EP0209896A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Dekorieren von Behältern aus Metall oder Kunststoff - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for decorating containers made of metal or plastic, as well as glass, cardboard or paper, also as a composite, which are at least partially delimited in cross-section by round or round-oval wall sections, by applying printed images which are at least part of the extend round or round oval wall sections, in particular for the all-round printing of round or oval containers in cross section. Furthermore, the invention relates to a device for performing the aforementioned method.
- the invention has for its object to provide a method of the type mentioned in such a way that the otherwise necessary printing forms carried by the rollers are eliminated and with one and the same device a pressure-free transfer of a wide variety of printed images is made possible.
- the method mentioned in the introduction is characterized in that the print image is generated by the ink-jet method using ink or pigmented paint jets by program-controlled application of individual color dots along parallel circumferential lines on the wall as a raster image.
- the ink jet method is per se, for example known for the application of inscriptions on various documents as well as on pharmaceutical products (DE-OS 28 49 495) and is also used for printing coding strips on packaging containers for optical scanning, however, it is not a blanket printing to generate a decorative printed image, as required for decorating containers.
- the ink jet method offers the possibility of using the color mixing laws to create complex print images and can also be carried out by contactless application of the individual color dots on surfaces that are not smooth, so that, for example, the corrugated area of these cans in packaging cans the decor picture can be included.
- a raster image is generated which, with a corresponding sequence of color dots, appears optically as a surface image and no longer as a raster image.
- a decor change takes place without changing the color and printing form solely by changing the program for the application of the individual color dots, the program control being carried out electronically and by the corresponding selection of the grid with the aid of a partial overlap of the color dots also allowing the halftone generation.
- the printed image can be generated during easily controllable relative movements between the container and the ink or paint jet generating device.
- the container can be set in rotational movements while the device for generating the ink or paint jets can be kept stationary. It is useful if the individual color dots are applied along parallel screw lines or line sections. For this it is only necessary, for example, to drive the container in rotation about its longitudinal axis and at the same time to move it continuously in the direction of its longitudinal axis in accordance with the desired pitch of the helix.
- the individual color dots can be applied directly next to one another and / or partially overlapping one another, the latter being considered in particular for the production of halftones.
- the containers described above can also be driven to rotate about their longitudinal axis and the spray nozzles can be moved stepwise in the direction of the longitudinal axis of the containers so that the color dots line up in the longitudinal direction and on the circumference of the container.
- the containers are driven to rotate about their longitudinal axis and the spray nozzles are moved linearly to the longitudinal axis of the containers in such a way that the pitch of the helix generated by the color points of the nozzles is the width of the helix corresponds.
- the new method is particularly suitable for containers with an annular cylindrical cross section and is particularly suitable for these containers for applying all-round printing.
- the method is not limited to the use of the aforementioned containers, but it can also be used for containers that are one of the circle annular cross-sectional shape have a different shape.
- the electronic program control in the ink jet method enables the direct transfer of print images from a template to the containers to be printed.
- a print template can be optically scanned and divided into pixels with detection of the local and color coordinates, in order to convert the coordinates assigned to the pixels into digital data and to forward them to the program control for the spray nozzles for generating the print image.
- the digital data can be stored in the usual way on a corresponding data carrier and called up at any time to generate the print image or used for program control of the spray nozzles.
- the new method can also be carried out using simply designed devices. Appropriate designs of devices for carrying out the method are specified in claims 8 to 12 in detail.
- FIG. 1 shows a container to be printed, generally designated 1, which in this example is designed as a can to be printed all around.
- the container is received or clamped between pressure plates 2 and 2a movable in the longitudinal axis of the container, the plate 2a being rotatably held on the shaft 3a, while the plate 2 is connected in a rotationally secure manner to the shaft 3, which in turn can be driven by a motor 4 .
- a slide arrangement 6 On a rail 5 running parallel to the longitudinal axis of the container 1, a slide arrangement 6 is held so as to be movable in the direction of the double arrow 7 and is connected to a corresponding drive motor 8.
- the carriage arrangement 6 supports an approximately C-shaped carrier 9 which surrounds the container 1 to be printed on part of its circumference and which is equipped on its side facing the container 1 with nozzles 10 to 13 or nozzle heads directed towards the container surface.
