DE102015203196A1

DE102015203196A1 - Vorrichtung zum Aufbringen von Dekorationselementen auf Behälter

Info

Publication number: DE102015203196A1
Application number: DE102015203196.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hack; Andreas Sonnauer; Florian Lauterbach
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2015-02-23
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2016-08-25
Also published as: CN107249890A; WO2016134867A1; EP3261843A1; EP3261843B1

Abstract

Vorrichtung zum Aufbringen von Dekorationselementen auf Behälter wie beispielsweise Flaschen, mit einer Transporteinrichtung zum Transport der Behälter, und mit einer Applikationseinrichtung vorgesehen ist, die ein auf einem Trägerband bereitgestelltes Dekorationsmaterial an der Oberfläche des Behälters zum Applizieren wenigstens eines Teils des Dekorationsmaterials auf die Oberfläche des Behälters vorbeiführen kann, und mit einem stromaufwärts der Applikationseinrichtung angeordneten Druckmodul, das einen Klebstoff auf bestimmte Bereiche des Dekorationsmaterials und/oder der Oberfläche des Behälters aufbringen kann und mit einer stromabwärts des Druckmoduls und stromaufwärts der Applikationseinrichtung angeordneten ersten Härtungseinrichtung, die den Klebstoff vorhärten kann, bevor das Dekorationsmaterial an der Oberfläche des Behälters vorbeigeführt wird und mit einer stromabwärts der Applikationseinrichtung angeordneten zweiten Härtungseinrichtung, die den Klebstoff nach Applikation des Dekorationsmaterials auf die Oberfläche des Behälters aushärten kann und ein entsprechendes Verfahren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von Dekorationselementen auf Behälter, wie beispielsweise Flaschen und ein entsprechendes Verfahren zum Ausstatten von Behältern mit Dekorationselementen.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen und Verfahren zum Aufbringen von Dekorationselementen auf Objekte bereits bekannt. So ist es im Zusammenhang mit ebenen Objekten, wie beispielsweise Papier, Etiketten oder Verpackungselementen bekannt, ein Dekorationsmaterial mithilfe eines Prägestempels auf das Objekt aufzubringen. Dazu wird der Prägestempel erhitzt, sodass die erhabenen Bereiche eine erhöhte Temperatur aufweisen und eine mit dem Dekorationsmaterial verbundene Klebeschicht erwärmen, sodass diese an dem Objekt haften bleibt, wenn der Prägestempel das Dekorationsmaterial auf das Objekt aufdrückt.
Für das Aufbringen von Dekorationselementen auf dreidimensionale Objekte, wie beispielsweise zylindrisch geformte Flaschen ist es aus der DE 10 2012 112 556 A1 bekannt, in einem ersten Schritt Klebstoff auf das Objekt aufzubringen und in einem zweiten Schritt die Prägefolie, bestehend aus einem Trägerband und einem darauf angebrachten Dekorationsmaterial, an dem Objekt vorbeizuführen und anzudrücken. Gleichzeitig damit wird der Klebstoff durch das Dekorationsmaterial hindurch, beispielsweise mittels UV-Licht ausgehärtet. Bei Abziehen des Trägerbandes, auf dem das Dekorationsmaterial angebracht ist, bleiben die Bereiche des Dekorationsmaterials an dem Objekt haften, die mit dem zuvor nicht ausgehärteten Klebstoff in Kontakt gekommen sind.
Um ein Aushärten des Klebstoffes während des Aufbringens des Dekorationsmaterials zu erreichen, ist es notwendig, die Bestrahlung mit beispielsweise UV-Licht durch ein entsprechendes Andrückelement, wie beispielsweise eine Rolle, hindurch durchzuführen, was die notwendige Intensität der UV-Quelle erheblich erhöht. Weiterhin kann der Klebstoff vor dem Aushärten und Aufbringen des Dekorationsmaterials an der Oberfläche des Behälters verlaufen, sodass das erzielte Motiv nicht dem gewünschten Motiv entspricht.
Aufgabe
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik ist es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausstatten von Behältern mit Dekorationselementen anzugeben, dass eine hohe Flexibilität mit Hinblick auf die erzeugbaren Motive bietet und gleichzeitig eine hohe Qualität der aufgebrachten Dekorationselemente erzielt.
Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung zum Aufbringen von Dekorationselementen auf Behälter gemäß Anspruch 1 und das Verfahren zum Ausstatten von Behältern mit Dekorationselementen gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Transporteinrichtung für Behälter und eine Applikationseinrichtung, die ein auf einem Trägerband bereitgestelltes Dekorationsmaterial an der Oberfläche des Behälters zum Applizieren wenigstens eines Teils des Dekorationsmaterials auf die Oberfläche des Behälters vorbeiführen kann und weiterhin ein stromaufwärts diese Applikationseinrichtung angeordnetes Druckmodul, das einen Klebstoff auf Bereiche des Dekorationsmaterials und/oder der Oberfläche des Behälters aufbringen kann. Weiterhin ist eine stromabwärts des Druckmoduls und stromaufwärts der Applikationseinrichtung angeordnete, erste Härtungseinrichtung, die den Klebstoff vorhärten kann, bevor das Dekorationsmaterial an der Oberfläche des Behälters vorbeigeführt wird, vorgesehen und stromabwärts der Applikationseinrichtung eine zweite Härtungseinrichtung vorgesehen, die den Klebstoff nach Applikation des Dekorationsmaterials auf die Oberfläche des Behälters Aushärten kann. Durch das Vorhärten des Klebstoffes wird zum einen verhindert, dass der Klebstoff bis zur Applikation des Dekorationsmaterials oder während der Applikation des Dekorationsmaterials aufgrund des Drucks beim Andrücken des Dekorationsmaterials verläuft. Weiterhin wird durch das Vorhärten erreicht, dass das Dekorationsmaterial bereits gut an dem vorgehärteten Klebstoff haftet bzw. das Dekorationsmaterial mit dem Klebstoff an der Oberfläche des Behälters haftet. Ferner kann durch die erfindungsgemäß Vorrichtung die Intensität, mit der beispielsweise UV-Licht zum Vorhärten bereitgestellt werden muss, reduziert werden, da das Vorhärten nicht mehr durch das Dekorationsmaterial und das Trägerband hindurch oder durch andere Bauteile der Vorrichtung hindurch erfolgen muss. Für das anschließende Aushärten kann weiterhin die notwendige Energie reduziert werden, da der Klebstoff schon teilweise ausgehärtet ist.
