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EP3681725A1 - Druckmaschine zum direktbedrucken von behältern - Google Patents

Druckmaschine zum direktbedrucken von behältern

Info

Publication number
EP3681725A1
EP3681725A1 EP18734806.5A EP18734806A EP3681725A1 EP 3681725 A1 EP3681725 A1 EP 3681725A1 EP 18734806 A EP18734806 A EP 18734806A EP 3681725 A1 EP3681725 A1 EP 3681725A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
printing
containers
radiation
curing
container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18734806.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes REGENSBURGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP3681725A1 publication Critical patent/EP3681725A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J11/0021—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation
    • B41J11/00212—Controlling the irradiation means, e.g. image-based controlling of the irradiation zone or control of the duration or intensity of the irradiation
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    • B41J11/00218—Constructional details of the irradiation means, e.g. radiation source attached to reciprocating print head assembly or shutter means provided on the radiation source
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    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B41J3/40733—Printing on cylindrical or rotationally symmetrical objects, e. g. on bottles

Definitions

  • the invention relates to a printing machine for direct printing of containers according to the preamble of claim 1 and a curing unit for printing ink on containers according to the preamble of claim 7 and a method for direct printing of containers according to the preamble of claim 10.
  • Radiation-reactive inks that cure by exposure to UV light are increasingly being used for direct printing of containers.
  • radiation-reactive printing inks are cured in the area of the printing press. This process is also known as pinning or fishing.
  • the printing units are assigned to curing units with radiation sources for irradiating the previously printed container areas.
  • the edge sharpness of imprints can be improved, since excessive bleeding of the printing inks is prevented.
  • the hardening of white background ink before overprinting with the actual process colors such as yellow, magenta, cyan and black.
  • the time interval permitted in each case between the imprint and the curing determines the extent to which the ink runs. In this case, it is generally desirable to control the extent of the color progression as flexibly and reproducibly as possible even when the printing press is running at different speeds and / or different printing inks and / or different container materials.
  • a generic printing machine is known from DE 10 2013 217 659 A1.
  • curing units are provided for irradiating the light of printing ink on containers in the periphery of a container carousel.
  • the curing units can be adjusted radially with respect to the carousel by means of a linear drive in order to adjust the irradiance resulting on the container surface.
  • the curing unit can thereby be adapted to different container cross sections.
  • Suitable curing radiation is, for example, UV light, which according to DE 10 2012 209 085 A1 is emitted by LED lamps and deflected by means of optical elements, such as cylindrical lenses or the like, onto the container areas to be irradiated can. Also, such optical elements allow a change in the light distribution on the surface to be irradiated, for example by variation in distance between the UV LED lamp and the optical element.
  • a disadvantage of the described printing machines and curing units is that the time interval between expression and hardening also changes with a change in the transport speed of the carousel, for example when starting up and shutting down the printing press. Another disadvantage is that you can adjust this time interval or only with considerable effort to changing environmental conditions, inks and / or container materials. As a result, the flowability of the printed inks prior to cure is inadequate in many cases.
  • this is for direct printing of containers and includes: a carousel for the continuous transport of the containers; on the carousel stationary arranged printing units with printheads for radiation-reactive inks; and individual and / or more of the printing units associated with curing units with respect to the carousel adjustable radiation sources for curing the printing inks.
  • the radiation sources are adjustable / movable / pivotable in the transport direction of the containers.
  • an adjustment in the transport direction is meant a positioning of the radiation sources by driving and / or pivoting substantially along and / or tangential to the transport path of the containers, in particular with respect to the pitch circle of the carousel. This is to be understood in contrast to an adjustment or positioning of the radiation sources away from or towards the transport path.
  • the transport distance between the imprint on the printing units and the curing of the associated curing unit can be adjusted specifically.
  • the respective actual time interval between printing and curing can be flexibly adapted to an example, material-specific and / or temperature-specific predetermined time interval between printing and curing.
  • the desired time interval between printing and curing depends, for example, on the type of radiation-reactive ink, on the container material to be printed and / or on the ambient temperature prevailing during the printing.
  • Driving the curing units in the direction of transport refers to changes in the transport distance from the printing unit, as opposed to exclusively adjusting the irradiation distance of the light sources from the containers.
  • the light sources are preferably UVA LED emitters with emission maxima of at most 400 nm, in particular from 365 to 395 nm.
  • the printing press further comprises electronic control for automatically adjusting transport distances between associated printheads and radiation sources in dependence on the transport speed of the containers and on predetermined or calculated target time intervals between printing and curing of the printing inks.
  • the desired time intervals for a specific printing ink and a specific container material are predetermined and / or calculated for a specific ambient temperature.