- the individual nozzles or nozzle heads can be equipped as spray nozzles or nozzle heads for applying different colors in order to fill the container 1 with a four-color Print job.
- the rotational movement of the container generated by the motor 4 on the one hand and the movement of the carriage 6 by the motor 8 generated in the direction of the longitudinal axis of the container can be coordinated with one another via a control device 14 such that the color dots applied to the container 1 by means of the nozzles or nozzle heads along a helix.
- the nozzles 10 to 13 or nozzle heads are offset in the direction of the longitudinal axis of the container according to FIG. 3 by a predetermined angle / j, namely the angle / 3 is set so that the individual nozzles or nozzle blocks with their ink or pigmented lacquer jets can reach all points on the surface of the container 1 except for the outermost peripheral edge zones, so that an opaque four-color print can be applied to the circumference of the container.
- the nozzles or nozzle assemblies are offset by an angular distance ⁇ about the axis of rotation of the container 1.
- the conveying path 24 of the containers 1 is also indicated, on which the containers are fed to the printing station or from which they are removed from the printing station.
- the containers 1, which in this case have the shape of bottles, can be transferred to the printing station via a turntable arrangement 15 along the conveying path 24 according to FIG. 2 and removed again from this station.
- FIG. 4 schematically shows a feed conveyor 16 which the container 1 of the turntable assembly 15 are fed.
- Another discharge conveyor not shown in the drawing, takes over the printed containers in order to pass them on for further processing.
- the containers 1 reach the pressure plate 2 which can be driven by a motor 4 and are held between the plates mentioned by means of the pressure plate 2a which can be moved in the direction of the double arrow 17.
- the turntable arrangement 15 is rotated step by step about its central longitudinal axis 19 by a motor 18, so that the containers 1 each reach the printing station shown in FIG. 2, which is shown schematically in FIG. 4 in the left part of this figure.
- the container 1 is set into rotational movements via the pressure plate 2 and the motor 4 connected to it, while the carrier 9 is moved with the nozzles 10 to 13 arranged on its inside in a direction parallel to the longitudinal axis of the container via the motor 8, as has already been described in connection with FIGS. 1 to 3.
- a stepping motor 8 which interacts with the slide 6, can also perform a discontinuous displacement movement of the slide by the width of one color point or, if appropriate, also several color points with a corresponding arrangement of nozzle heads, in order to run parallel to one another in the circumferential direction of the container To generate rows of color dots, which in turn lead to the desired print image.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dekorieren von Behältern aus Metall oder Kunststoff sowie aus Glas, Pappe oder Papier auch als Verbundstoff, die wenigstens teilweise im Querschnitt gesehen von runden oder rundovalen Wandungsabschnitten begrenzt sind, durch Auftragen von Druckbildern, welche sich zumindest über einen Teil der runden oder rundovalen Wandungsabschnitte erstrecken, insbesondere zum Rundumbedrucken von im Querschnitt runden oder ovalen Behältern. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.
- Das Dekorieren von Behältern der vorgenannten Art durch Auftragen von Druckbildern erfolgt bisher ausschließlich unter Verwendung von Druckwalzen, welche mit den Behältern im Bereich des aufzubringenden Druckbildes in Kontakt gebracht werden, wobei die Druckwalzen zur Übertragung des Druckbildes mit einem vorbestimmten Druck an die Behälter angedrückt werden müssen. Dabei ist es erforderlich, die Umfangsgeschwindigkeit der Druckwalzen und der Behälter im Bereich der Berührungsflächen zu synchronisieren, was insbesondere bei der Bedruckung von Behältern während einer Förderbewegung zu einem außerordentlich großen Aufwand führt.
- Infolge der sich berührenden Oberfläche des Behälters und der Druckwalze können erhebliche Beeinträchtigungen des Druckbildes durch kleinste Fremdkörper in Form von Kratzern oder dgl. auftreten, wenn diese kleinen Fremdkörper zwischen die zu bedruckende Oberfläche und die Druckwalze gelangen. Eine Änderung des Druckbildes erfordert bei den bekannten Verfahren den Austausch der Walzen und ggf. auch der jeweiligen Farbwerke. Mit den bekannten Verfahren ist es in der Regel auch nicht möglich, im Rahmen des aufzubringenden Druckbildes Halbtöne zu drucken.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend genannten Art so auszubilden, daß die sonst notwendigen von den Walzen getragenen Druckformen in Fortfall kommen und mit ein und derselben Einrichtung eine andruckfreie Übertragung der verschiedensten Druckbilder ermöglicht wird.