Dabei können als Dekorationsmaterial auf das Trägerband aufgedampfte Metallschichten, beispielsweise aus Aluminium, Chrom oder Zinn verwendet werden. Aber auch Kunststoffe können beispielsweise durch Aufsprühen auf ein entsprechendes Trägerband vorgesehen sein. Insbesondere kommen als Dekorationsmaterial auch auf das Trägerband aufgetragene Farb- oder Lackschichten in Frage. Ebenso ist es denkbar, als Dekorationsmaterial einzelne Stoffpartikel, insbesondere Metallpartikel auf dem Trägerband bereitzustellen. Insbesondere muss das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband nicht als entlang des Trägerbandes durchgängige Schicht aufgebracht sein. So kann das Trägerband auch voneinander getrennte Bereiche mit aufgebrachtem Dekorationsmaterial umfassen, sodass hier Dekorationsmaterial umweltschonend eingespart werden kann.
Das Trägerband kann beispielsweise eine Carbon-Folie oder eine Folie aus Polyolefin sein. Die Kombination aus Trägerband und darauf angebrachtem Dekorationsmaterial wird allgemein als Prägefolie bezeichnet.
In einer Ausführungsform umfasst die Applikationseinrichtung wenigstens eine Andrückrolle, die das Dekorationsmaterial an der Oberfläche des Behälters vorbeiführen kann, wobei die Andrückrolle eine flexible äußere Schicht umfasst, die sich an die Oberflächenkontur des Behälters anpassen kann. So wird sichergestellt, dass auch bei unregelmäßig gekrümmten Behälteroberflächen ein vollständiges Andrücken des Dekorationsmaterials erfolgen kann.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform umfasst die Applikationseinrichtung weiterhin eine Umlenkrolle, wobei eine Verstelleinrichtung vorgesehen ist, die die Position der Umlenkrolle relativ zur Andrückrolle zum Einstellen eines Ablösewinkels des Dekorationsmaterials von dem Trägerband verändern kann. Somit kann der Ablösewinkel des Dekorationsmaterials vom Trägerband an unterschiedlich geformte Behälter angepasst werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die erste und zweite Härteeinrichtung eines von einer UV-Lichtquelle oder einem Heizmodul umfassen. Da erfindungsgemäß ein Aushärten des Klebstoffes durch Teile der Vorrichtung hindurch nicht mehr notwendig ist, kann anstelle von UV-Lichtquellen auch ein Heizstrahler verwendet werden. Die UV-Lichtquellen müssen aus selbigem Grund nur noch eine geringere Intensität zum Aushärten bzw. Vorhärten bereitstellen, was die Kosten für diese Vorrichtungen erheblich reduziert.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Abfördereinrichtung umfasst, die das Trägerband mit nicht auf die Oberfläche des Behälters applizierten Teilen des Dekorationsmaterials aus der Applikationseinrichtung abfördern kann, wobei die Abfördereinrichtung eine Rolle, auf die das Trägerband aufgewickelt werden kann, und/oder einen Entsorgungsbehälter, in dem die Teile des Dekorationsmaterials entsorgt werden können, umfasst. Nicht verbrauchte Teile des Dekorationsmaterials zusammen mit dem Trägerband können so weiteren Verwendungszwecken zugeführt oder effizient entsorgt werden.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Spendeeinrichtung umfasst, in der das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband für die Applikationseinrichtung bereitgestellt wird und wobei das Trägerband mit dem Dekorationsmaterial mittels wenigstens einer Umlenkrolle von der Spendereinrichtung in die Applikationseinrichtung transportiert werden kann. Die Verwendung einer oder mehrerer Umlenkrollen ist insbesondere von Vorteil, um die Spannung des Trägerbandes und des darauf befindlichen Dekorationsmaterial vor dem Andrücken auf den Behälter bzw. vor Aufbringen des Klebstoffes auf das Dekorationsmaterial zu erhöhen, um Faltenbildung zu verhindern.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Spendereinrichtung mehrere Halterungen für Rollen von Trägerbändern mit Dekorationsmaterial umfasst, und ausgebildet ist, bei Leerlauf einer Rolle automatisch die Zuführung von Trägerband mit Dekorationsmaterial für die Applikationseinrichtung von einer anderen Rolle zu starten. So können Stillstandszeiten der Vorrichtung reduziert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausstatten von Behältern mit Dekorationselementen umfasst die Schritte von
Bereitstellen eines auf die Oberfläche des Behälters zu übertragenden Dekorationsmaterials auf einem Trägerband
Aufbringen eines Klebstoffes auf Bereiche der Oberfläche des Behälters und/oder des Dekorationsmaterials auf dem Trägerband
Vorhärten des Klebstoffes
Vorbeiführen des Dekorationsmaterials auf dem Trägerband am Behälter und Applizieren wenigstens eines Teils des Dekorationsmaterials entsprechend den Bereichen mittels einer Applikationseinrichtung, wobei das Dekorationsmaterial dabei entsprechend den Bereichen von dem Trägerband gelöst wird
Aushärten des Klebstoffes.
