RU2808043C2 - Система и способ внутриформенного нанесения этикеток - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к системе и способу внутриформенного нанесения этикетки на изделия. Техническим результатом является сокращение времени цикла и повышение производительности процесса. Технический результат достигается системой внутриформенного нанесения множества этикеток на изделие, которая содержит первую и вторую детали формы, перемещающиеся для обеспечения закрытого и открытого положения, причем в закрытом положении внутренняя часть формы составляет наружную форму изделия, а в открытом положении поверхность изделия, на которое наносится этикетка. Механизм для непрерывного перемещения, подачи и размещения заготовки по центру полости формы. Блок магазина, состоящий из первого магазина этикеток для этикеток первой детали формы и второго магазина этикеток для этикеток второй детали формы. Причем первый и второй магазины этикеток соединены общим основанием, и содержат множество выступающих из них зажимных механизмов этикеток, каждый из которых удерживает на конце обод этикеток. Причем длина и направление каждого зажимного механизма этикеток обеспечивают взаимное расположение передних этикеток всех соответствующих ободьев внутри магазина этикеток согласно взаимному расположению этих этикеток внутри детали формы. Роботизированный манипулятор для захвата этикеток из магазина и их размещения внутри деталей формы, который содержит этикетозахватчик со множеством каналов, каждый из которых перемещается вперед и назад вдоль оси магазина этикеток к детали формы. Причем общая ширина движения всех каналов меньше ширины отверстия формы. Захватные устройства, установленные на конце каждого канала, со множеством поверхностей захвата оборудованных и выполненных с возможностью захвата одной этикетки каждым из множества ободьев этикеток в магазине этикеток таким образом, чтобы относительное расположение этикеток оставалось неизменным. Выдувную машину для выдувания контейнера из заготовки. При этом система выполнена с возможностью нанесения внутри формы множества этикеток на изделие, корпус которого имеет поперечное сечение многоугольной формы. Причем ось перемещения каналов подбирается так, чтобы каналы и этикетки находились на расстоянии от заготовки на сборочной линии, а также внутри формы. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Данная заявка испрашивает преимущество по предварительной заявке на патент Индии № 201911004187, поданной 2 февраля 2019 г., под названием «A System and Method for Inmould Labelling», которая полностью включена в настоящий документ путем ссылки.

Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к системе и способу внутриформенного нанесения этикетки на изделия.

Предпосылки создания изобретения:

Большинство потребительской продукции и пищевых продуктов, будь они твердые или жидкие, хранятся в герметичных пищевых контейнерах, изготовленных, как правило, из полимерных материалов. В целом, эти контейнеры изготавливаются путем термоформования — выдувного формования или литья под давлением многослойного полимерного материала, состоящего обычно из слоя полипропилена, полиэтилена или ПЭТ, для получения жесткого корпуса контейнера. При таком применении полимерных контейнеров важность приобретает применение этикеток, которые не только можно наносить на такие контейнеры, но которые также и увеличивают срок службы таких контейнеров. Этикетка может содержать информацию о продукте, ингредиентах, товарном знаке и т.д. Этикетка может быть изготовлена из бумаги, полимерной пленки, ткани, металла, печатной краски и т.д. Одним из распространенных видов этикетки является бумажная этикетка. Однако применение бумажной этикетки сопряжено с определенными трудностями, заключающимися в том, что при охлаждении полимерного контейнера полимер и бумага имеют разные степени усадки, и в результате на плоскости склеивания возникают складки и напряжения. Пластиковые этикетки являются более прочными и предпочтительными по сравнению с бумажными.

Для прикрепления к контейнерам этикеток, включая пластиковые этикетки, существуют различные процессы/способы нанесения, например, нанесение вручную, термоусадка, нанесение с помощью автомата, прямая печать, внутриформенное нанесение и т.д. При нанесении вручную на контейнер приклеивают простую этикетку или этикетку с нанесенным на нее слоем адгезива. Это часто приводит к нарушению выравнивания или неправильному нанесению. Кроме того, этот способ повышает вероятность загрязнения, особенно в случае пищевых продуктов. Ручное нанесение не только является трудоемким, но и имеет низкую точность и производительность; оно также менее рентабельно. При ручном нанесении на этикетках часто образуются складки, что делает продукт и контейнер неблаговидным и приводит к потере привлекательности на прилавках и наносит ущерб образу бренда. При использовании способа термоусадки, который сейчас запрещен во многих странах вследствие заявления о пластиковых отходах и их канцерогенных свойствах, для маркировки продукта используется материал ПВХ. Материал этикетки оборачивается вокруг контейнера и нагревается. В результате этого этикетка приобретает форму контейнера. Такой способ обычно требует значительного нагрева и применения определенных последующих производственных процессов. Этот процесс нанесения часто приводит к тому, что этикетка скрывает форму контейнера. При нанесении этикеток с помощью автомата самоклеящаяся этикетка наносится машиной для нанесения этикеток с двух сторон контейнера, обычно на передней и задней сторонах. Этот процесс обеспечивает некоторую защиту самого контейнера. Существуют определенные ограничения по применению этого способа нанесения этикетки на все четыре стороны, поскольку за один раз можно наносить этикетки только на две стороны. После нанесения передней и задней этикеток контейнер снова проходит через автомат и этикетка наносится на другие две стороны, подлежащие маркировке, что часто приводит к нарушению выравнивания. В самоклеящихся бумажных этикетках клей защищен с помощью подложек/прокладок, более 60% которых оказываются на свалках и наносят вред экологии. Кроме того, необходимо время для выпуска газа и усадки бутылки для предотвращения образования пузырей и складок. Этикетки, наносимые с помощью автоматов, не являются водонепроницаемыми, не могут быть переработаны вместе с контейнером и легко собирают пыль, что делает их негигиеничными. Хотя при прямой печати этикетки такие проблемы не возникают, для нее требуется дополнительная инфраструктура для обработки поверхности контейнера для печати, что увеличивает ее стоимость. Этот способ занимает много времени, а желаемые результаты ограничены цветом печати, регистрацией печати и подложкой контейнера.