- Zur Lösung vorstehender Aufgabe kennzeichnet sich das einleitend genannte Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß das Druckbild nach der Ink-Jet-Methode mittels Tinten- oder pigmentierten Lackstrahlen durch programmgesteuertes Aufbringen einzelner Farbpunkte entlang paralleler Umfangslinien auf der Wandung als Rasterbild erzeugt wird.
- Diew Ink-Jet-Methode ist zwar an sich beispielsweise für das Aufbringen von Beschriftungen auf verschiedenen Unterlagen wie auch auf Arzneimittelformlingen bekannt (DE-OS 28 49 495) und wird auch für das Aufdrucken von Kodierungsstreifen auf Verpackungsbehältern für die optische Abtastung angewendet, jedoch handelt es sich dabei nicht um eine flächendeckende Bedruckung zur Erzeugung eines dekorativen Druckbildes, wie es für das Dekorieren von Behältern gefordert wird.
- Dabei bietet die Ink-Jet-Methode die Möglichkeit, mit Hilfe der Farbmischgesetze eine komplexe Druckbilderzeugung vorzunehmen und läßt sich auch durch das kontaktlose Aufbringen der einzelnen Farbpunkte auf Oberflächen vornehmen, die nicht glatt sind, so daß beispielsweise bei Verpackungsdosen auch der Sickenbereich dieser Dosen in das Dekorbild einbezogen werden kann. Durch entsprechendes Aufbringen der einzelnen Farbpunkte entlang dicht nebeneinander angeordneter paralleler Umfangslinien auf der Wandung des Behälters wird ein Rasterbild erzeugt, welches bei entsprechender Folge der Farbpunkte optisch als Flächenbild und nicht mehr als Rasterbild erscheint. Ein Dekorwechsel erfolgt ohne Farb- und Druckformenwechsel allein durch entsprechende Änderung des Programmes für das Aufbringen der einzelnen Farbpunkte, wobei die Programmsteuerung elektronisch vorgenommen wird und durch die entsprechende Wahl des Rasters mit Hilfe einer teilweisen Überdeckung der Farbpunkte auch die Halbtonerzeugung gestattet.
- Durch die Aufbringung der einzelnen Farbpunkte entlang paralleler Umfangslinien auf der Wandung des Behälters läßt sich das Druckbild während einfach steuerbarer Relativbewegungen zwischen dem Behälter und der tinten-oder lackstrahlerzeugenden Einrichtung erzeugen. So kann beispielsweise der Behälter in Rotationsbewegungen versetzt werden, während die Einrichtung zur Erzeugung der Tinten- bzw. Lackstrahlen ortsfest gehalten werden kann. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die einzelnen Farbpunkte entlang paralleler Schraubenlinien oder -linienabschnitte aufgebracht werden. Hierzu ist es beispielsweise nur erforderlich, den Behälter um seine Längsachse rotierend anzutreiben und ihn gleichzeitig in Richtung seiner Längsachse kontinuierlich entsprechend der gewünschten Steigung der Schraubenlinie zu bewegen.
- Die einzelnen Farbpunkte können dabei unmittelbar nebeneinander und/oder teils einander überdeckend aufgebracht werden, wobei letzteres insbesondere für die Halbtonerzeugung in Betracht kommt.
- Statt der vorbeschriebenen schraubenlinienartigen Rotationsbewegung der Behälter können diese auch um ihre Längsachse rotierend angetrieben und die Spritzdüsen in Richtung der Längsachse der Behälter schrittweise so bewegt werden, daß sich die Farbpunkte in Längsrichtung und auf dem Umfang des Behälters aneinanderreihen.
- Um ein optisch deckend in Erscheinung tretendes Dekorbild zu erzeugen, ist es zweckmäßig, wenn die Behälter um ihre Längsachse rotierend angetrieben und die Spritzdüsen linear zur Längsachse der Behälter so bewegt werden, daß die Steigung der von den Farbpunkten der Düsen erzeugten Schraubenlinie der Breite der Schraubenlinie entspricht.