Durch dieses Verfahren kann ein Verlaufen des Klebstoffes vor dem Aufbringen des Dekorationsmaterials auf die Oberfläche des Behälters vermieden werden, was die Qualität des erzielten Motivs nach Aufbringen des Dekorationsmaterials verbessert.
In einer Ausführungsform wird der Klebstoff auf Bereiche auf der Oberfläche des Behälters aufgebracht und das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband durch die Applikationseinrichtung auf die Oberfläche des Behälters angedrückt, wobei Teile des Dekorationsmaterials, die mit dem vorgehärteten Klebstoff auf den Bereichen der Oberfläche des Behälters in Kontakt kommen, von dem Trägerband gelöst und auf die Bereiche der Oberfläche des Behälters übertragen werden und die übrigen Teile des Dekorationsmaterials auf dem Trägerband verbleiben. Je nach Größe des Trägerbandes und des darauf befindlichen Dekorationsmaterials in Relation zu den ausgelösten Bereichen kann das danach verbleibende Dekorationsmaterial für weitere Verfahrensschritte, beispielsweise um erneut auf Bereiche eines nachfolgenden Behälters aufgebracht zu werden, verwendet werden.
In einer alternativen Ausführungsform wird der Klebstoff auf Bereichen auf dem Dekorationsmaterial auf dem Trägerband aufgebracht und das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband durch die Applikationseinrichtung auf die Oberfläche des Behälters angedrückt, wobei die Teile des Dekorationsmaterials, die mit dem vorgehärteten Klebstoff in den Bereichen versehen sind, auf der Oberfläche des Behälters verbleiben und die übrigen Teile des Dekorationsmaterials auf dem Trägerband verbleiben.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Ablösewinkel des Dekorationsmaterials von dem Trägerband durch Einstellen der Position einer Umlenkrolle in Relation zu einer Andrückrolle der Applikationseinrichtung eingestellt. Da bei verschieden geformten Behältern und der Verwendung unterschiedlicher Materialien des Dekorationsmaterials der optimale Winkel, unter dem sich das Dekorationsmaterial vom Trägerband löst, variieren kann, kann mit dieser Ausführungsform stets die optimale Einstellung des Ablösewinkels sichergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Vorhärten und/oder das Aushärten des Klebstoffes durch Bestrahlung mit UV-Licht oder Wärmeeintrag.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Trägerband mit dem Dekorationsmaterial der Applikationseinrichtung durch eine Spendeeinrichtung bereitgestellt wird, wobei die Spendereinrichtung mehrere Halterungen umfasst, auf denen Rollen mit Trägerband mit Dekorationsmaterial angeordnet sind und wobei zum Zuführen das Trägerband mit dem Dekorationsmaterial von einer Rolle abgerollt wird, und wobei bei Leerlauf einer Rolle die Spendereinrichtung automatisch damit beginnt, das Trägerband mit dem Dekorationsmaterial von einer weiteren Rolle bereitzustellen. Unterbrechungen im Betriebsablauf können so vermieden werden, da leere Rollen während der Zuführung des Trägerbandes mit dem Dekorationsmaterial von einer anderen Rolle ausgetauscht werden können.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Behälter nach dem Aushärten des Klebstoffes in den Bereichen wenigstens in diesen Bereichen bedruckt, beispielsweise direkt mittels digitaler Drucktechnik bedruckt wird. So können weitere Eigenschaften des Motivs, beispielsweise Reflexionseigenschaften oder Farbgebung, verändert werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
1a und b schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß zweier Ausführungsformen
2a bis c schematische Darstellung des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform
3a bis c schematische Darstellung des Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform
Ausführliche Beschreibung
1a und 1b zeigen alternative Ausführungsformen der Vorrichtung 100 zum Aufbringen von Dekorationselementen auf Behälter, wie beispielsweise Flaschen. Dabei ist beiden Alternativen Ausführungsformen gemein, dass sie eine Transporteinrichtung 150 umfassen, in der Behälter 130 transportiert werden können. Weiterhin ist in beiden Ausführungsformen vorgesehen, dass eine Applikationseinrichtung 120 bereitgestellt ist, die Dekorationsmaterial, das auf einem Trägerband 190 transportiert wird, an der Oberfläche des Behälters in der Position 132 vorbeiführen kann, um das Dekorationsmaterial auf die Oberfläche des Behälters an einem entsprechenden Übergabepunkt 195 zu applizieren. Das Dekorationsmaterial kann dabei unterschiedlich ausgebildet sein. Insbesondere kann es sich dabei um eine Metallfolie oder Metallschicht, beispielsweise aus Aluminium oder Chrom, sowie Zinn handeln. Auch andere Ausführungsformen sind hier denkbar. So kann das Dekorationsmaterial beispielsweise ein Kunststoffsubstrat umfassen, auf dem eine allgemein metallische Schicht aufgebracht ist. Auch ausschließlich kunststoffbasierte Dekorationsmaterialien sind denkbar.
In 1a ist weiterhin ein Druckmodul 101 vorgesehen, das stromaufwärts der Applikationseinrichtung 120 angeordnet ist. Das Druckmodul 101 ist so neben der Transporteinrichtung 150 angeordnet, dass es Klebstoff auf Bereiche eines in der Transporteinrichtung 150 an dem Druckmodul 101 vorbeigeführten Behälters aufbringen kann. Dabei handelt es sich bei den entsprechenden Bereichen beispielsweise um auf den Behälter aufzubringende Motive. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Klebstoff auf Bereiche des Behälters aufgebracht wird, auf denen das Dekorationsmaterial haften soll.