На предшествующем уровне техники было обнаружено, что нанесение этикеток во время процесса формования полимера снижает затраты на производство и обеспечивает привлекательность контейнера. Более конкретно, когда полая заготовка расширяется вплотную к поверхности формы, содержащей этикетку на боковой стенке полости, это приводит к нагреву адгезива на этикетке и, таким образом, приклеиванию этикетки к контейнеру. Это, по существу, называется «внутриформенной этикеткой» (in-mould labelling — IML). При этом процессе нанесения этикеток внутри формы этикетка наносится с помощью роботизированного манипулятора между частями формы: этикетка сплавляется с расплавленной пластмассой, становится неотъемлемой частью контейнера, и ее трудно отклеить. В настоящее время в упаковочной промышленности отдают предпочтение этому способу благодаря его многочисленным преимуществам. Этот процесс не требует никакой последующей маркировки, сплавление этикетки с контейнером происходит при той же температуре, что и изготовление контейнера, поэтому дополнительный нагрев/энергия не требуется. По сути, внутриформенное нанесение этикеток устраняет необходимость в отдельном процессе нанесения этикеток после изготовления контейнера, что снижает трудозатраты и затраты на оборудование. Кроме того, это обеспечивает улучшенный внешний вид и износостойкость продукта без заломов и складок на этикетках. Этот удобный способ уменьшает выбросы отходов и CO₂ и обеспечивает экономию воды и энергии.

Этикетки для внутриформенного нанесения обычно состоят из основы (носителя), состоящей из полимерной или биополимерной подложки, на которой напечатан декоративный узор или текст. Этикетку прикладывают к стенке формы для литья под давлением или выдувного формования и удерживают на месте с помощью различных средств, таких как электростатические силы или вакуумное отсасывание, а полимерное изделие формуют путем литья под давлением массы полимерного расплава или путем раздува полимерной заготовки к стенкам формы, содержащей внутри этикетку. Это приводит к тому, что этикетка прикрепляется к формованному изделию и может рассматриваться как неотъемлемая часть. Этикетки внутри формы можно использовать для покрытия части контейнера или, в случае цилиндрических контейнеров, такие этикетки могут покрывать всю наружную поверхность контейнера. В последнем случае этикетка внутри формы служит дополнительным слоем и, следовательно, может повышать целостность конструкции контейнера.

На фиг. 1 показана сравнительная диаграмма различных свойств [таких как выброс углекислого газа, использование воды, образование твердых отходов и количество необходимого топлива] для различных способов нанесения этикеток.

Обычно этикетку внутри формы в машинах для выдувного формования выполняют путем вставки этикетки или набора этикеток внутрь формы перед экструзией трубки горячей пластиковой заготовки с последующим закрытием деталей формы при подготовке к операции выдува. При последующей операции выдува вокруг этикетки формуется горячая пластиковая трубка, которой придается форма. Этот последовательный процесс первоначальной вставки и размещения этикеток внутри формы и последующей вставки заготовки в полость формы, тем не менее, увеличивает продолжительность каждого цикла и уменьшает общий выход устройства.

Согласно предшествующему уровню техники, диспенсеры этикеток для форм выдува обычно включают в себя держатель этикеток для извлечения этикетки из магазина этикеток и последующего перемещения для вставки этикетки внутрь полости формы. Существует множество способов отбора этикеток из магазина, их вставки внутрь формы и удержания в формах, например, с применением вакуума. Прекращение подачи вакуума, создаваемого вакуумными присосами, позволяет создать вакуум в полости формы для закрепления этикетки на месте при подготовке к формованию. Такие вакуумные носители обычно устанавливают на поворотных манипуляторах, которые перемещаются в направлении раскрытия и закрытия секций формы, чтобы обеспечить укладку этикеток в пространстве, ограниченном размером отверстия формы. Однако такой тип держателя этикеток способен наносить внутри формы только одну этикетку в заданный момент времени, поскольку перемещение поворотного манипулятора с этикеткой по направлению к одной секции формы невозможно совместить с поворотным движением аналогичного манипулятора к противоположной секции формы для нанесения другой этикетки. Другой тип диспенсера этикеток предшествующего уровня техники включает в себя держатель этикеток, перемещающийся по резко изогнутой траектории с помощью сложного рычажного механизма, поворачивающегося на 180 градусов для переноса этикеток из магазина этикеток в форму при подготовке к формованию. При использовании этого сложного диспенсера этикеток рычажного типа аналогичным образом невозможно вставлять в форму более одной этикетки в заданный момент времени из-за ограниченного пространства при раскрытии формы. В результате этого все механизмы для нанесения этикеток в выдувных формовочных машинах, известные на предшествующем уровне техники, имеют увеличенное время цикла.

