DE102018120024A1

DE102018120024A1 - Aktivierungsvorrichtung mit einem Vernebler

Info

Publication number: DE102018120024A1
Application number: DE102018120024.2A
Authority: DE
Inventors: Fabian Philipp Dörre
Original assignee: Herma GmbH
Current assignee: Herma GmbH
Priority date: 2018-08-16
Filing date: 2018-08-16
Publication date: 2020-02-20

Abstract

Eine Aktivierungsvorrichtung (20) zur Aktivierung eines aktivierbaren Linerlessetiketts (80) an einer Aktivierungsstation (10) hat mindestens einen Vernebler (30), welcher Vernebler (30) eine Membran (32) und eine Schwingungserzeugungsvorrichtung (36) aufweist, welche Membran (32) Durchgangsaussparungen (34) aufweist, welche Schwingungserzeugungsvorrichtung (36) dazu ausgebildet ist, die Membran (32) in Schwingung zu versetzen, um bei einer Schwingung der Membran (32) einen Austritt von Fluidtröpfchen (54) eines Fluids (52) aus den Durchgangsaussparungen (34) zu ermöglichen, und welche Aktivierungsvorrichtung (20) derart positionierbar ist, dass die austretenden Fluidtröpfchen (54) an einer Aktivierungsstelle (91) in Kontakt mit dem aktivierbaren Linerlessetikett (80) gelangen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aktivierungsvorrichtung mit einem Vernebler.
Linerlessetiketten haben kein Trägerband, und da die Linerlessetiketten vor dem Etikettiervorgang nicht aneinander kleben sollen, haben sie ein aktivierbares Haftklebermaterial, welches erst durch das Aufbringen eines Aktivierungsfluids aktiviert wird. Dies ist ähnlich wie bei einer Briefmarke, die über ein feuchtes Schwammkissen aktivierbar ist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Aktivierungsvorrichtung für ein Linerlessetikett bereit zu stellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und des Anspruchs 26.
Eine Aktivierungsvorrichtung zur Aktivierung eines aktivierbaren Linerlessetiketts an einer Aktivierungsstation hat mindestens einen Vernebler, welcher Vernebler eine Membran und eine Schwingungserzeugungsvorrichtung aufweist, welche Membran Durchgangsaussparungen aufweist, welche Schwingungserzeugungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Membran in Schwingung zu versetzen, um bei einer Schwingung der Membran einen Austritt von Fluidtröpfchen eines Fluids aus den Durchgangsaussparungen zu ermöglichen, und welche Aktivierungsvorrichtung derart positionierbar ist, dass die austretenden Fluidtröpfchen an einer Aktivierungsstelle in Kontakt mit dem aktivierbaren Linerlessetikett gelangen.
Die Verwendung eines solchen Verneblers in einer Aktivierungsvorrichtung hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, da sehr kleine Durchmesser der austretenden Fluidtröpfchen möglich sind, und Versuche haben ergeben, dass mit solchen Fluidtröpfchen eine gute Aktivierung des Linerlessetiketts möglich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Fluid ein flüssiges Fluid.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die Membran eine runde Außenkontur.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Aktivierungsvorrichtung mindestens zwei Vernebler auf. Mit mehreren Verneblern lässt sich eine gute und gleichmäßige Verteilung der Fluidtröpfchen erzielen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei der Vernebler nicht parallel zueinander angeordnet, um eine Bündelung der Fluidtröpfchen zu bewirken. Die Bündelung bewirkt eine höhere Dichte der Fluidtröpfchen im Bündelungsbereich und erlaubt hierdurch eine schnellere Befeuchtung der Linerlessetiketten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Aktivierungsvorrichtung eine Bewegungsvorrichtung auf, über welche Bewegungsvorrichtung der mindestens eine Vernebler bewegbar ist, um die Bewegung der Fluidtröpfchen zu beeinflussen. Die Bewegungsvorrichtung ermöglicht eine genauere Kontrolle der Fluidtröpfchen, und diese können gezielt auf bestimmt Bereiche gerichtet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine Vernebler dazu ausgebildet, Fluidtröpfchen mit einer Größe zu erzeugen, welche im Bereich 5 µm bis 25 µm liegt, bevorzugt im Bereich 7 µm bis 20 µm. Diese Größen haben in Versuchen zu einer guten Befeuchtung geführt, und eine unerwünschte Fluidansammlung aufgrund der Oberflächenspannung war in Abhängigkeit von der Menge verringert oder nicht vorhanden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist durch die Schwingungserzeugungsvorrichtung eine Schwingung erzeugbar, welche im Bereich 50 kHz bis 750 kHz liegt. Dieser Bereich ist zum einen für den Menschen nicht hörbar, und zum anderen lassen sich in diesem Bereich Resonanzfrequenzen der Membran gut ausnutzen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Aktivierungsvorrichtung mindestens eine Düse mit einem Anschluss auf, über welchen Anschluss ein gasförmiges Fluid zuführbar ist, um bei Zuführung eines gasförmigen Fluids einen gerichteten Strahl zum Transport der Fluidtröpfchen mit dem gasförmigen Fluid zur Aktivierungsstelle hin zu ermöglichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das gasförmige Fluid Luft.