Stromabwärts des Druckmoduls 101 aber stromaufwärts der Applikationseinrichtung 120, insbesondere stromaufwärts des Übergabepunktes 195 ist erfindungsgemäß eine erste Härtungseinrichtung 105 angeordnet. Diese kann den Klebstoff, der auf den Behälter 130 aufgebracht wurde, in der Position 131 eines in der Transporteinrichtung 150 an der ersten Härtungseinrichtung 105 vorbeigeführten Behälter vorhärten. Dabei bedeutet das Vorhärten, dass die Klebeeigenschaften des Klebstoffes so beeinflusst werden, dass ein auf den Klebstoff aufgedrücktes Dekorationsmaterial an diesem haften bleibt. Insbesondere ist vorgesehen, dass entweder durch das Vorhärten oder aufgrund der Eigenschaften des Klebstoff selbst die Bindungskräfte zwischen des aufgedrückten Dekorationsmaterials und dem Klebstoff größer sind, als die Bindungskräfte zwischen dem Dekorationsmaterial und dem Trägerband, auf dem das Dekorationsmaterial angeordnet ist, sodass sich das Dekorationsmaterial bei Andrücken an die mit Klebstoff versehenen Bereiche des Behälters von dem Trägerband löst. Weiterhin ist vorgesehen, dass durch das Vorhärten des Klebstoffes die Viskosität des Klebstoffes erhöht wird, sodass der Klebstoff an der Oberfläche des Behälters nicht oder weniger als ohne vorhärten zerfließt. Damit kann die Form der Bereiche konserviert werden, sodass ein aufzubringendes Motiv (das aufgebrachte Dekorationsmaterial) die korrekte Form aufweist.
Die stromabwärts der ersten Härtungseinrichtung 105 angeordnete Applikationseinrichtung 120 ist so angeordnet, dass sie das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband 190 an dem Übergabepunkt 195 auf den Behälter aufdrücken kann. Dabei wird das Dekorationsmaterial auf der gesamten, der Applikationseinrichtung 120 zugewandten Fläche, die im Übergabepunkt 195 mit der Applikationseinrichtung 120 in Kontakt steht, aufgebracht. Bereiche des Dekorationsmaterials, die mit dem vorgehärteten Klebstoff in den Bereichen auf der Oberfläche des Behälters in Kontakt kommen, werden dabei vom Trägerband und von dem übrigen Dekorationsmaterial aufgrund der höheren Bindungskräfte zwischen dem Dekorationsmaterial und dem Klebstoff gelöst und verbleiben auf der Oberfläche des Behälters bzw. auf den entsprechend mit Klebstoff versehenen Bereichen, während der übrige Teil des Dekorationsmaterials auf dem Trägerband 190 verbleibt und von der Applikationseinrichtung wieder abtransportiert werden kann.
Der Applikationseinrichtung 120 nachgeordnet bzw. stromabwärts angeordnet ist eine zweite Härtungseinrichtung 180, die den Klebstoff, auf den im vorherigen Schritt das Dekorationsmaterial aufgebracht wurde, durch das Dekorationsmaterial hindurch Aushärten kann. Dabei erfolgt die Aushärtung durch die zweite Härtungseinrichtung 180 derart, dass der Klebstoff vollständig ausgehärtet ist.
In der in 1b dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Klebstoff auf das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband 190 aufgebracht wird. Dazu ist ein Druckmodul 102 und eine entsprechende erste Härtungseinrichtung 106 stromaufwärts der Applikationseinrichtung 120 vorgesehen. Das Druckmodul 102 und die erste Härtungseinrichtung 106 sind dabei so angeordnet, dass sie Klebstoff auf das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband 190 aufbringen und den Klebstoff vorhärten können. Dazu können sie ähnlich wie die erste Härtungseinrichtung 105 und das Druckmodul 101 gemäß der 1a ausgebildet sein. Allerdings sind sie so ausgerichtet, dass der Klebstoff auf das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband 190 appliziert wird und auch die Vorhärtung des Klebstoffes auf dem Dekorationsmaterial auf dem Trägerband 190 erfolgt.
Während gemäß der Ausführungsform in 1a das Druckmodul und die erste Härtungseinrichtung notwendigerweise stromaufwärts (mit Hinblick auf die mit dem Pfeil dargestellt Transportrichtung der Behälter in der Transporteinrichtung) der Applikationseinrichtung angeordnet sein müssen, trifft dies für das Druckmodul 102 und die erste Härtungseinrichtung 106 nicht zu. Diese müssen lediglich notwendigerweise in Transportrichtung bzw. in Förderrichtung der Prägefolie aus dem Trägerband und dem Dekorationsmaterial vor der Applikationseinrichtung angeordnet sein. Dies bedeutet, dass das Druckmodul 102 und die erste Härtungseinrichtung 106 durchaus mit Hinblick auf die Transportrichtung der Behälter in der Transporteinrichtung stromabwärts der Applikationseinrichtung 120 angeordnet sein können.
Stromabwärts der Applikationseinrichtung 120 ist, analog zu 1a, eine zweite Härtungseinrichtung 180 angeordnet, die den Klebstoff zwischen der Behälteroberfläche und des darauf aufgebrachten Dekorationsmaterials abschließend Aushärten kann. Da es für diesen Verfahrensschritt nicht relevant ist, ob das Dekorationsmaterial mit Klebstoff ausgestattet wurde und auf den Behälter übertragen wurde oder ob der Klebstoff auf die Oberfläche des Behälters appliziert wurde, bevor das Dekorationsmaterial aufgebracht wurde, ist die zweite Härtungseinrichtung 180 in der Ausführungsform gemäß 1a und 1b identisch ausgebildet.