- Das neue Verfahren ist insbesondere geeignet für Behälter mit kreisringförmigem zylindrischem Querschnitt und eignet sich dabei für diese Behälter insbesondere zum Aufbringen einer Rundumbedruckung. Andererseits ist das Verfahren jedoch nicht zur Anwendung auf die vorgenannten Behälter beschränkt, sondern es läßt sich auch für Behälter verwenden, die eine von der kreisringförmigen Querschnittsgestalt abweichende Form aufweisen. In diesem Falle ist es jedoch zweckmäßig, den Abstand der Spritzdüsen zu dem ihnen jeweils gegenüberliegenden Bereich der Behälteroberfläche konstant zu halten. Dies ist deshalb zweckmäßig, weil anderenfalls durch den unterschiedlichen Abstand der Behälteroberfläche von den Spritzdüsen die aufgebrachten Farbpunkte einen unterschiedlichen Durchmesser bzw. eine unterschiedliche Form aufweisen und hierdurch die Einheitlichkeit des Rasters und auch das farbliche Erscheinungsbild der einzelnen Flächen durch teilweise überdeckende Farbpunkte empfindlich gestört werden kann.
- Die elektronische Programmsteuerung bei der Ink-Jet-Methode ermöglicht die unmittelbare Übertragung von Druckbildern von einer Vorlage auf die zu bedruckenden Behälter. Zu diesem Zweck kann erfindungsgemäß eine Druckvorlage optisch abgetastet und in Bildpunkte unter Erfassung der örtlichen und farblichen Koordinaten unterteilt werden, um die den Bildpunkten zugeordneten Koordinaten in digitale Daten umzuwandeln und der Programmsteuerung für die Spritzdüsen zur Erzeugung des Druckbildes zuzuleiten. Dabei können die digitalen Daten in der üblichen Weise auf einem entsprechenden Datenträger gespeichert und jederzeit zur Erzeugung des Druckbildes abgerufen bzw. zur Programmsteuerung der Spritzdüsen verwendet werden.
- Im Hinblick auf die bereits obengenannte einfach steuerbare Relativbewegung zwischen dem Behälter und den Spritzdüsen läßt sich das neue Verfahren auch mit einfach gestalteten Vorrichtungen durchführen. Zweckmäßige Ausbildungen von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind in den Ansprüchen 8 bis 12 im einzelnen angegeben.
- Die Erfindung wird anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1 die prinzipielle Ausbildung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einem Schnitt entlang der Schnittlinie I-I der Fig. 2,
- Fig. 2 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 1 entlang der Schnittlinie II-II,
- Fig. 3 eine Abwicklung der Düsenkopfanordnung nach Fig.2,
- Fig. 4 rein schematisch eine Drehtelleranordnung mit einer Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2.
- In der Fig. 1 ist ein insgesamt mit 1 bezeichneter zu bedruckender Behälter erkennbar, welcher in diesem Beispiel als rundum zu bedruckende Dose ausgebildet ist. Der Behälter ist zwischen in Längsachse des Behälters bewegbaren Andruckplatten 2 und 2a aufgenommen bzw. eingespannt, wobei die Platte 2a rotierbar auf der Welle 3a gehalten ist, während die Platte 2 drehsicher mit der Welle 3 verbunden ist, die ihrerseits über einen Motor 4 antreibbar ist.
- Auf einer im Abstand zur Längsachse des Behälters 1 parallel verlaufenden Schiene 5 ist eine Schlittenanordnung 6 in Richtung des Doppelpfeiles 7 verfahrbar gehalten und mit einem entsprechenden Antriebsmotor 8 verbunden. Die Schlittenanordnung 6 stützt einen etwa C-förmigen Träger 9 ab, welcher den zu bedruckenden Behälter 1 auf einem Teil seines Umfanges umgreift und der auf seiner dem Behälter 1 zugekehrten Seite mit auf die Behälteroberfläche gerichteten Düsen 10 bis 13 bzw. Düsenköpfen ausgerüstet ist. Die einzelnen Düsen bzw. Düsenköpfe können dabei als Spritzdüsen bzw. Düsenköpfe für das Aufbringen unterschiedlicher Farben ausgerüstet sein, um den Behälter 1 mit einem Vierfarben-Druckauftrag zu versehen.