  • the actual transport speed of the containers is used by the controller to calculate a transport distance suitable for the respective transport speed and the predetermined target time interval.
  • the controller then instructs the curing unit to approach a suitable irradiation position of the irradiation sources substantially in or opposite to the transport direction to adjust the calculated transport distance.
  • the actual time interval between printing and curing of the inks can be adjusted to the applicable target time interval even with variations in the transport speed, such as when starting and shutting down the printing press.
  • control is designed for color-specific specification of the desired time intervals for individual printing units.
  • optimized flow properties of the respective printing ink can then be reproducibly and flexibly produced for the color components of a color model, such as, for example, CMYK, applied successively in layers.
  • the radiation intensity of the radiation sources and / or their duty cycle per container are also controllable.
  • LED emitters with adjustable relative radiation power of, for example, at most 10 to 100% are particularly suitable.
  • LED spotlights can be turned on and off within a few milliseconds to irradiate the imprints each in a treatment cycle over a predetermined period.
  • the intensity and duration of the curing can be adapted specifically to specific color types and container materials, as well as to different transport speeds of the containers and / or the ambient temperature.
  • the printing press preferably comprises groups of docking stations arranged in pairs for the printing units and an immediately adjoining hardening unit. In the periphery of the carousel then several groups of two docking stations and one Anhärtungshow are arranged in the transport direction one behind the other.
  • a first group could be designed to imprint and harden a white background color.
  • An adjoining second group could be designed to imprint and harden two color components of a color model, in particular first yellow and then magenta.
  • a subsequent third group could be designed to print and harden two further color components of the color model, in particular first cyan and then black.
  • a fourth group could follow to print and harden a further layer of white background ink.
  • a fifth group could be present for printing and curing black ink or any color component of the color model.
  • multicolor prints in individual layers of color can be printed on one another in a controlled manner and hardened, as well as special overprints, such as, for example, labeling fields.
  • individual docking stations can remain unoccupied, for example, if only a single color layer is required for a covering printing base for a white base print. If, on the other hand, two successively applied white color layers are required for sufficient coverage of the container material, two adjacent printing units of a group can be put into operation.
  • the printing units required for certain printing tasks can be efficiently / flexibly arranged / activated on the printing machine and the curing units can be positioned at a suitable transport distance.
  • the printing units each comprise at least two, in particular at least three print heads for vertically overlapping partial imprints.
  • the radiation sources cover the vertical pressure range of all partial imprints, in particular a vertical range of at least 120 mm.
  • two printheads are positioned one above the other and a third printhead vertically in between and overlapping with the other two printheads, preferably upstream in the transport direction of the other two printheads.
  • the transport distance between printing and curing can then be determined, for example, as the distance between the superimposed print heads and the associated curing unit.
  • container side walls with commercially available dimensions in the vertical direction can be continuously provided with printed images.
  • the individual print layers are then printed continuously and cured.
  • the object is also achieved with a Anhärtungshow according to claim 7. Accordingly, this is for the curing of ink on containers in a printing machine according to at least one of the embodiments described above.
  • the curing unit comprises a radiation source for irradiating an imprint on the containers with an annealing radiation and a frame with which the radiation source can be moved relative to a transport path of the containers.
  • the frame for adjusting / driving / pivoting the radiation source in the transport direction of the container is formed.
  • Printing machines can also be retrofitted with such curing units. In conjunction with existing printheads and the carousel of the printing press can thus achieve the advantages described above.
  • the frame comprises a motor-driven linear drive, in particular in the form of a cross slide, for positioning the radiation source in the transport direction.
  • a linear drive for example, be aligned substantially tangentially with respect to the transport path of the container.
  • the linear drive can be oriented so that it includes in its adjustment with the transport path of the container acute angle of at most 10 °.
  • the cross slide can have an arc-shaped course adapted to the pitch circle of the carousel, for example by means of a correspondingly curved guide and a carriage running along it.
  • the radiation sources can be adjusted particularly flexibly into a suitable irradiation position in the transport direction and to a suitable irradiation distance, which is defined in particular radially with respect to the carousel.
  • the frame for motorized adjustment of a transport distance between an irradiation position of the radiation source and a printing position of an associated print head is formed in particular along a transport path of the container.
  • the frame for this purpose comprises an automatically controllable drive for setting the irradiation position in the transport direction and preferably also orthogonal thereto, ie in the main irradiation direction.
  • the stated object is also achieved by a method according to claim 10. Accordingly, this is used for direct printing of containers during their continuous transport on a carousel. Furthermore, radiation-reactive inks are printed in layers by means of stationary print heads and radiation sources and hardened. According to the invention, actual time intervals between imprinting and associated hardening as a function of a transport speed of the containers are adjusted by adjusting the radiation sources in the transport direction of the containers to desired time intervals between printing and associated hardening. Thus, a desired flow behavior of the printing inks can be achieved even with varying transport speed.