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Aktivierungsvorrichtung eine Steuervorrichtung zur Ansteuerung des mindestens einen Verneblers auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, den mindestens einen Vernebler in einem ersten Betriebszustand abwechselnd zu aktivieren und zu deaktivieren, um die Durchflussrate zu beeinflussen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, in einem zweiten Betriebszustand den mindestens einen Vernebler ständig zu aktivieren. Hierdurch kann die volle Durchflussrate erzielt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, in einem dritten Betriebszustand den mindestens einen Vernebler ständig zu deaktivieren. Der Vernebler kann somit im dritten Betriebszustand deaktiviert werden, wenn beispielsweise kein Linerlessetikett an der Aktivierungsstation ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, das Verhältnis der Zeitdauer T_on der Aktivierung zur Zeitdauer T_off der Deaktivierung variabel zu beeinflussen. Hierdurch ist die Durchflussrate beeinflussbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Aktivierungsvorrichtung mindestens zwei Vernebler auf, und die Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, eine Aktivierung und Deaktivierung der Vernebler unabhängig voneinander zu ermöglichen. Durch die unabhängige Ansteuerung kann beispielsweise ein für ein vorgegebenes Etikettenformat nicht benötigter Vernebler deaktiviert bleiben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuervorrichtung eine Eingabeschnittstelle auf, über welche Eingabeschnittstelle ein erster Wert für die Größe des zu aktivierenden Linerlessetiketts zuführbar ist, und welche Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom ersten Wert eine Deaktivierung mindestens eines der Vernebler zu ermöglichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuervorrichtung eine Eingabeschnittstelle auf, über welche Eingabeschnittstelle ein zweiter Wert zuführbar ist, und welche Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom zweiten Wert die Membran in Schwingung zu versetzen. Durch den zweiten Wert ist ein Einschalten der Membran möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuervorrichtung eine Eingabeschnittstelle auf, über welche Eingabeschnittstelle ein dritter Wert zuführbar ist, und welche Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom dritten Wert die Durchflussrate des Verneblers zu steuern. Der dritte Wert kann beispielsweise durch ein Rechtecksignal vorgegeben werden. Wenn hierbei der dritte Wert hoch ist, wird die Membran aktiviert, und wenn es niedrig ist, wird sie deaktiviert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Aktivierungsvorrichtung mindestens drei Vernebler auf, welche auf einer Geraden angeordnet sind. Durch diese Anordnung lässt sich eine Fluidtröpfchenerzeugung mit guter Verteilung über die Gerade erzielen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Aktivierungsvorrichtung mindestens vier Vernebler auf, welche auf einem Rechteck angeordnet sind. Im Bereich des Rechtecks ergibt sich eine hohe Dichte der Fluidtröpfchen, und die Benetzung des Linerlessetiketts kann schnell erfolgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Aktivierungsvorrichtung mindestens zwei Vernebler auf, welche auf einer ersten Geraden angeordnet sind, und mindestens zwei Vernebler, welche auf einer zweiten Geraden angeordnet sind, welche parallel zur ersten Geraden ist, wobei die Vernebler der zweiten Geraden gegenüber den Verneblern der ersten Geraden zumindest teilweise versetzt angeordnet sind. Die Vernebler sind also zumindest teilweise nicht in einem Rechteckraster angeordnet, sondern versetzt zueinander. Hierdurch können die Vernebler der beiden Geraden enger aneinander angenähert werden und die Fluidtröpfchendichte erhöht werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die Aktivierungsvorrichtung ein Gehäuse, und die Vernebler sind mit einer Abdichtung gegenüber dem Gehäuse abgedichtet, um ein Austreten des Fluids im Bereich zwischen dem Vernebler und dem Gehäuse zu verringern oder vollständig zu verhindern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird mindestens einem Vernebler als Fluid Wasser zugeführt, insbesondere demineralisiertes Wasser, vollentsalztes Wasser oder destilliertes Wasser. Es sind also keine weiteren Zusatzstoffe wie Tenside zugesetzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird mindestens einem Vernebler ein Fluid zugeführt, welches mindestens einen Stoff aufweist aus der ersten Gruppe bestehend aus:

- Luminophoren,
- Farbstoffe, und
- Magnetpartikel.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schwingungserzeugungsvorrichtung ein piezoelektrisches Material zur Erzeugung der Schwingung der Membran auf. Ein solches piezoelektrisches Material ist durch eine Wechselspannung oder durch einen Wechselstrom in Schwingung versetzbar und kann hierdurch eine Schwingung der Membran bewirken.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat eine Aktivierungsstation eine solche Aktivierungsvorrichtung und eine Transportvorrichtung, welche Transportvorrichtung dazu ausgebildet ist, ein Linerlessetikett an die Aktivierungsstelle zu transportieren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Transportvorrichtung dazu ausgebildet, das Lineriessetikett von der Aktivierungsstelle zu einem zu etikettierenden Produkt zu transportieren. Die Aktivierung kann hierdurch räumlich getrennt vom eigentlichen Etikettiervorgang erfolgen, und auf dem Weg zum Etikettiervorgang kann das Fluid für die Aktivierung wirken.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Membran eine erste Seite und eine der ersten Seite entgegengesetzte zweite Seite auf, und die Durchgangsaussparungen erstrecken sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist dem mindestens einen Vernebler eine Fluidführung zugeordnet, welche Fluidführung dazu eingerichtet ist, die Zuführung eines Fluids auf der ersten Seite der Membran zu ermöglichen. Die Fluidführung kann beispielweise ein Leitung oder ein Tank sein. Durch die Fluidführung ist eine automatische Nachführung des Fluids möglich.