Die Applikationseinrichtung 120 kann in den Ausführungsformen gemäß 1a und 1b identisch ausgebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Applikationseinrichtung 120 eine Andrückrolle 121 umfasst, die das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband 190 auf die Oberfläche des Behälters andrücken kann. Das Andrücken erfolgt dabei in dem Übergabepunkt 195.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Andrückrolle 121 eine flexible äußere Oberfläche, insbesondere eine flexible Schicht aufweist. Dabei kann die Andrückrolle beispielsweise eine zentrale Welle umfassen, über die diese angetrieben und in Drehung versetzt wird. Diese Welle umgebend kann die flexible äußere Schicht angeordnet sein, die beispielsweise aus einem Gummi oder einem Schaumstoff besteht, der sich unter Druck verformen kann. In Ausführungsformen der Erfindung, in denen der Vorrichtung 100 weitere Druckmodule nachgeordnet sind, um beispielsweise die mit Dekorationsmaterial ausgestatteten Bereiche zu bedrucken, ist vorgesehen, dass die flexible Schicht weiterhin aus einem Material besteht, bei dessen Herstellung keine Trennmittel verwendet wurden, um den Druckprozess nicht negativ zu beeinflussen. Da insbesondere bei der Herstellung von flexiblen Gummischichten und auch in Vulkanisierungsverfahren häufig Trennmittel auf der Oberfläche der Materialien unerlässlich sind, kann auch vorgesehen sein, dass nach der Herstellung der flexiblen Schicht eine Behandlung des dem Trägerband zugewandten Teils, beispielsweise mittels Sandstrahlern erfolgt, um etwaige Verunreinigungen mit Trennmitteln an der Oberfläche zu entfernen.
Da die Andrückrolle auf den Behälter einen Druck ausübt, um das Dekorationsmaterial auf die Oberfläche des Behälters aufzudrücken, verformt sich die flexible Schicht, sodass eine Anpassung der Oberflächenkontur der Andrückrolle an die Oberfläche des Behälters erfolgt. Damit kann die Übergabe des Dekorationsmaterials auf die Bereiche auf der Oberfläche des Behälters mit hoher Genauigkeit erfolgen und insbesondere gewährleistet werden, dass das Dekorationsmaterial überall mit dem notwendigen Druck auf die Oberfläche des Behälters auf die Bereiche gedrückt wird. Bei Verwendung einer solchen flexiblen Schicht handelt es sich bei dem Übergabepunkt 195 nicht mehr um einen Punkt oder eine Linie, an der sich die Andrückrolle mit dem Trägerband und dem Dekorationsmaterial berühren, sondern um einen ausgedehnten Bereich, da sich die flexible Schicht der Andrückrolle an die Oberflächenkontur des Behälters anlegt.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Applikationseinrichtung 120 eine Umlenkrolle umfasst, über die das Trägerband 190, wie in den 1a und 1b dargestellt, von der Andrückrolle 121 geführt wird. Die Umlenkrolle kann zum einen die Zugkraft, die auf das Trägerband mit dem darauf angeordneten Dekorationsmaterial einwirkt, erhöhen, sodass das Trägerband stets gespannt ist und es nicht zu unerwünschten Verformungen des Trägerbandes, insbesondere Faltenbildung oder Durchhängen des Trägerbandes kommt. Zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass die Umlenkrolle relativ zur Andrückrolle 121 bewegbar ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Umlenkrolle in einer durch die Rotationsachse der Andrückrolle und der Umlenkrolle 122 definierten Ebene mittels einer Verstelleinrichtung bewegt werden kann, wobei diese Rotationsachsen stets parallel zueinander verlaufen. Durch Einstellung der Position der Umlenkrolle relativ zur Andrückrolle kann eingestellt werden, unter welchem Winkel das Dekorationsmaterial von dem Trägerband gelöst wird. Da der optimale Winkel für das Ablösen des Dekorationsmaterials von den verwendeten Materialien abhängt, kann die Vorrichtung 100 in dieser Ausführungsform flexibel mit Hinblick auf die Verwendung unterschiedlicher Dekorationsmaterialien angepasst werden. So kann vor allem bei nicht zylindrisch ausgebildeten Behälter sichergestellt werden, dass das Trägerband mit dem Dekorationsmaterial beispielsweise tangential und nur unter einem bestimmten Winkel auf die Oberfläche des Behälters aufgedrückt wird und gleichzeitig der möglichst optimale Winkel zum Ablösen des Dekorationsmaterials vom Trägerband eingestellt ist.
Da der Ablösewinkel sowohl von der Kombination aus dem verwendeten Dekorationsmaterial und dem Trägerband, sowie dem Material, aus dem der Behälter besteht, als auch von der Applikationsgeschwindigkeit abhängt, kann die Einstellung des Ablösewinkels über eine Veränderung der Umlenkrollen in Abhängigkeit bestimmter voreingestellter Werte erfolgen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Verstelleinrichtung die Position der Andrückrolle entsprechend einer, in einem Speicher hinterlegten Kombination der Materialien und der gewünschten Applikationsgeschwindigkeit einstellt.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass zwei Umlenkrollen, die entsprechend beweglich ausgebildet sind, vorgesehen sind, wobei die erste Umlenkrolle in Bewegungsrichtung des Trägerbandes vor der Andrückrolle und die zweite Umlenkrolle in Bewegungsrichtung des Trägerbandes nach der Andrückrolle angeordnet ist. Durch Bewegung der Umlenkrollen relativ zur Andrückrolle kann dann die Lage des Übergabepunktes und die entsprechende Ausrichtung des Trägerbandes beeinflusst werden.