  • a layered imprint is to be understood as meaning that individual color layers of a white background and / or individual color components of a color model are applied one above the other by means of separate printing units in succession and depending on the printing motif.
  • the hardening takes place either after the application of a single coat of paint or after the application of two coats of paint.
  • transport distances defined between the irradiation positions of the radiation sources and the printing positions of the assigned print heads are automatically readjusted in the event of a change in the transport speed and / or an ambient temperature.
  • Actual values of the transport speed and the ambient temperature can be easily determined during the current printing operation. This facilitates continuous control of the transport distances.
  • both actual time intervals between the imprint and associated hardening can be adapted to their respective desired values, as well as predetermined time intervals between imprint and associated hardening suitable for the respective prevailing conditions, in particular for a measured ambient temperature.
  • the desired time intervals are specified specifically for the container material to be printed and / or the applied ink.
  • Corresponding desired values can be stored, for example, in a central controller of the printing press and adjusted flexibly and reproducibly depending on the product to be produced. Thus, high quality imprints on different containers are possible with little retooling.
  • a radiation intensity and / or irradiation duration with hardening radiation is preferably set by machine as a function of the transport speed of the containers, ie by means of the controller. This not only affects the running of the printing inks before setting, but also the extent of the respective hardening for subsequent further processing, in particular overprinting.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a printing press
  • Figure 2 is a schematic plan view of a Anhärtungsech and an associated
  • the printing press 1 comprises a carousel 2, on which the containers 3 rotate in a plurality of holders 4 which rotate about themselves (only a few of which are shown) in a manner known per se. Also indicated schematically are a control 5, an inlet star 6, an outlet star 7, an input-side monitoring unit 8 for the containers 3 to be printed and an output-side inspection unit 9 for the containers 3 circulating in the transport direction 10 and ready-printed containers 3.
  • stationary docking stations 1 1 are formed for printing units 12 and stationary mounting positions 13 for Anhärtungscheren 14. These are preferably arranged in groups of two docking stations 1 1 and one subsequent to the transport direction 10 mounting position 13 along the circumference of the printing press 1 in a suitable manner.
  • the curing units 14 comprise radiation sources 15, which can be adjusted in or opposite to the transport direction 10.
  • any docking stations 11 'and / or assembly positions 13' may remain unoccupied individually or in groups.
  • the printing stations 12 are further exemplified for better understanding with each of the printing inks to be processed.
  • the ink W denotes the background white
  • the ink Y the color component yellow
  • the ink M the color component magenta
  • the ink C the color component cyan
  • the ink K the color component black of a CMYK color model.
  • FIG. 1 reveals in this regard, for example, two subbing layers of the printing ink W are applied successively on the containers 3 by one printing unit 12 each and hardened with a common hardening unit 14 for the subsequent overprinting with the individual color components.
  • the overprinting is expediently from light to dark.
  • the color components yellow and magenta are applied successively in layers by means of separate printing units 12 and cured together with an immediately following curing unit 14 together for the subsequent overprinting.
  • a sequence of two printing units 12 and a common curing unit 14 is shown by way of example for an optional overprinting of partial areas of the imprint to be produced with the background white, for example for a subsequent inscription.
  • At one of the unoccupied in the example docking stations 1 1 'and at the unoccupied mounting position 13' could then, for example, a single printing unit 12 to renew Applying the ink K or the like, for example, for a label, and an associated curing unit 14 are arranged.
  • FIG. 2 schematically illustrates one of the curing units 14, which are preferably of essentially identical construction.
  • the curing unit 14 comprises at least one horizontally displaceable radiation source 15 for emitting an annealing radiation 16.
  • the hardening radiation can be used to specifically control the flow behavior of a radiation-reactive ink layer 17 applied immediately beforehand or of two immediately previously applied radiation-reactive ink layers 17, in particular for an immediate subsequent overprinting at least one further color layer 17.
  • the radiation source 15 is preferably an LED emitter.
  • the curing radiation 16 preferably comprises UVA light and has its emission maximum corresponding to the UVA.
  • the curing radiation 16 may be directed by suitable optical elements, such as cylindrical lenses or the like (not shown), onto the container 3 running along the radiation sources 15 in the direction of transport 10.
  • the curing unit 14 comprises a frame 18 with which the radiation source 15 can be adjusted at least in and against the transport direction 10.
  • the frame 18 preferably comprises a cross table 19 with a first linear drive 19a for adjusting the radiation source 15 in and against the transport direction 10 and with a second linear drive 19b for the particular radial adjustment of the radiation source 15 to the carousel 2 out and away.