В некоторых случаях предшествующего уровня техники этикетку можно наносить на обе детали формы одновременно для сокращения времени цикла. Однако в этих случаях по-прежнему невозможно вставить более одной этикетки в каждую отдельную деталь формы. Этим общее число этикеток на контейнере ограничивается двумя этикетками, расположенными на диаметрально противоположных поверхностях контейнера. Размещение более чем двух этикеток потребовало бы множества операций вставки этикеток, таким образом дополнительно увеличивая время цикла. Множество операций держателя этикетки внутри полости формы для размещения более одной этикетки на одной детали формы также увеличивает вероятность смещения и, следовательно, выхода брака из автомата.

Эти проблемы особенно выражены во время изготовления выдувом и маркировки внутри формы нецилиндрических контейнеров в форме бутылок, а именно бутылок, имеющих многоугольную форму поперечного сечения и имеющих множество плоских поверхностей, например, куб или кубовидная форма. В случае с контейнерами многоугольной формы этикетку невозможно наносить на изогнутые края бутылки путем внутриформенного нанесения этикетки. При корпусе контейнера правильной кубовидной формы, имеющем в конечном продукте четыре прямоугольные поверхности, расположенные под углом 90° друг к другу, традиционные способы, доступные на предшествующем уровне техники, обеспечивают маркировку только одной пары двух диаметрально противоположных поверхностей. Причина этого имеет два аспекта. Во-первых, детали формы в таких случаях изготавливаются таким образом, что разделение формы происходит поперек одной пары двух противоположных поверхностей, как показано на фиг. 2A. Благодаря такой конструкции этикетку невозможно поместить внутрь формы путем нанесения этикетки на стороны C и D (фиг. 2A) готового контейнера, поскольку форма разрезается по этим сторонам, и этикетки нельзя поместить на эти стороны во время открытого положения формы и сохранить их в целости, когда форма закрыта и выполняется выдувное формование. Таким образом, единственными поверхностями, доступными в данном случае для размещения этикеток, являются стороны A и B. На фиг. 2B более наглядно видно, что этикетки внутри формы наносят только на одну пару диаметрально противоположных поверхностей. В этом случае контейнер разделен на две части по поверхности 2 боковых сторон контейнера (102), и этикетки можно наносить только на переднюю и заднюю стороны в соответствии с конструкцией (101) формы, как показано на рисунке. Эта модель разделения формы не только является предпочтительной, но и рекомендуется в традиционных способах, поскольку внутри одной формы может быть нанесена только одна этикетка, и предпочтительно, чтобы сторона не была расположена под углом к автомату нанесения этикеток. Во-вторых, магазин, применяемый в традиционных способах удержания этикеток, имеет минимальную наружную поверхность, которая преобразуется в минимальную мертвую зону между этикетками. Это очевидно из традиционной конструкции магазина, показанной на фиг. 4. Как видно из расположения держателей 301 и 302 этикеток на фиг. 4, мертвая зона обычно составляет 50 мм. Соответственно, из-за минимальной мертвой зоны между двумя наборами этикеток, извлекаемых из магазина и размещаемых внутри формы, традиционные способы не позволяют размещать более одной этикетки на каждой детали формы в открытом положении. Это в особенности справедливо в отношении бутылок меньшего размера, в которых пространство отверстия формы ограничено, а традиционные конструкции держателей этикеток и размещения этикеток в магазинах не позволяют размещать несколько этикеток.

Кроме того, в существующих устройствах заготовка всегда помещается внутрь полости формы сразу после выхода держателя этикетки из полости после размещения этикеток. Этот многоэтапный процесс увеличивает время цикла и, таким образом, снижает производительность. Попытка вставить заготовку во время размещения этикетки, в особенности, при одновременном размещении этикеток на каждой из двух частей формы в открытом положении, может привести к повреждению заготовки.

Цели изобретения

Основная цель настоящего изобретения заключается в предоставлении системы и способа нанесения внутри формы множества этикеток на двух или более смежных поверхностях контейнера с многоугольным поперечным сечением.

Еще одна цель настоящего изобретения заключается в предоставлении системы и способа нанесения множества этикеток с мертвой зоной менее 5 мм на одной или нескольких смежных поверхностях.

Еще одна цель настоящего изобретения заключается в предоставлении системы и способа одновременного нанесения внутри формы множества этикеток на все поверхности контейнера с многоугольным поперечным сечением. В частности, система и способ нанесения этикетки внутри формы на все четыре стороны кубовидного контейнера.

Следующая цель настоящего изобретения заключается в предоставлении системы и способа нанесения этикетки внутри формы, в которых множество этикеток одновременно помещают внутрь формы, не нарушая параллельного процесса вставки и размещения заготовки внутри полости формы, тем самым сокращая время цикла.

Другая цель настоящего изобретения заключается в предоставлении системы и способа нанесения внутри формы множества этикеток с высокой производительностью и сниженными затратами на производство.