Weiterhin kann in der Vorrichtung 100 eine Spendeeinrichtung 140 vorgesehen sein, in der das Trägerband mit dem darauf angeordneten Dekorationsmaterial bereitgestellt wird. Dazu können beispielsweise eine oder mehrere Rollen auf entsprechenden Halterungen 141 angeordnet sein. Auf den Rollen ist das Trägerband mit dem Dekorationsmaterial zusammengerollt und kann der Applikationseinrichtung 120 zugeführt werden. Dazu können eine oder mehrere Umlenkrollen 142 vorgesehen sein, die die Führung des Trägerbandes mit dem Dekorationsmaterial von den Rollen auf den Halterungen 141 zur Applikationseinrichtung 120 ermöglichen. Insbesondere bei der Ausführungsform gemäß 1b können mehrere Umlenkrollen verwendet werden, um in dem Bereich, in dem der Klebstoff auf das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband aufgebracht wird und dieser vorgehärtet wird, eine Spannung in der Prägefolie in Transportrichtung der Prägefolie zu gewährleisten, sodass der Klebstoff ohne Faltenbildung im Trägerband oder dem Dekorationsmaterial auf diese aufgebracht werden kann.
Zusätzlich kann eine Abfördereinrichtung 160 der Applikationseinrichtung 120 nachgeordnet sein. Dieser Abfördereinrichtung kann über die Applikationseinrichtung, beispielsweise mittels der Andrückrolle und der eventuell vorgesehenen Umlenkrolle das „verbrauchte“ Dekorationsmaterial auf dem Trägerband zugeführt werden, um diese beispielsweise auf Rollen aufzuwickeln oder in entsprechende Entsorgungsbehälter zu führen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die gesamte Prägefolie senkrecht zur Transportrichtung gedreht wird, sodass sie in der in 1a und 1b dargestellten Zeichenebene verläuft und entlang eines Endlosförderers transportiert wird und auf eine bereitgestellte Rolle aufgewickelt wird. Ist die Rolle voll, so kann die Rolle aus der Abfördereinrichtung 160 entfernt werden und eine neue Rolle bereitgestellt werden. Währenddessen kann die zugeförderte Prägefolie durch den Endlosförderer weitertransportiert werden und die überschüssige Prägefolie auf die neue Rolle durch Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der neuen Rolle aufgewickelt werden, sodass eine Unterbrechung des Betriebs hier nicht notwendig ist.
Wird die Prägefolie auf Rollen aufgewickelt, so kann sie in weiteren Prozessschritten erneut verwendet werden, sofern ein im Vergleich zu den Gesamtabmessungen der Prägefolie, insbesondere zur Abmessung der Prägefolie in Längsrichtung des Behälters kleiner Bereich aus dem Dekorationsmaterial auf den Behälter aufgebracht wird. Werden beispielsweise nur einzelne Punkte aus dem Dekorationsmaterial ausgelöst, um auf den Bereichen auf dem Behälter aufgebracht zu werden, so kann das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband erneut verwendet werden, um andere Behälter mit Dekorationsmaterial auszustatten.
2a bis c zeigen eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der der Klebstoff auf Bereiche des Behälters aufgebracht wird und anschließend das Dekorationsmaterial auf diese Bereiche aufgedrückt wird. In 2a ist ein erster Verfahrensschritt dargestellt, bei dem auf den Behälter 130 mittels des Druckmoduls 101 Klebstoff in einem Bereich 210 aufgebracht wird. Der Bereich 210 kann dabei einem gewünschten Motiv, wie beispielsweise eine Folge von Buchstaben, Zahlen oder Bildern entsprechen. Der Klebstoff selbst aber auch der Bereich 210 entsprechen dabei keinem Motiv an sich. Lediglich die Form des Bereichs 210 auf den der Klebstoff aufgebracht wird entspricht in Form und Größe dem aufzubringenden Motiv.
Vorzugsweise ist das Druckmodul als digitales Druckmodul, beispielsweise ein Ink-Jet-Druckmodul ausgebildet, sodass das aufgebrachte Motiv, bzw. der Bereich in dem Klebstoff auf den Behälter 130 aufgebracht wird, leicht entsprechend Motivvorgaben verändert werden kann. So kann beispielsweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung für jeden Behälter ein anderes Motiv aufgebracht werden, indem der Bereich 210, auf den durch das Druckmodul 101 Klebstoff aufgebracht wird, verändert wird.
In einem zweiten, dem ersten Verfahrensschritt nachgeordneten Verfahrensschritt wird mittels der ersten Härtungseinrichtung 105, wie sie in 1a dargestellt ist, der Klebstoff in den Bereichen vorgehärtet, sodass ein mit vorgehärtetem Klebstoff ausgestatteter Bereich 220 entsteht. Der vorgehärtete Klebstoff unterscheidet sich dabei von dem ursprünglich aufgebrachten Klebstoff, insbesondere in seiner Viskosität. Diese ist verglichen mit dem ersten Prozessschritt höher, sodass der Klebstoff auf der Oberfläche des Behälters 131 nicht oder deutlich weniger zerfließt. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Fließgeschwindigkeit entlang einer Oberfläche des Behälters, die parallel zur Richtung der Erdanziehungskraft verläuft, geringer als 1 mm/s, bevorzugt weniger als 0,5 mm/s ist. Somit wird sichergestellt, dass der Klebstoff an der Oberfläche des Behälters nicht verläuft, bis das Dekorationsmaterial auf diesen Bereich 220 aufgedrückt wird.