- Die mittels des Motors 4 erzeugte Rotationsbewegung des Behälters einerseits und die in Richtung der Behälterlängsachse erzeugte Verfahrbewegung des Schlittens 6 mittels des Motors 8 können über eine Steuereinrichtung 14 so aufeinander abgestimmt werden, daß die auf den Behälter 1 mittels der Düsen bzw. Düsenköpfe aufgebrachten Farbpunkte entlang einer Schraubenlinie aufgebracht werden.
- Die Düsen 10 bis 13 bzw. Düsenköpfe sind dabei in Richtung zur Behälterlängsachse gemäß Fig. 3 um einen vorbestimmten Winkel/j gegeneinander versetzt, und zwar wird der Winkel/3 dabei so eingestellt, daß die einzelnen Düsen bzw. Düsenstöcke mit ihren Tinten- bzw. pigmentierten Lackstrahlen bis auf die äußersten umfänglichen Randzonen sämtliche Stellen der Oberfläche des Behälters 1 erreichen können, so daß ein deckender Vierfarbdruck auf den Behälterumfang aufgebracht werden kann. Die Düsen bzw. Düsenstöcke sind dabei gemäß Fig. 2 um einen Winkelabstand α um die Rotationsachse des Behälters 1 versetzt angeordnet.
- In der Fig. 2 ist noch der Förderweg 24 der Behälter 1 angedeutet, auf dem die Behälter der Bedruckungsstation zugeführt bzw. von der sie aus der Bedruckungsstation abgeführt werden.
- Gemäß Fig. 4 können die Behälter 1, welche in diesem Falle die Form von Flaschen aufweisen, über eine Drehtelleranordnung 15 entlang dem Förderweg 24 gemäß Fig. 2 in die Bedruckungsstation überführt und aus dieser Station wieder abgeführt werden.
- Die Fig. 4 zeigt schematisch einen Zuförderer 16, auf welchem die Behälter 1 der Drehtelleranordnung 15 zugeleitet werden. Ein weiterer in der Zeichnung nicht wiedergegebener Abfuhrförderer übernimmt die bedruckten Behälter, um diese der Weiterbehandlung zuzuleiten.
- Die Behälter 1 gelangen auf die durch einen Motor 4 antreibbare Andruckplatte 2 und werden mittels der in Richtung des Doppelpfeiles 17 bewegbaren Andruckplatte 2a eingespannt zwischen den genannten Platten gehalten. Die Drehtelleranordnung 15 wird über einen Motor 18 schrittweise um ihre Mittellängsachse 19 gedreht, so daß die Behälter 1 jeweils in die in Fig. 2 wiedergegebene Bedruckungsstation gelangen, welche in der Fig. 4 im linken Teil dieser Figur schematisch dargestellt ist. In dieser Position wird der Behälter 1 über die Andruckplatte 2 und den mit dieser verbundenen Motor 4 in Rotationsbewegungen versetzt, während der Träger 9 mit den auf seiner Innenseite angeordneten Düsen 10 bis 13 in Richtung parallel zur Längsachse des Behälters über den Motor 8 verfahren wird, wie dies bereits in Verbindung mit den Figuren 1 bis 3 beschrieben wurde.
- Bei der beschriebenen Anordnung erfolgt die Bedruckung der Behälter 1 mit Hilfe der Düsen bzw. Düsenköpfe entlang einer Schraubenlinie. Statt dessen kann jedoch auch durch einen Schrittschaltmotor 8, welcher mit dem Schlitten 6 zusammenwirkt, eine diskontinuierliche Verschiebebewegung des Schlittens jeweils um die Breite eines Farbpunktes oder ggf. auch mehrerer Farbpunkte bei entsprechender Anordnung von Düsenköpfen erfolgen, um in Umfangsrichtung des Behälters gesehen parallel zueinander verlaufende Farbpunktreihen zu erzeugen, die ihrerseits dann insgesamt zu dem gewünschten Druckbild führen.
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