Другая цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить систему и способ нанесения этикетки внутри формы, при которых образуется меньше отходов этикеток и которые являются более экологичными, экономичными, точными, эффективными и производят изделия более эстетичного вида с меньшими затратами.

Другие цели, предпочтительные варианты осуществления и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из представленного ниже подробного описания настоящего изобретения при ознакомлении также с сопроводительными примерами, фигурами и таблицами, предназначенными для предоставления более глубокого понимания объема настоящего изобретения.

Изложение сущности изобретения

В настоящем изобретении предложена система для внутриформенного нанесения на изделие множества этикеток, содержащая: (a) первую деталь (210) формы и вторую деталь (212) формы, выполненную с возможностью перемещения в закрытое и открытое положение, причем обе детали формы изготавливаются отливкой таким образом, чтобы в закрытом положении внутренняя часть формы составляла наружную форму изделия, а в открытом положении формы любая поверхность детали, на которую наносится этикетка, оставалась целостной в пределах одной детали формы; (b) механизм регулировки и установки заготовки для непрерывного перемещения, подачи и размещения заготовки по центру полости формы в открытом положении в каждом цикле; (c) блок (400) магазина, содержащий магазин (401) первой этикетки для удержания этикеток для первой детали (210) формы и магазин (402) второй этикетки для удержания этикеток для второй детали (212) формы, причем магазин (401) первой этикетки и магазин (402) второй этикетки соединены общим основанием для обеспечения фиксированного взаимного положения, при этом каждый магазин (401, 402) этикеток содержит множество зажимных механизмов (401a, 401b, 402a, 402b), выдвигающихся из них, и каждый такой выдвигающийся механизм захвата этикетки удерживает обод (404, 405, 406, 407) этикетки на конце, причем длина и направление каждого механизма захвата этикеток внутри магазина выполнены таким образом, чтобы взаимное расположение передних этикеток всех соответствующих ободьев внутри магазина совпадало с необходимым взаимным расположением этих этикеток внутри соответствующей детали формы; (d) роботизированный манипулятор (606) для захвата этикеток из блока магазина и их размещения внутри деталей формы в открытом положении, причем роботизированный манипулятор содержит этикетозахватчик (500) со множеством каналов (510, 512), каждый из которых может перемещаться вперед и назад вдоль оси магазина (401, 402) этикеток к детали (210, 212) формы, причем общая ширина перемещения всех каналов (510, 512) меньше ширины отверстия формы для обеспечения одновременной подачи всех каналов внутрь формы; (e) захватные устройства (520, 522), установленные на конце каждого канала (510, 512) так, что несколько поверхностей (701, 702, 703, 704) захвата каждого захватного устройства оснащены и выполнены с возможностью захвата нескольких этикеток, по одной из нескольких ободьев этикеток в соответствующем магазине так, чтобы взаимное положение этикеток оставалось неизменным не только во время их захвата, но и во время перемещения канала из заднего положения в переднее положение внутри отверстия формы, а также во время помещения этикеток на внутреннюю поверхность детали формы; (f) выдувную машину (601) для выдувания изделия из заготовки через полость во время закрытого положения форм; при этом ось перемещения каналов подбирается так, чтобы каналы и этикетки находились на расстоянии от заготовки на сборочной линии, а также внутри формы, что позволяет одновременно размещать несколько этикеток и заготовку внутри формы.

В настоящем изобретении также предложен способ внутриформенной маркировки изделия множеством этикеток, включающий: (a) первую деталь (210) формы и вторую деталь (212) формы, изготовленных таким образом, чтобы в закрытом положении внутренняя часть формы представляла собой внешнюю форму изделия, а в открытом положении любая поверхность изделия, на которую должна быть нанесена по меньшей мере одна этикетка, оставалась в пределах одной детали формы; (b) размещение деталей формы внутри выдувной формовочной машины для раскрытия и закрытия формы во время каждого цикла с предварительно заданной частотой и шириной полости формы; (c) размещение заготовки внутри в открытом положении формы в каждом цикле таким образом, чтобы воздух можно было вдувать в заготовку в закрытом положении формы; (d) согласование направления и конфигурации зажимных механизмов (401a, 401b, 402а, 402b) этикеток внутри магазина (401, 402) этикеток таким образом, чтобы взаимное расположение передних этикеток всех соответствующих ободьев внутри одного магазина совпадало с необходимым взаимным расположением необходимых поверхностей внутри соответствующей детали формы, на которую будут наноситься этикетки. (e) согласование направления и положения поверхностей захватных устройств (520, 522) таким образом, чтобы взаимное положение этикеток оставалось неизменным во время захвата этикеток захватными устройствами из ободьев для этикеток внутри магазина этикеток; (f) монтаж захватных устройств на каналах (510, 512), перемещающихся вперед к детали и назад от детали (210, 212) формы вдоль оси магазина (401, 402) этикеток; (g) размещение канала внутри магазина для захвата одной передней этикетки из каждого обода этикеток внутри магазина на множество поверхностей захвата захватных устройств; (h) движение каналов для перемещения захватных устройств с этикетками внутрь отверстия формы и расположения напротив соответствующих поверхностей деталей формы, на которых необходимо разместить этикетки; (i) перенос этикеток из захватных устройств на внутреннюю поверхность деталей формы; (j) перемещение каналов с захватными устройствами назад в магазин и захват этикеток для следующего цикла; (k) закрытие деталей формы и вдувание горячего воздуха через заготовку; и (l) раскрытие форм для выпуска сформованного контейнера с этикеткой из пространства формы; причем общая ширина перемещения всех каналов (510, 512) меньше ширины полости формы для обеспечения одновременного входа всех каналов внутрь формы; и при этом размещение этикеток и заготовки внутри формы происходит одновременно в каждом цикле; и при этом ось перемещения каналов подбирается так, чтобы каналы и этикетки находились на расстоянии от заготовки на сборочной линии, а также внутри формы, что позволяет одновременно размещать несколько этикеток и заготовку внутри формы.