Im in 2c dargestellten Verfahrensschritt wird die Prägefolie 250, bestehend aus dem Trägerband 251 und dem darauf aufgebrachten Dekorationsmaterial 252 durch die Applikationseinrichtung, insbesondere durch die Andrückrolle 121 auf die Oberfläche des Behälters gedrückt. Dabei kann auch der Behälter relativ zur Andrückrolle 121 gedreht werden, um das Dekorationsmaterial auf einen ausgedehnten Bereich aufzudrücken. Bei diesem Prozess bleiben Teile des Dekorationsmaterials auf dem mit vorgehärtetem Klebstoff ausgestatteten Bereich 230 des Behälters 132 haften und lösen sich vom Trägerband 251, während der Rest des Dekorationsmaterials auf dem Trägerband 251 verbleibt. Somit wird der Behälter in dem mit vorgehärtetem Klebstoff ausgestatteten Bereich 230 mit dem Dekorationsmaterial ausgestattet. In dem Dekorationsmaterial 252 auf dem Trägerband 251 entsteht bei diesem Prozess eine dem Bereich 230 entsprechende Lücke. Vorzugsweise wird ein Bereich aus dem Dekorationsmaterial herausgelöst, der in seiner Form und Abmessung exakt dem Bereich 230 entspricht.
3a bis 3c zeigen eine alternative Ausführungsform, bei der der Klebstoff auf das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband entsprechend der Ausführungsform der 1b aufgebracht wird. In dem Verfahrensschritt gemäß 3a wird durch das Druckmodul 102 Klebstoff im Bereich 310 auf das Dekorationsmaterial 352 auf dem Trägerband 351 aufgebracht. Bevorzugt erfolgt dies in einem Bereich, in dem die Prägefolie 350 umfassend das Trägerband 351 und das darauf angeordnete Dekorationsmaterial zwischen zwei Rollen, von denen hier nur eine Rolle 142 dargestellt ist, gespannt wird. So kann sichergestellt werden, dass der Klebstoff auf dem richtigen Bereich bzw. nur auf dem vorgesehenen Bereich auf dem Dekorationsmaterial 352 aufgebracht wird und sich weiterhin keine Falten im Trägerband und dem Dekorationsmaterial bilden.
Dem Druckmodul 102 ist in Transportrichtung der Prägefolie 350 die erste Härtungseinrichtung 106 gemäß 1b nachgeordnet. Mittels der Härtungseinrichtung 106 wird der Klebstoff in dem Bereich 320 vorgehärtet. Dabei kann die Härtungseinrichtung 106 kontinuierlich betrieben werden, sofern die abgegebene Strahlung (beispielsweise UV-Licht oder Wärme) das Dekorationsmaterial und das Trägerband nicht nachteilig beeinflussen, indem beispielsweise Materialeigenschaften verändert werden. In jedem Fall kann das von der Härtungseinrichtung 106 abgegebene UV-Licht oder die ansprechende Wärme in dem Bereich 320 eingebracht werden, um den Klebstoff vorzuhärten.
Im Verfahrensschritt gemäß 3c wird dann das Dekorationsmaterial 352 auf dem Trägerband 351 gegen einen Behälter 132 gedrückt, wobei der vorgehärtete Klebstoff mit der Oberfläche des Behälters in Kontakt tritt und das Dekorationsmaterial in dem Bereich 331 von dem Trägerband 351 gelöst wird. Damit auch ein Bereich des Behälters 132 mit Dekorationsmaterial versehen werden kann, der sich entlang der Umfangsrichtung des Behälters erstreckt, kann vorgesehen sein, dass der Behälter analog zu der Ausführungsform gemäß 2, während des Andrückens des Dekorationsmaterials 352 durch beispielsweise die Andrückrolle 121 der Applikationseinrichtung, gedreht wird.
Den Verfahrensschritten gemäß 2c und 3c nachgeordnet kann dann die entsprechende zweite Härtungseinrichtung folgen, mittels derer der Klebstoff durch das Dekorationsmaterial, das auf dem Behälter aufgebracht wurde, abschließend ausgehärtet wird. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass diese Aushärtung noch im Bereich der Applikationseinrichtung, insbesondere durch die Andrückrolle 121 hindurch erfolgt. In diesem Fall ist vorgesehen, dass die zweite Härtungseinrichtung vorzugsweise UV-Licht abgibt und die Andrückrolle 121 für das UV-Licht zumindest teilweise transparent ist, also einen Absorptionskoeffizienten im ultravioletten Bereich kleiner als 1, vorzugsweise kleiner 0,2 aufweist. Vorteilhaft ist eine Ausbildung der Andrückrolle als hohle Rolle, da so die Absorption weiter reduziert werden kann.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass, falls die zweite Härtungseinrichtung der Applikationseinrichtung nachgeordnet bzw. stromabwärts dieser angeordnet ist, zwischen der zweiten Härtungseinrichtung und der Applikationseinrichtung ein weiteres Druckmodul oder weitere Druckmodule angeordnet ist, das ausgebildet ist, die Oberfläche des Behälters zu bedrucken, wobei insbesondere der Bereich 330 bzw. der Bereich 230, in dem das Dekorationsmaterial auf den Behälter aufgebracht wurde, bedruckt wird. So kann über die zweite Härtungseinrichtung ein Aushärten der aufgebrachten Drucktinte und gleichzeitig ein Aushärten des Klebstoffs erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012112556 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung (100) zum Aufbringen von Dekorationselementen auf Behälter wie beispielsweise Flaschen (130), mit einer Transporteinrichtung (150) zum Transport der Behälter, und mit einer Applikationseinrichtung (120), die ein auf einem Trägerband (251, 351) bereitgestelltes Dekorationsmaterial (252, 352) an der Oberfläche des Behälters (130), zum Applizieren wenigstens eines Teils des Dekorationsmaterials (252, 352) auf die Oberfläche des Behälters, vorbeiführen kann, und mit einem stromaufwärts der Applikationseinrichtung (120) angeordneten Druckmodul (101, 102), das einen Klebstoff auf Bereiche (210, 310) des Dekorationsmaterials (252, 352) und/oder der Oberfläche des Behälters aufbringen kann und mit einer stromabwärts des Druckmoduls (101, 102) und stromaufwärts der Applikationseinrichtung (120) angeordneten ersten Härtungseinrichtung (105, 106), die den Klebstoff vorhärten kann, bevor das Dekorationsmaterial (252, 352) an der Oberfläche des Behälters vorbeigeführt wird, und mit einer stromabwärts der Applikationseinrichtung (120) angeordneten, zweiten Härtungseinrichtung (180), die den Klebstoff nach Applikation des Dekorationsmaterials (252, 352) auf die Oberfläche des Behälters aushärten kann.