Die Erfindung wird ebenfalls gelöst durch eine Verwendung eines Verneblers zur Aktivierung eines aktivierbaren Linerlessetiketts, welcher Vernebler eine Membran und eine Schwingungserzeugungsvorrichtung aufweist, welche Membran eine erste Seite, eine der ersten Seite entgegengesetzte zweite Seite und Durchgangsaussparungen zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite aufweist, welche Schwingungserzeugungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Membran in Schwingung zu versetzen, welcher Vernebler dazu ausgebildet ist, bei einer Schwingung der Membran ein Fluid von der ersten Seite der Membran zur zweiten Seite der Membran zu fördern und dort als Fluidtröpfchen des Fluids in Kontakt mit dem aktivierbaren Lineriessetikett zu bringen. Derartige Vernebler lassen sich somit besonders vorteilhaft zur Aktivierung des Linerlessetiketts verwenden.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:

1 in einer Draufsicht einen Vernebler,
2 in einem Schnitt entlang der Schnittlinie II-II von 1 den Vernebler,
3 in einem Schnitt eine Durchgangsaussparung des Verneblers von 1 in einem ersten Zustand,
4 in einem Schnitt eine Durchgangsaussparung des Verneblers von 1 in einem zweiten Zustand,
5 in einem Schnitt eine Durchgangsaussparung des Verneblers von 1 in einem dritten Zustand,
6 in einem Schnitt eine Durchgangsaussparung des Verneblers von 1 in einem vierten Zustand,
7 in einer Vorderansicht eine Aktivierungsvorrichtung mit Verneblern gemäß 1,
8 in einem Schnitt entlang der Schnittlinie VIII-VIII von 7 die Aktivierungsvorrichtung,
9 in einer Draufsicht ein Linerlessetikett mit einer Fluidansammlung,
10 in einer Draufsicht ein Linerlessetikett mit darauf angeordneten Fluidtröpfchen,
11 in einer Draufsicht eine erste Anordnung mehrerer Vernebler,
12 in einer Draufsicht eine zweite Anordnung mehrerer Vernebler,
13 in einer Draufsicht eine dritte Anordnung mehrerer Vernebler,
14 in einer Draufsicht eine weitere Ausführungsform eines Verneblers,
15 ein Diagramm mit einem beispielhaften Zusammenhang zwischen einem Eingangssignal und einer Durchflussrate,
16 ein getaktetes Ansteuersignal für den Vernebler, und
17 in schematischer Darstellung eine Etikettiervorrichtung mit einer Aktivierungsstation.

Relative Bezeichnungen wie links, rechts, oben, unten, Uhrzeigersinn beziehen sich auf die Lage der Vorrichtung in der jeweiligen Darstellung. Alternativ kann eine Definition relativ zur Vorrichtung erfolgen.
1 zeigt einen Vernebler 30 in einer Draufsicht, und 2 zeigt den Vernebler 30 in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie II-II von 1. Der Vernebler 30 hat eine Membran 32 und eine Schwingungserzeugungsvorrichtung 36. Die Membran 32 hat eine erste Seite 41, eine der ersten Seite 41 entgegengesetzte zweite Seite 42 und Durchgangsaussparungen 34 zwischen der ersten Seite 41 und der zweiten Seite 42.
Die Schwingungserzeugungsvorrichtung 36 ist dazu ausgebildet, die Membran 32 in Schwingung zu versetzen. Wenn bspw. auf der ersten Seite 41 ein Fluid vorgesehen ist und die Membran 32 in Schwingung versetzt ist, treten auf der zweiten Seite 42 der Membran 32 Fluidtröpfchen aus.
Die Schwingungserzeugungsvorrichtung 36 weist bevorzugt ein piezoelektrisches Material 37 auf, welches auf beiden Seiten der Membran 32 bereichsweise vorgesehen ist. Ein gut geeignetes piezoelektrisches Material ist PZT (Blei-Zirkonat-Titanat), da es starke piezoelektrische Eigenschaften hat. Geeignet ist auch Barium-Titanat. Das piezoelektrische Material 37 ist über einen ersten elektrischen Leiter 43 und über einen zweiten elektrischen Leiter 44 mit einer Steuervorrichtung 38 verbindbar. Die Steuervorrichtung 38 hat bevorzugt eine Eingabeschnittstelle 40. Über die Leitungen 43, 44 ist der Schwingungserzeugungsvorrichtung 36 ein Wechselstromsignal oder ein Wechselspannungssignal zuführbar, und die Membran 32 kann hierdurch in Schwingungen versetzt werden. Das Wechselspannungssignal hat bevorzugt eine periodische Spannungsänderung. Für die Erzeugung der Fluidtröpfchen wird die Membran 32 bevorzugt in einer Resonanzfrequenz oder in der Nähe einer Resonanzfrequenz betrieben, da hierdurch eine besonders starke Auslenkung der Membran 32 und damit eine gute Erzeugung von Fluidtröpfchen ermöglicht wird. Die Resonanzfrequenz liegt in Abhängigkeit vom Material und von der Form und Größe der Membran im Bereich 50 kHz bis 750 kHz. Der gezeigte Vernebler hat eine Resonanzfrequenz im Bereich 190 kHz ± 5 kHz. Hersteller ist die Fa. STEINER & MARTINS, INC., U.S.A., und der Typ heißt „Metal Mesh Piezo Atomizer 190 KHz“. Ein anderer getesteter Vernebler hat eine Resonanzfrequenz von 115 kHz.
