Mikroporen aufweisenden Wand (24) ausgebildet ist, über die das Basisschichtmaterial unter Druck gleichmäßig verteilt an die Transferschicht (22) gefördert wird, und zwar vorzugsweise in einer Achsrichtung radial zur Umlauf- oder Drehachse (TR) des wenigstens einen Transferelementes (14, 21) oder dessen Trägers (13, 20),
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Wand (24) den Innenraum einer Versorgungs- oder Pufferkammer (25) von der Transferschicht (22) oder der diese Fläche bildenden Dämpf- und Pufferschicht (23) trennt, und dass der Innenraum der Versorgungs- oder Pufferkammer (25) über wenigstens eine Leitung (26) mit einer Quelle verbunden ist, über die das Basisschichtmaterial der Versorgungs- oder Pufferkammer (25) unter Druck zugeführt wird, wobei die Versorgungs- oder Pufferkammer (25) vorzugsweise mit wenigstens einer weiteren Leitung (27) zum Rückführen vom Basisschichtmaterial aus der Kammer an die Quelle verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Drainageeinrichtung (32, 33) zum Auffangen von überschüssigem Basisschichtmaterial aus dem Übergabebereich (18) zwischen Behälter (1) und Transferelement (21) und/oder aus der die Transferschicht (22) bildenden Dämpf- und Pufferschicht (23) und/oder aus der als Träger- und Verteilerschicht wirkenden porösen Wand (24).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung (29), vorzugsweise eine elektrische Heizeinrichtung (29) zum Beheizen bzw. Temperieren des Basisschichtmaterials, wobei diese Heizeinrichtung (29) beispielsweise für ein Temperieren des Basisschichtmaterials in der Versorgungs- oder Pufferkammer (25) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Sensor (37) an der Übergabe- oder Auftragsposition (18) zur Messung der Distanz zwischen dem Behälter (1) und dem Transferelement (14, 21) oder dessen Transferschicht (15, 22) und/oder zur Messung und/oder Überwachung des die Basisschicht bildenden Auftrags auf dem jeweiligen Behälter 1.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Rotor (9) mehrere Behandlungspositionen (10) vorgesehen sind, und dass jede Behandlungsposition (10) eine Beschichtungseinrichtung (12, 12a, 12b) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (9) mit einer Vielzahl weiterer Motoren (9) die Behälterbehandlungs- oder Transportstrecke (11) bildet, und dass die Behandlungspositionen (10) für das Aufbringen der Beschichtung (5) an wenigstens einem Rotor (9) und die Behandlungspositionen (10) für das Bedrucken und für ein Trocknen und/oder Vernetzen von Druckfarbe an wenigstens einem weiteren in Behältertransportrichtung (A) folgenden Rotor (9), vorzugsweise an mehreren weiteren in Behältertransportrichtung (A) folgenden Rotoren (9) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an oder für das Transferelement (14, 21) eine ein- oder mehrteilige, schwenk oder verfahrbare Verschlusskappe oder -kapsel vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskappe oder -kapsel in der Einsatzposition unter anderem gemeinsam mit der Transferschicht (14, 21) einen Ablaufraum oder -spalt bildet, welcher mit einem Reinigungs- und/oder Lösungsmittel, insbesondere im Kreislauf, durchströmbar ist.