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Applikationseinrichtung (120) wenigstens eine Andrückrolle (121) umfasst, die das Dekorationsmaterial an der Oberfläche des Behälters vorbeiführen kann, wobei die Andrückrolle (121) eine flexible äußere Schicht umfasst, die sich an die Oberflächenkontur des Behälters anpassen kann.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Applikationseinrichtung (120) weiterhin eine Umlenkrolle (122) umfasst, wobei eine Verstelleinrichtung vorgesehen ist, die die Position der Umlenkrolle (122) relativ zur Andrückrolle (121) zum Einstellen eines Ablösewinkels des Dekorationsmaterials (252, 352) von dem Trägerband (251, 351) verändern kann.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste und zweite Härtungseinrichtung (105, 106, 180) eines von einer UV-Lichtquelle oder einem Heizmodul umfasst.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Abfördereinrichtung (160) umfasst, die das Trägerband mit nicht auf die Oberfläche des Behälters applizierten Teilen des Dekorationsmaterials aus der Applikationseinrichtung (120) abfördern kann, die Abfördereinrichtung (160) umfassend eine Rolle (161), auf die das Trägerband mit Dekorationsmaterial aufgewickelt werden kann und/oder einen Entsorgungsbehälter, in dem das Trägerband mit dem Dekorationsmaterial entsorgt werden können.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Spendeeinrichtung (140) umfasst, in der das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband für die Applikationseinrichtung (120) bereitgestellt wird und wobei das Trägerband mit dem Dekorationsmaterial mittels wenigstens einer Umlenkrolle (142) von der Spendereinrichtung (140) in die Applikationseinrichtung (120) transportiert werden kann.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 6, wobei die Spendeeinrichtung (140) mehrere Halterungen (141) für Rollen von Trägerbändern mit Dekorationsmaterial umfasst und ausgebildet ist, bei Leerlauf einer Rolle automatisch die Zuführung von Trägerband mit Dekorationsmaterial für die Applikationseinrichtung (120) von einer anderen Rolle zu starten.
Verfahren zum Ausstatten von Behältern mit Dekorationselementen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst Bereitstellen eines auf die Oberfläche des Behälters zu übertragenen Dekorationsmaterials (252, 352) auf einem Trägerband (251, 351) Aufbringen eines Klebstoffs auf Bereiche (230, 330) der Oberfläche des Behälters und/oder des Dekorationsmaterials (252, 352) auf dem Trägerband (251, 351) Vorhärten des Klebstoffs Vorbeiführen des Dekorationsmaterial (252, 352) auf dem Trägerband (251, 351) und Applizieren eines Teils des Dekorationsmaterials (252, 352) entsprechend den Bereichen mittels einer Applikationseinrichtung (120), wobei das Dekorationsmaterial (252, 352) dabei entsprechend den Bereichen von dem Trägerband (251, 351) gelöst wird Aushärten des Klebstoffs.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Klebstoff auf Bereichen (230) auf der Oberfläche des Behälters aufgebracht wird und das Dekorationsmaterial (252) auf dem Trägerband (251) durch die Applikationseinrichtung (120) auf die Oberfläche des Behälters angedrückt wird und die Teile des Dekorationsmaterials, die mit dem vorgehärteten Klebstoff auf den Bereichen der Oberfläche des Behälters in Kontakt kommen, von dem Trägerband gelöst werden und die übrigen Teile des Dekorationsmaterials auf dem Trägerband verbleiben.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Klebstoff auf Bereichen (310) auf dem Dekorationsmaterial (352) auf dem Trägerband (351) aufgebracht wird und das Dekorationsmaterial auf dem Trägerband durch die Applikationseinrichtung (120) auf die Oberfläche des Behälters angedrückt wird und die Teile des Dekorationsmaterials, die mit dem vorgehärteten Klebstoff in den Bereichen versehen sind, auf der Oberfläche des Behälters verbleiben und die übrigen Teile des Dekorationsmaterials auf dem Trägerband verbleiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Ablösewinkel (195) des Dekorationsmaterials von dem Trägerband durch Einstellen der Position einer Umlenkrolle (122) in Relation zu einer Andrückrolle (121) der Applikationseinrichtung (120) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Vorhärten und/oder das Aushärten des Klebstoffs durch Bestrahlung mit UV-Licht oder Wärmeeintrag erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das Trägerband mit den übrigen Teilen des Dekorationsmaterials aus der Applikationseinrichtung (120) abtransportiert und auf eine Rolle (161) aufgewickelt oder in Entsorgungsbehältern entsorgt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Trägerband (252) mit dem Dekorationsmaterial (251) der Applikationseinrichtung (120) durch eine Spendeeinrichtung (140) bereitgestellt wird, wobei die Spendereinrichtung (140) mehrere Halterungen (141) umfasst, auf denen Rollen mit Trägerband mit Dekorationsmaterial angeordnet sind und wobei zum Zuführen des Trägerbands mit dem Dekorationsmaterial eine Rolle abgerollt wird, wobei bei Leerlauf einer Rolle die Spendereinrichtung (140) automatisch damit beginnt, das Trägerband mit dem Dekorationsmaterial von einer weiteren Rolle bereitzustellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei der Behälter nach dem Aushärten des Klebstoffs in den Bereichen (230, 330) wenigstens in den Bereichen bedruckt wird.