Der Durchmesser des Verneblers 30 beträgt beispielsweise 10 mm, der Durchmesser eines anderen getesteten Verneblers 30 beträgt 20 mm.
3 bis 6 zeigen beispielhaft die Erzeugung eines Fluidtröpfchens durch den Vernebler 30.
3 zeigt einen Schnitt durch die Membran 32 im Bereich einer Durchgangsaussparung 34. Auf der ersten Seite 41 der Membran 32 ist ein Fluid 52, insbesondere Wasser, vorgesehen. Die Membran 32 befindet sich in Schwingung und bewegt sich nach oben, wie dies durch Pfeile 111 angedeutet ist.
In 4 wird die Membran 32 weiterhin nach oben bewegt, und aufgrund des steigenden Drucks tritt Fluid 52 durch die Durchgangsaussparung 34 hindurch nach unten.
5 zeigt eine restliche Bewegung der Membran 32 nach oben, und es hat sich bereits auf der Unterseite der Durchgangsaussparung 34 ein halbes Fluidtröpfchen 54 gebildet.
In 6 bewegt sich die Membran 32 wieder nach unten, und das Fluidtröpfchen 54 hat sich vom Fluid 52 auf der ersten Seite 41 der Membran 32 gelöst.
Über den gezeigten Mechanismus lassen sich Fluidtröpfchen 54 mit sehr geringem Durchmesser erzeugen, bspw. mit einem Durchmesser von 8 µm oder 12 µm. Der Durchmesser ist unter anderem abhängig von dem Durchmesser der Durchgangsaussparung 34 und deren Form. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Durchmesser der einzelnen Fluidtröpfchen 54 nur sehr gering variiert. Im Gegensatz hierzu ist bspw. bei einer Zweistoffdüse der Durchmesser der unterschiedlichen Tröpfchen stark variierend.
7 zeigt eine Aktivierungsvorrichtung 20 in einer Vorderansicht, und 8 zeigt die Aktivierungsvorrichtung 20 von 7 in einem Schnitt entlang der Schnittlinie VIII-VIII von 7.
Die Aktivierungsvorrichtung 20 dient zur Aktivierung eines aktivierbaren Linerlessetiketts 80 an einer Aktivierungsstation 10. Das Linerlessetikett 80 wird über eine Transportvorrichtung 90 zu einer Aktivierungsstelle 91 der Aktivierungsstation 10 transportiert, wobei die zu aktivierende Seite des Linerlessetiketts 80 nach außen zeigt. Die Aktivierungsvorrichtung 20 hat im Ausführungsbeispiel vier Vernebler 30 zur Erzeugung von Fluidtröpfchen 54. Auf der ersten Seite 41 der Vernebler 30 ist jeweils eine Fluidführung 50 zum Zuführen des Fluids 52 vorgesehen, bspw. ein Kanal oder ein Tank.
Die Aktivierungsvorrichtung 20 hat ein Gehäuse 21, und die Vernebler 30 sind bevorzugt jeweils über eine Abdichtung 56 gegenüber dem Gehäuse 21 abgedichtet, um einen ungewollten Austritt des Fluids 52 seitlich der Vernebler 30 zu verhindern oder zumindest zu verringern.
Bevorzugt sind die Vernebler 30 zumindest teilweise nicht parallel zueinander angeordnet, um eine Bündelung der Fluidtröpfchen 54 zu bewirken. Im Ausführungsbeispiel sind der obere Vernebler 30 und der untere Vernebler 30 beide in Richtung der Aktivierungsstelle 91 ausgerichtet, so dass die Fluidtröpfchen 54 in diesem Bereich gebündelt werden. Durch das Vorsehen mehrerer Vernebler 30 kann zum einen die Fluidtröpfchenrate erhöht werden, und das Linerlessetikett 80 kann schneller aktiviert werden. Zum anderen ist eine vergleichsweise gleichmäßige Verteilung der Fluidtröpfchen 54 möglich.
Die Größe der Fluidtröpfchen 54 liegt bevorzugt im Bereich 5 µm bis 25 µm, weiter bevorzugt im Bereich 7 µm bis 20 µm. Mit diesem Durchmesser der Fluidtröpfchen 54 lässt sich eine gute Verteilung des Fluids auf der Oberfläche des Linerlessetiketts 80 erzielen.