Краткое описание графических материалов

Общее понимание настоящего изобретения с его вышеизложенными и другими целями станет очевидным после изучения представленного ниже подробного описания в сочетании с прилагаемыми графическими материалами.

На фиг. 1 представлена сравнительная диаграмма, иллюстрирующая свойства традиционных способов нанесения этикеток на контейнеры, а именно: (i) ручное нанесение; (ii) термоусадочный способ; (iii) нанесение этикетки с помощью автомата; (iv) прямая печать; (v) способ термопереноса; и (vi) внутриформенное нанесение.

На фиг. 2A и 2B показан образец формы (101) для традиционного способа нанесения этикеток внутри формы.

На фиг. 3A и 3B показана конструкция (201) L-образной формы для применения с настоящим изобретением.

На фиг. 4 показан блок (300) магазина для традиционной системы нанесения этикеток вплавлением (IML).

На фиг. 5A показан вид сверху блока (400) магазина, а на фиг. 5B показан вид в перспективе блока (400) магазина в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 6A показан вид сверху этикетозахватчика (500), а на фиг. 6B показан вид в перспективе этикетозахватчика (500) в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 7 приведен вид в перспективе устройства/системы (600), описанных в настоящем изобретении.

Подробное описание изобретения

Соответственно, при выполнении указанных выше целей в настоящем изобретении предлагается система и способ внутриформенного нанесения этикеток, лишенные недостатков/проблем, характерных для систем предшествующего уровня техники, и способов внутриформенного нанесения этикеток, как указано выше.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения процесс нанесения этикеток внутри формы осуществляется посредством двухэтапного процесса выдува в форме в сравнении со стандартным способом одноэтапного процесса. В процессе двухэтапного выдувного формования заготовка подготавливается или поставляется отдельно и подается в выдувную формовочную машину. Как правило, при двухэтапном процессе заготовка изготавливается отдельно и при помещении в форму находится в твердом, а не в расплавленной или полурасплавленном состоянии.

В другом предпочтительном варианте осуществления для производства емкостей с использованием двухэтапного выдува для нанесения этикеток внутри формы применяется полиэтилентерефталат (ПЭТ). Помимо экологической безопасности ПЭТ является легким, простым в использовании материалом, экономичным для производителя и потребителя, в сравнении с другими материалами. Для таких полимеров, как ПЭТ, полипропилен (ПП) и другие материалы, предпочтительным является двухэтапный способ выдувного формования. В этом процессе первый этап относится к производству заготовки, например, путем литья под давлением или прессования. На втором этапе происходит выдувание заготовок для изготовления бутылок или контейнеров. Двухэтапный способ выдувного формования обеспечивает более высокое качество контейнера, в частности, улучшенные механические свойства, защитные свойства и т.д. Традиционно внутриформенное нанесение этикетки выполняется при одноэтапном формовании выдувом, имеющем большее время цикла. Хотя настоящее изобретение также применимо для одноэтапного процесса выдувного формования, время цикла и выходная эффективность процесса могут варьироваться.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения внутриформенное нанесение нескольких этикеток на все стороны четырехстороннего контейнера реализуется с использованием формы, изготовленной таким образом, чтобы этикетка могла быть нанесена со всех сторон. Форма обычно содержит набор деталей формы — первую деталь и вторую деталь — причем обе детали при соединении (т.е. в закрытом положении) образуют полость, форма которой соответствует наружной форме изготавливаемого изделия. Разделение первой и второй деталей для раскрытия формы выполняется вдоль оси контейнера. В соответствии с настоящим изобретением для внутриформенного нанесения этикеток на все четыре стороны контейнера форма разделяется вдоль диагональной, а не продольной оси контейнера так, что плоскость разделения не затрагивает ни одну плоскую поверхность, на которую может быть нанесена этикетка. Таким образом, формы изготавливают так, чтобы любая поверхность, на которую будет наноситься по меньшей мере одна этикетка, оставалась в пределах одной детали формы. Такие детали в этом случае имеют L-образную форму (см. фиг. 3A), а не традиционную форму квадратной скобки «[» (см. фиг. 2A). Аналогичным образом, для контейнеров, имеющих поперечное сечение шестиугольника (т.е. шесть сторон), параллелограмма (т.е. четыре стороны, но не под углом 90°) или любого другого многоугольника формы для формования можно изготавливать таким образом, чтобы разделение осуществлялось по диагонали или по краям для сохранения целостности всех плоских поверхностей и ни одна поверхность не была разделена на отдельные части. Поскольку внутриформенное нанесение этикеток на края многоугольной бутылки не является ни желательным, ни возможным, края остаются без этикеток и, таким образом, могут применяться в качестве линий раскрытия формы. Это позволяет наносить этикетку на все поверхности многоугольной бутылки. Например, на фиг. 2A (вид сверху раскрытого положения формы согласно предшествующему уровню техники) на поверхности C и D нанести этикетки не представляется возможным, поскольку их целостность не сохраняется при раскрытии формы, когда этикетки помещают внутри. Напротив, на фиг. 3A (вид сверху форм в соответствии с настоящим изобретением) все поверхности (A, B, C и D) являются целостными в открытом положении формы, и, таким образом, на них можно нанести этикетку. Соответственно, как видно на фиг. 3B, на каждую деталь (210, 212) формы можно нанести 2 этикетки, каждая из которых расположена под углом приблизительно 90°, тем самым обеспечивая возможность нанесения этикеток на все четыре стороны контейнера. При использовании способа формовки предшествующего уровня техники наносить этикетки внутрь формы на все четыре стороны контейнера невозможно, кроме того, на предшествующем уровне техники такой способ формования фактически не предусматривался из-за отсутствия возможности наносить две этикетки внутри одной детали формы, в особенности под углом 90° и близко друг к другу, что требуется для формования согласно настоящему изобретению. Настоящее изобретение также применимо при использовании более двух деталей формы в процессе выдувания.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения нанесение на деталь формы нескольких этикеток на нескольких поверхностях многоугольного контейнера обеспечивается путем применения уникальной формы магазина, позволяющей захватывать несколько этикеток одновременно с минимальным количеством мертвых зон или без мертвых зон между ними. На фиг. 5A и 5B блок (400) магазина настоящего изобретения содержит первый магазин (401) этикеток и второй магазин этикеток (402). В первом магазине (401) этикеток размещаются этикетки для первой детали (210) формы, во втором (402) — для второй детали (212) формы. Первый магазин (401) и второй магазин (402) этикеток соединены общим основанием, чтобы обеспечить фиксированное взаимное положение в течение всего процесса. Первый магазин (401) этикеток оснащен двумя выдвигающимися прижимными механизмами (401a, 401b) этикеток, и второй магазин этикеток (402) также оснащен двумя выдвигающимися прижимными механизмами (402a, 402b) этикеток. Каждый из этих выдвигающихся зажимных механизмов (401a, 401b, 402a, 402b) этикеток удерживает обод этикетки на своем конце (404, 405, 406, 407). Например, прижимной механизм 401a этикеток удерживает обод 404. Расположение магазинов (401, 402) этикеток, а также длина и направление перемещения каждого прижимного механизма этикеток выполнены таким образом, чтобы взаимное положение передних этикеток каждого обода внутри магазина этикеток соответствовало взаимному положению, в котором эти этикетки должны быть помещены внутрь соответствующей детали формы. Например, в случае с квадратным контейнером, когда требуется поместить этикетку на все четыре поверхности, L-образная форма в соответствии с настоящим изобретением будет иметь две поверхности для нанесения этикеток, расположенные под углом 90° друг к другу. В таком случае передние этикетки ободьев в магазине этикеток также будут расположены перпендикулярно в форме буквы L, чтобы они захватывались как есть и помещались внутрь формы. Таким образом, когда обода удерживаются посредством выступающих зажимных механизмов, мертвая зона между двумя этикетками, которые должны быть нанесены на две поверхности L-образной детали формы, может составлять менее 5 мм, а мертвая зона двух этикеток, которые должны быть нанесены на одну и ту же поверхность, может быть нулевой. Это было невозможно в традиционных магазинах, где вокруг каждой этикетки требуется пространство для удержания вырезанных этикеток внутри магазина, причем это пространство в конечном счете переместилось бы в мертвую зону между этикетками внутри формы. Следует отметить, что если традиционные блоки (301 и 302) магазина расположены под углом 90° друг к другу, то, как правило, вследствие расположения магазинов (см. фиг. 4) будет образовываться мертвая зона шириной 50 мм, что, вероятно, будет превышать ширину контейнера, что делает невозможным нанесение этикеток на все четыре стороны контейнера. В соответствии с настоящим изобретением, поскольку передние этикетки каждого смежного обода расположены в непосредственной близости друг к другу, мертвое пространство можно свести к минимуму или вообще его избежать. Это позволяет размещать несколько этикеток на одной поверхности или на всех поверхностях контейнера любых размеров, в том числе и малого.