Bevorzugt weist die Aktivierungsvorrichtung 20 eine Bewegungsvorrichtung 22 auf, über welche der mindestens eine Vernebler 30 bewegbar ist. Hierdurch kann die Bewegung der Fluidtröpfchen 54 beeinflusst werden, und diese können genau zum Linerlessetikett 80 hin positioniert werden. Bevorzugt hat die Aktivierungsvorrichtung 20 mindestens eine Düse 62 mit einem Anschluss 60, über welchen Anschluss 60 ein gasförmiges Fluid 64 zuführbar ist. Bei Zuführung eines gasförmigen Fluids 64 wird durch die Düse 62 ein gerichteter Strahl 66 des gasförmigen Fluids 64 gebildet, und hierdurch werden die Fluidtröpfchen 54 mit dem gasförmigen Fluid 64 zur Aktivierungsstelle 91 hin transportiert.
Dem Fluid 52 können weitere Zusatzstoffe wie Luminophoren (Stoffe, die Licht emittieren, nachdem sie angeregt wurden), Farbstoffe oder Magnetpartikel zugemischt werden. Hierdurch sind beispielsweise fälschungssichere Etikettenverklebungen möglich, bei denen die aktivierten Bereich entsprechende Zusatzstoffe aufweisen.
9 zeigt in schematischer Darstellung die zu aktivierende Seite des Linerlessetiketts 80. Schematisch ist die Wasserverteilung nach einem Wasserauftrag durch eine Bürste oder ein Schwammgummi gezeigt, welche das Linerlessetikett 80 vollflächig mit Wasser benetzt. Durch die Oberflächenspannung des Wassers zieht sich das Wasser in Regionen zusammen, und es entstehen Fluidansammlungen 53. Andere Bereiche wiederum sind nach der Bildung der Fluidansammlungen 53 überhaupt nicht mehr mit dem Fluid bedeckt, und sie werden daher nicht oder nur unzureichend aktiviert. Ein weiterer Nachteil der Verwendung einer Bürste oder eines Schwammgummis liegt darin, dass der zu aktivierende Kleber teilweise durch die Bürste bzw. durch das Schwammgummi entfernt wird und somit nicht für den Klebevorgang zur Verfügung steht.
Letzterer Effekt kann dadurch vermindert werden, dass das Fluid 52 durch eine Zweistoffdüse auf das Linerlessetikett 80 aufgebracht wird. Bei einer Zweistoffdüse wird bspw. Wasser über einen Luftstrahl zerstäubt, und die hierdurch entstehenden Wassertropfen gelangen auf das Linerlessetikett 80. Auch bei dieser Methode bilden sich Fluidansammlungen 53, und die Aktivierung ist teilweise schlecht. Zudem ist im Bereich der Fluidansammlungen 53 zu viel Wasser vorhanden, und dies führt auch zu einer schlechteren Verklebung.
10 zeigt in schematischer Darstellung die Fluidtröpfchen 54 nach dem Auftreffen auf das zu aktivierende Linerlessetikett 80. Da die Fluidtröpfchen 54 sehr klein sind, wird die Gefahr einer Bildung einer Fluidansammlung 53 stark vermindert. Aufgrund der geringen Größe der Fluidtröpfchen 54 können sich die Fluidtröpfchen 54 gegenseitig berühren, ohne dass es zu einer größeren Fluidansammlung kommt. Mit den kleinen Fluidtröpfchen 54 lässt sich auch genauer die Fluidmenge auf dem Linerlessetikett 80 steuern. Versuche haben ergeben, dass die Dosiergenauigkeit mit den Verneblern 30 hoch und gut reproduzierbar ist, und dass mit den Verneblern 30 die beste Benetzung der Etikettenoberflächen erzielt werden konnte. Eine 80 %-ige Haftkraft ist wenige Sekunden nach der Applizierung eingetreten.
Um bei einer Aktivierung entsprechend 9 mit einer Bürste, einem Schwamm oder einer Zweistoffdüse eine flächige Aktivierung zu erzielen, ist es möglich, dem Aktivierungsfluid einen Stoff zur Verringerung der Oberflächenspannung zuzugeben, insbesondere ein Tensid. Hierdurch kann die Verteilung des Fluids auf dem Linerlessetikett 80 deutlich verbessert werden. Die Steuerung der Fluidmenge ist jedoch weiterhin schwierig.
Bei der Verwendung des Verneblers 30 ist dagegen eine Verwendung solcher Tenside nicht erforderlich, und es kann Wasser ohne Zusätze verwendet werden. Als Wasser wird bevorzugt weiches Wasser mit wenig Kalk verwendet, um eine Verkalkung der Membran 32 zu verhindern. Gut geeignet ist bspw. destilliertes Wasser oder demineralisiertes Wasser. Die Verwendung von Tensiden ist allerdings grundsätzlich auch mit dem Vernebler 30 möglich.
11 zeigt eine mögliche Anordnung der Vernebler 30 in der Aktivierungsvorrichtung 20. Die Vernebler 30 sind auf einer Geraden 101 angeordnet und können hierdurch über die gegebene Breite eine Aktivierung eines Linerlessetiketts 80 durchführen. Bevorzugt sind mindestens drei Vernebler 30 auf der Geraden 101 angeordnet. Wenn das Linerlessetikett 80 schmaler ist, ist es möglich, auch nur einen Teil der Vernebler 30 zu aktivieren. Grundsätzlich ist es nicht kritisch, wenn ein Teil der Fluidtröpfchen 54 nicht auf dem Linerlessetikett 80 auftrifft. Entweder kann man die nicht zur Aktivierung genutzten Fluidtröpfchen 54 in der Umgebung zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit nutzen, oder es ist möglich, einen Abzug in der Nähe vorzusehen. Aus Gefahrensicht und aus arbeitschutzrechtlichen Gründen ist es positiv, dass die Aktivierungsvorrichtung 20 mit Wasser ohne weitere Zusätze betrieben werden kann.