Более того, в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения применяется роботизированный манипулятор, позволяющий переносить этикетки из магазина внутрь формы таким образом, чтобы можно было захватить, перенести и поместить внутрь формы несколько этикеток без нарушения их взаимного положения, а также без нарушения одновременной транспортировки, подачи или окончательного размещения заготовки внутри отверстия формы. В соответствии с настоящим изобретением роботизированный манипулятор (606) захватывает этикетки из блока магазина и помещает их внутрь формы в открытом положении формы. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения роботизированный манипулятор оснащается этикетозахватчиком (500) с двумя каналами (510, 512). Первый канал (510) может свободно перемещаться вперед и назад вдоль оси магазина (401) этикеток к детали (210) формы так, чтобы канал мог захватывать этикетку и подавать ее к детали формы при открытом положении формы. Общая ширина хода всех каналов (510, 512) меньше ширины раскрытия формы для обеспечения одновременного входа всех каналов внутрь формы. Поскольку отверстие формы ограничено и обычно составляет не более 250 мм, обеспечивается меньшая ширина каналов, обычно менее 220 мм.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения ось перемещения каналов подбирается так, чтобы каналы и этикетки находились на расстоянии от заготовки на сборочной линии, а также внутри формы, что позволяет одновременно размещать несколько этикеток и заготовку внутри формы. Поскольку заготовка обычно размещается со стороны выдува (или горловины) контейнера, предпочтительно, чтобы ось перемещения каналов находилась со стороны контейнера без выдува. Кроме того, поскольку заготовка помещается непосредственно по середине отверстия формы, предпочтительно, чтобы ось перемещения каналов была смещена относительно центра, чтобы избежать контакта канала или этикеток с заготовкой. Такая конструкция оставляет в середине пространство для перемещения и размещения заготовки внутри формы во время размещения этикеток. Следовательно, расстояние между двумя каналами обычно поддерживается на уровне, превышающем ширину заготовки. В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения каналы находятся выше заготовки, см. фиг. 7. Этот процесс одновременного нанесения этикеток внутрь формы и размещения заготовки по центру пространства раскрытой формы значительно уменьшает время цикла, а также повышает эффективность и производительность машины. Более того, применение одного роботизированного манипулятора (вместо нескольких) для размещения нескольких этикеток снижает вероятность смещения.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения на конце первого канала (510) установлено захватное устройство (520), а на конце второго канала (512) установлено второе захватное устройство (522). Первое захватное устройство (520) имеет две поверхности (701, 702) захвата, и второе захватное устройство (522) имеет две поверхности (703, 704) захвата. Направление и конфигурация каждой из этих поверхностей (701, 702, 703, 704) захвата обеспечивают захватывание каждой поверхностью одной этикетки из нескольких ободьев этикеток соответствующего магазина этикеток таким образом, чтобы взаимное положение этикеток оставалось неизменным не только во время захвата этикетки, но и во время перемещения канала из заднего положения в переднее внутри отверстия формы, а также во время размещения этикеток на внутренней поверхности детали формы. Например, если две этикетки расположены под углом 90° друг к другу, захватные устройства также располагаются под углом 90° друг к другу. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения можно регулировать взаимное положение разных поверхностей захватных устройств для захвата этикеток.

Хотя концепция, обладающая признаками изобретения, описана достаточно подробно со ссылкой на определенные предпочтительные варианты осуществления и чертежи, возможно большое количество вариантов осуществления и эквивалентов. Несмотря на то, что многочисленные характеристики и преимущества настоящего изобретения были изложены в вышеприведенном описании вместе с функциональными и процедурными деталями, описание является только иллюстративным, и в детали могут быть внесены изменения, особенно в отношении процедурных шагов в рамках принципов изобретения в полной мере, указанной в широком общем значении примененных терминов. Таким образом, описанные в настоящем документе система и способ допускают различные модификации без отклонения от предполагаемого объема и сущности настоящего изобретения. Более конкретно, система и способ, отображаемые настоящим изобретением, упрощены и обобщены. Также возможны несколько вариантов. Соответственно, в одном варианте осуществления такие модификации описанных в настоящем документе системы и способа включены в объем настоящего изобретения.

Claims (33)

1. Система внутриформенного нанесения множества этикеток на изделие, содержащая:

– первую деталь (210) формы и вторую деталь (212) формы, перемещающуюся для обеспечения закрытого и открытого положения, причем обе детали формы изготавливаются литьем таким образом, чтобы в закрытом положении внутренняя часть формы составляла наружную форму изделия, а в открытом положении любая поверхность изделия, на которое наносится этикетка, оставалась целостной в пределах одной детали формы;

– механизм установки и регулировки формы для непрерывного перемещения, подачи и размещения заготовки по центру полости формы в открытом положении в каждом цикле;

– блок (400) магазина, состоящий из первого магазина (401) этикеток для удерживания этикеток первой детали (210) формы и второго магазина этикеток (402) для удерживания этикеток второй детали (212) формы, причем первый магазин (401) этикеток и второй магазин этикеток (402) соединены общим основанием для обеспечения фиксированного взаимного положения, и при этом каждый магазин (401, 402) этикеток содержит множество выступающих из них зажимных механизмов (401a, 401b, 402a, 402b) этикеток, и каждый такой выступающий зажимной механизм этикетки удерживает обод (404, 405, 406, 407) этикеток на конце; причем длина и направление каждого зажимного механизма этикеток внутри магазина этикеток обеспечивают взаимное расположение передних этикеток всех соответствующих ободьев внутри магазина этикеток согласно необходимому взаимному расположению этих этикеток внутри соответствующей детали формы;

– роботизированный манипулятор (606) для захвата этикеток из магазина и их размещения внутри деталей формы в открытом положении, причем роботизированный манипулятор содержит этикетозахватчик (500) со множеством каналов (510, 512), каждый из которых перемещается вперед и назад вдоль оси магазина (401, 402) этикеток к детали (210, 212) формы, причем общая ширина движения всех каналов (510, 512) меньше ширины отверстия формы для обеспечения одновременного входа всех каналов внутрь формы;

– захватные устройства (520, 522), установленные на конце каждого канала (510, 512) таким образом, что множество поверхностей (701, 702, 703, 704) захвата каждого захватного устройства оборудованы и выполнены с возможностью захвата одной этикетки каждым из множества ободьев этикеток в соответствующем магазине этикеток таким образом, чтобы относительное расположение этикеток оставалось неизменным не только во время захвата этикетки, но и во время перемещения канала из заднего положения в переднее положение внутри отверстия формы, а также при помещении этикеток на внутреннюю поверхность детали формы;

– выдувную машину (601) для выдувания контейнера из заготовки через полость в закрытом положении формы;

отличающая тем, что система выполнена с возможностью нанесения внутри формы множества этикеток на изделие, имеющее корпус, поперечное сечение которого имеет многоугольную форму;

при этом ось перемещения каналов подбирается так, чтобы каналы и этикетки находились на расстоянии от заготовки на сборочной линии, а также внутри формы, что позволяет одновременно размещать несколько этикеток и заготовку внутри формы.

2. Система внутриформенного нанесения множества этикеток на изделие по п. 1, в которой способ выдувного формования представляет собой двухэтапный способ выдувного формования.

3. Система внутриформенного нанесения множества этикеток на изделие по п. 1, в которой контейнер изготовлен из полиэтилентерефталата (ПЭТ).

4. Система внутриформенного нанесения множества этикеток на изделие по п. 1, в которой мертвая зона между двумя этикетками, нанесенными на смежные поверхности под углом 90° относительно друг друга, составляет менее 5 мм.

5. Система внутриформенного нанесения множества этикеток на изделие по п. 1, в которой ось перемещения каждого канала (510, 512) направлена к стороне контейнера без выдува и горизонтально смещена от центральной оси отверстия формы.

6. Система внутриформенного нанесения множества этикеток на изделие по п. 1, в которой взаимное положение поверхностей захвата, а также зажимных механизмов этикеток можно регулировать согласно необходимому расположению этикеток.

7. Способ внутриформенного нанесения множества этикеток на изделие, включающий:

– отливку первой детали (210) формы и второй детали (212) формы таким образом, чтобы в закрытом положении внутренняя часть формы представляла собой внешнюю форму изделия, а в открытом положении любая поверхность изделия, на которую должна быть нанесена по меньшей мере одна этикетка, оставалась в пределах одной детали формы;

– размещение деталей формы внутри выдувной формовочной машины для раскрытия и закрытия формы во время каждого цикла с предварительно заданной частотой и шириной полости формы;

– размещение заготовки внутри в открытом положении формы в каждом цикле таким образом, чтобы воздух можно было вдувать в заготовку в закрытом положении формы;

– согласование направления и конфигурации зажимных механизмов (401a, 401b, 402а, 402b) этикеток внутри магазина (401, 402) этикеток таким образом, чтобы взаимное расположение передних этикеток всех соответствующих ободьев внутри одного магазина совпадало с необходимым взаимным положением необходимых поверхностей внутри соответствующей детали формы, на которую будут наноситься этикетки;

– согласование направления и положения поверхностей захватных устройств (520, 522) таким образом, чтобы взаимное положение этикеток оставалось неизменным во время захвата этикеток захватными устройствами из ободьев этикеток внутри магазина этикеток;

– монтаж захватных устройств на каналах (510, 512), перемещающихся вперед к детали и назад от детали формы (210, 212) вдоль оси магазина (401, 402) этикеток;

– размещение канала внутри магазина для захвата одной передней этикетки из каждого обода этикеток внутри магазина на множество поверхностей захвата захватных устройств;

– движение каналов для перемещения захватных устройств с этикетками внутрь отверстия формы и расположения напротив соответствующих поверхностей деталей формы, на которых необходимо разместить этикетки;

– перенос этикеток с захватных устройств на внутреннюю поверхность деталей формы;

– перемещение каналов с захватными устройствами назад в магазин и захват этикеток для следующего цикла;

– закрытие деталей формы и вдувание горячего воздуха в заготовку; и

– раскрытие форм и выход сформованного контейнера с внутриформенно нанесенной этикеткой из пространства формы;

причем общая ширина перемещения всех каналов (510, 512) меньше ширины полости формы для обеспечения одновременного входа всех каналов внутрь формы;

отличающийся тем, что поперечное сечение корпуса изделия имеет многоугольную форму; и размещение этикеток и заготовки внутри формы происходит одновременно в каждом цикле;

при этом ось перемещения каналов подбирается так, чтобы каналы и этикетки находились на расстоянии от заготовки на сборочной линии, а также внутри формы, что позволяет одновременно размещать несколько этикеток и заготовку внутри формы.

8. Способ внутриформенного нанесения множества этикеток на изделие по п. 7, в котором контейнер изготовлен из полиэтилентерефталата (ПЭТ).

9. Способ внутриформенного нанесения множества этикеток на изделие по п. 7, в котором мертвая зона между двумя этикетками, нанесенными на смежные поверхности под углом 90° относительно друг друга, составляет менее 5 мм.

10. Способ внутриформенного нанесения множества этикеток на изделие по п. 7, в котором ось перемещения каждого канала (510, 512) направлена к стороне контейнера без выдува и горизонтально смещена от центральной оси отверстия формы.