12 zeigt eine weitere Anordnung mit acht Verneblern 30, welche in zwei Reihen mit jeweils vier Verneblern 30 angeordnet sind. Hierdurch sind bspw. die linken vier Vernebler 30 auf einem Rechteck 102 angeordnet, so wie auch die rechten vier Vernebler 30 oder bspw. die mittleren vier Vernebler 30. Durch eine solche Anordnung der Vernebler 30 kann eine gleichmäßige Fluidtröpfchendichte erreicht werden.
13 zeigt eine weitere Anordnung mit fünf Verneblern 30, von denen vier auf einer ersten Geraden 103 und drei auf einer zweiten Geraden 104 angeordnet sind, wobei die zweite Gerade 104 parallel zur ersten Geraden 103 versetzt ist. Die Vernebler 30 der zweiten Geraden 104 sind gegenüber den Verneblern 30 der ersten Geraden 103 versetzt angeordnet. Die benachbarten Vernebler liegen also zumindest teilweise nicht auf einer gemeinsamen Geraden, die senkrecht zu den Geraden 103, 104 ist. Durch die versetzte Anordnung können die Vernebler 30 näher aneinander angeordnet werden. Es ist auch möglich, nur einen Teil der Vernebler 30 versetzt zueinander anzuordnen.
Das Vorsehen einer Mehrzahl von Verneblern 30 ermöglicht zudem eine bewusst nicht gleichmäßige Aktivierung des Linerlessetiketts. So kann in parallelen Streifen auf dem Etikett aktiviert werden, um beispielsweise ein leichteres Abziehen des Etiketts in diese Richtung zu ermöglichen, oder Randbereiche können weniger stark mit dem Fluid versehen werden, um ein Abziehen des Linerlessetiketts in diesem Bereich zu ermöglichen.
14 zeigt eine alternative Ausführungsform des Verneblers 30, bei der die Membran 32 eine rechteckige Grundform hat. Hierdurch sind andere Schwingungsmoden und Resonanzfrequenzen möglich. Die Schwingungserzeugungsvorrichtung 36 ist an einer Seite der Membran 32 angebracht.
15 zeigt ein Diagramm mit einer Ansteuerung der Durchflussmenge bei Verneblern 30 der Fa. Telemaq, Frankreich, mit denen ebenfalls erfolgreiche Versuche durchgeführt wurden. Die Ausbildung der von Telemaq als Düsen bezeichneten Membran ist besonders und verstärkt die Schwingung. Die zugehörige Steuervorrichtung 38 (vgl. 2) dieser Firma kann über ein Rechtecksignal als Eingangssignal angesteuert werden, wobei die Frequenz des Rechtecksignals den Durchfluss beeinflusst. Ab einer Frequenz des Eingangssignals von 460 Hz erfolgt ein Durchfluss mit 25 %, und dieser steigt gemäß der dargestellten Kurve 121 an, bis das Maximum des Durchflusses von 100 % bei einer Frequenz von 1800 Hz erreicht ist. Es kann auch eine Steuervorrichtung 38 verwendet werden, bei der direkt die für die Schwingung erforderliche Frequenz ein- und ausschaltbar ist.
16 zeigt das Signal 122, das die Steuervorrichtung 38 (vgl. 2) bei einer Frequenz des Eingangssignals von 461 Hz an den Vernebler 30 ausgibt. Dieses Signal 122 muss zur Anregung der Schwingungserzeugungsvorrichtung im Resonanzfrequenzbereich (ungefähr 115 kHz) der Membran 32 liegen und eine periodische Spannungsänderung aufweisen. Bevorzugt ist das Signal 122 zumindest annäherungsweise sinusförmig. Es kann aber auch eine Dreieck-, Sägezahn- oder Rechteckspannung sein. Die Beeinflussung des Durchflusses erfolgt dadurch, dass das Signal 122 während des Erzeugens der Fluidtröpfchen 54 zur Aktivierung gepulst ausgegeben wird. Die Membran 32 wird also abwechselnd aktiviert und deaktiviert, um die Durchflussrate zu beeinflussen. Das Verhältnis der Zeitdauer T_on der Aktivierung und der Zeitdauer T_off der Deaktivierung bestimmt die Durchflussrate. Die maximale Durchflussrate für einen Vernebler 30 liegt beispielsweise bei drei Milliliter pro Minute (3 ml/min).
Die Steuervorrichtung 38 ist somit dazu eingerichtet, das Verhältnis der Zeitdauer T_on der Aktivierung und der Zeitdauer T_off der Deaktivierung variabel zu beeinflussen.
Bei der Verwendung mehrerer Vernebler 30 ist die Steuervorrichtung 38 bevorzugt dazu ausgebildet, eine Aktivierung und Deaktivierung der Vernebler 30 unabhängig voneinander zu ermöglichen. Hierdurch kann beispielsweise ein Vernebler 30 deaktiviert werden, wenn das Lineriessetikett so klein ist, dass der entsprechende Vernebler 30 nicht benötigt wird.
17 zeigt beispielhaft eine Etikettiervorrichtung 12 für Linerlessetiketten 80. Eine Etikettenrolle 82 mit aufgerollten Linerlessetiketten 80 ist an einer Vereinzelungsvorrichtung 94 angeordnet. An der Vereinzelungsvorrichtung 94 kann jeweils ein Linerlessetikett 80 vereinzelt werden und von einem Arm (Roboterarm) 93 der Transportvorrichtung 90, der sich in einer ersten Position 131 befindet, aufgenommen werden. Anschließend wird der Arm 93 mit dem Linerlessetikett in eine zweite Position 132 zur Aktivierungsstation 10 bewegt und dort durch die Aktivierungsvorrichtung 20 aktiviert. Der Arm 93 wird anschließend in eine dritte Position 133 bewegt, und das Linerlessetikett 80 dort auf ein zu etikettierendes Produkt 92 geklebt. Die Ausbildung der Transportvorrichtung 90 ist beispielhaft, und es ist beispielsweise alternativ ein Transport über eine bandförmige Vorrichtung mit Greifern möglich.
Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich.
Allgemein ist die Aktivierungsvorrichtung 20 für alle Etiketten nutzbar, die eine durch ein Fluid aktivierbare Haftkleberschicht aufweisen.
An Stelle der Membran kann eine Spendevorrichtung des Typs Thermal Inkjet oder Continuous Inkjet verwendet werden, wobei diese für geringe Durchmesser der gespendeten Fluidtröpfchen ausgelegt sein muss.
Bezugszeichenliste

10: Aktivierungsstation
12: Etikettiervorrichtung
20: Aktivierungsvorrichtung
21: Gehäuse
22: Bewegungsvorrichtung
30: Vernebler
32: Membran
34: Durchgangsaussparungen
36: Schwingungserzeugungsvorrichtung
37: piezoelektrisches Material
38: Steuervorrichtung
40: Eingabeschnittstelle
41: erste Seite
42: zweite Seite
43: elektrischer Leiter
44: elektrischer Leiter
50: Fluidführung
52: Fluid
53: Fluidansammlung
54: Fluidtröpfchen
56: Abdichtung
62: Düse für gasförmiges Fluid
64: gasförmiges Fluid
66: gerichteter Strahl
80: aktivierbares Linerlessetikett
82: Etikettenrolle
90: Transportvorrichtung
91: Aktivierungsstelle
92: zu aktivierendes Produkt
93: Arm
94: Vereinzelungsvorrichtung
101: Gerade
102: Rechteck
103: erste Gerade
104: zweite Gerade
111: Pfeil zur Bewegung der Membran
121: Kurve Durchfluss
122: Ansteuersignal Schwingungserzeugungsvorrichtung
131: erste Position
132: zweite Position
133: dritte Position

Claims

Aktivierungsvorrichtung (20) zur Aktivierung eines aktivierbaren Linerlessetiketts (80) an einer Aktivierungsstation (10), welche Aktivierungsvorrichtung (20) mindestens einen Vernebler (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vernebler (30) eine Membran (32) und eine Schwingungserzeugungsvorrichtung (36) aufweist, welche Membran (32) Durchgangsaussparungen (34) aufweist, welche Schwingungserzeugungsvorrichtung (36) dazu ausgebildet ist, die Membran (32) in Schwingung zu versetzen, um bei einer Schwingung der Membran (32) einen Austritt von Fluidtröpfchen (54) eines Fluids (52) aus den Durchgangsaussparungen (34) zu ermöglichen, und welche Aktivierungsvorrichtung (20) derart positionierbar ist, dass die austretenden Fluidtröpfchen (54) an einer Aktivierungsstelle (91) in Kontakt mit dem aktivierbaren Linerlessetikett (80) gelangen.
Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 1, welche mindestens zwei Vernebler (30) aufweist.
Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher mindestens zwei der Vernebler (30) nicht parallel zueinander angeordnet sind, um eine Bündelung der Fluidtröpfchen (54) zu bewirken.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Aktivierungsvorrichtung (20) eine Bewegungsvorrichtung (22) aufweist, über welche Bewegungsvorrichtung (22) der mindestens eine Vernebler (30) bewegbar ist, um die Bewegung der Fluidtröpfchen (54) zu beeinflussen.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der mindestens eine Vernebler (30) dazu ausgebildet ist, Fluidtröpfchen (54) mit einer Größe zu erzeugen, welche im Bereich 5 µm bis 25 µm liegt, bevorzugt im Bereich 7 µm bis 20 µm.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher durch die Schwingungserzeugungsvorrichtung (36) eine Schwingung erzeugbar ist, welche im Bereich 50 kHz bis 750 kHz liegt.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche mindestens eine Düse (62) mit einem Anschluss (60) aufweist, über welchen Anschluss (60) ein gasförmiges Fluid (64) zuführbar ist, um bei Zuführung eines gasförmigen Fluids (64) einen gerichteten Strahl (66) zum Transport der Fluidtröpfchen (54) mit dem gasförmigen Fluid (64) zur Aktivierungsstelle (91) hin zu ermöglichen.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Steuervorrichtung (38) zur Ansteuerung des mindestens einen Verneblers (30) aufweist.
Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher die Steuervorrichtung (38) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Vernebler (30) in einem ersten Betriebszustand abwechselnd zu aktivieren und zu deaktivieren, um die Durchflussrate zu beeinflussen.
Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei welcher die Steuervorrichtung (38) dazu ausgebildet ist, das Verhältnis der Zeitdauer (T_on) der Aktivierung zur Zeitdauer (T_off) der Deaktivierung variabel zu beeinflussen.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, welche mindestens zwei Vernebler (30) aufweist, und bei welcher die Steuervorrichtung (38) dazu ausgebildet ist, eine Aktivierung und Deaktivierung der Vernebler (30) unabhängig voneinander zu ermöglichen.
Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher die Steuervorrichtung (38) eine Eingabeschnittstelle (40) aufweist, über welche Eingabeschnittstelle (40) ein erster Wert für die Größe des zu aktivierenden Linerlessetiketts (80) zuführbar ist, und welche Steuervorrichtung (38) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom ersten Wert eine Deaktivierung mindestens eines der Vernebler (30) zu ermöglichen.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei welcher die Steuervorrichtung (38) eine Eingabeschnittstelle (40) aufweist, über welche Eingabeschnittstelle (40) ein zweiter Wert zuführbar ist, und welche Steuervorrichtung (38) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom zweiten Wert die Membran (32) in Schwingung zu versetzen.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei welcher die Steuervorrichtung (38) eine Eingabeschnittstelle (40) aufweist, über welche Eingabeschnittstelle (40) ein dritter Wert zuführbar ist, und welche Steuervorrichtung (38) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom dritten Wert die Durchflussrate des Verneblers (30) zu steuern.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche mindestens drei Vernebler (30) aufweist, welche auf einer Geraden (101) angeordnet sind.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche mindestens vier Vernebler (30) aufweist, welche auf einem Rechteck (102) angeordnet sind.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche mindestens zwei Vernebler (30) aufweist, welche auf einer ersten Geraden (103) angeordnet sind, welche mindestens zwei Vernebler (30) aufweist, welche auf einer zweiten Geraden (104) angeordnet sind, welche parallel zur ersten Geraden (103) ist, wobei die Vernebler (30) der zweiten Geraden (104) gegenüber den Verneblern (30) der ersten Geraden (103) zumindest teilweise versetzt angeordnet sind.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche ein Gehäuse (21) aufweist, und bei welcher die Vernebler (30) mit einer Abdichtung (56) gegenüber dem Gehäuse (21) abgedichtet sind, um ein Austreten des Fluids (52) im Bereich zwischen dem Vernebler (30) und dem Gehäuse (21) zu verringern oder vollständig zu verhindern.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher mindestens einem Vernebler (30) als Fluid (52) Wasser zugeführt wird, insbesondere demineralisiertes Wasser, vollentsalztes Wasser oder destilliertes Wasser.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher mindestens einem Vernebler (30) ein Fluid (52) zugeführt wird, welches mindestens einen Stoff aufweist aus der ersten Gruppe bestehend aus: - Luminophoren, - Farbstoffe, und - Magnetpartikel.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Schwingungserzeugungsvorrichtung (36) ein piezoelektrisches Material zur Erzeugung der Schwingung der Membran (32) aufweist.
Aktivierungsstation (10) mit einer Aktivierungsvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einer Transportvorrichtung (90), welche Transportvorrichtung (90) dazu ausgebildet ist, ein Linerlessetikett (80) an die Aktivierungsstelle (91) zu transportieren.
Aktivierungsstation (10) nach Anspruch 22, bei welcher die Transportvorrichtung (90) dazu ausgebildet ist, das Linerlessetikett (80) von der Aktivierungsstelle (91) zu einem zu etikettierenden Produkt (92) zu transportieren.
Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Membran (32) eine erste Seite (41) und eine der ersten Seite (41) entgegengesetzte zweite Seite (42) aufweist, und bei welcher sich die Durchgangsaussparungen (34) zwischen der ersten Seite (41) und der zweiten Seite (42) erstrecken.
Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 24, bei welcher dem mindestens einen Vernebler (30) eine Fluidführung (50) zugeordnet ist, welche Fluidführung (50) dazu eingerichtet ist, die Zuführung eines Fluids (52) auf der ersten Seite (41) der Membran (32) zu ermöglichen.
Verwendung eines Verneblers (30) zur Aktivierung eines aktivierbaren Linerlessetiketts (80), welcher Vernebler (30) eine Membran (32) und eine Schwingungserzeugungsvorrichtung (36) aufweist, welche Membran (32) eine erste Seite (41), eine der ersten Seite (41) entgegengesetzte zweite Seite (42) und Durchgangsaussparungen (34) zwischen der ersten Seite (41) und der zweiten Seite (42) aufweist, welche Schwingungserzeugungsvorrichtung (36) dazu ausgebildet ist, die Membran (32) in Schwingung zu versetzen, welcher Vernebler (30) dazu ausgebildet ist, bei einer Schwingung der Membran (32) ein Fluid (52) von der ersten Seite (41) der Membran (32) zur zweiten Seite (42) der Membran (32) zu fördern und dort als Fluidtröpfchen (54) des Fluids (52) in Kontakt mit dem aktivierbaren Linerlessetikett (80) zu bringen.