  • the print heads 20-22 are preferably arranged for a vertically overlapping printing on the printing unit 12 in a known manner.
  • the print heads 21 and 22 are arranged (concealed) one above the other and the print head 20 next to it in a position lying vertically therebetween for a total overlapping direct printing by means of the print heads 20-22.
  • the center of the beam of the curing radiation 16 intersects the transport path 23 of FIG Container 3.
  • the transport path 23 can be defined for the lateral surface (as shown) or the main axis (not shown) of the container 3.
  • the container 3 for example, printed by the print head 21.
  • a transport distance 24 defined between imprint and hardening, which is shown in Figure 2 for the sake of simplicity as a straight double arrow.
  • the transport distance 24 can be adjusted as a priority and, with the second linear drive 19b, primarily an irradiation distance 25 between the radiation source 15 and the color layer 17 to be adhered.
  • the cross table 19 also allows a combined two-dimensional method of the radiation source 15 equidistant to the transport path 23, ie a change of the transport distance 24 at a constant irradiation distance 25. This would in principle also be possible with a circumferentially on the carousel 2 extending guide rail and a running carriage for the radiation source 15 (not shown).
  • transport distance 24 sets an actual time interval between the termination of Imprinting and the onset of hardening. Such a time interval is also referred to as "time-to-pin".
  • the hardening begins either with a cyclic switching on of the radiation source 15 or, with continuous operation of the radiation source 15, upon entry of the at least one ink layer 17 to be hardened into the hardening radiation 16.
  • each curing unit 14 By adjusting the radiation source 15 in the transport direction 10, so for example tangentially to or along the transport path 23, in particular by means of the first linear drive 19a, depending on the transport speed of the container 3 actual time interval between imprinting and curing to a in the controller 5 for the each curing unit 14 optionally also color-specific separately predetermined target time interval between printing and curing to be aligned.
  • the desired time interval can be specified specifically for the printing ink W, Y, M, C, K as well as for the container material to be printed, for example by programming the controller 5 and / or specific input.
  • the desired time interval can be adapted to a prevailing ambient temperature in order to set the desired flow properties, for example for a subsequent overprinting.
  • the ambient temperature is monitored continuously and the target time interval by the controller 5 temperature-dependent, for example, based on empirically determined and tabular and / or algorithmically stored relationships updated.
  • at least one ambient temperature sensor 26 may be present in the region of the curing unit 14 and / or printing machine 1.
  • the position of the radiation source 15 in the transport direction 10 can be adapted both to a changed set time interval between imprinting and curing and the actual time interval, in particular with a change in the transport speed of the container 3, always to the respective applicable target time interval are adjusted.
  • the flow properties of the individual printing inks W, Y, M, C, K can be reproducibly optimized in the current printing operation.
  • significant changes in the transport speed of the container 3 can be compensated, in particular when starting and / or shutting down the carousel. 2
  • the printing machine 1 can be operated as follows.
  • predetermined or individual time intervals between the respective imprint and associated hardening are predetermined, for example on the basis of empirically determined correlations in the controller 5, optionally specific to individual of the printing inks W, Y, M, C, K and / or specific for the type of container to be printed 3.
  • the flow time and thus the running of individual print layers 17 before curing is influenced, for example, for a controlled bleeding of ink drops before overprinting with at least one further print layer 17.
  • the desired time intervals for example manually entered, in a suitable manner the controller 5 transmitted and / or held in this, in particular for an automatic adjustment in a variety change or the like.
  • the transport speed of the container 3 can be calculated from the continuously monitored speed of the carousel 2 in a simple manner.
  • the transport distance 24 is first adjusted to match the prevailing at the beginning of the printing operation transport speed of the container 3. In subsequent changes in the transport speed of the transport distance 24 is readjusted, for example by controlling the first linear actuator 19a so that the actual time interval between each associated imprint and hardening is adjusted as possible to the respective applicable target time interval. If the transport speed increases, the transport distance 24 increases accordingly, and vice versa.
  • the actual time interval or desired time interval may refer to any print head 20-22 of a particular printing unit 12 or a group of printing units 12.
  • the ambient temperature may change during the continuous direct pressure on the containers 3, so that an adjustment of the desired time interval for a suitable running of the print layers 17 may be necessary.
  • the desired time interval for the individual curing units 14 is preferably changed in dependence on relationships between the ambient temperature and the desired time interval for specific printing inks and / or container types stored in the controller 5.
  • the positions of the individual radiation sources 15 are then adjusted to the new desired time interval by methods in the transport direction 10.
  • the running of the individual printing layers 17 by temporally coordinated curing in particular for the immediately following overprinting under different operating conditions, for example in speed changes of the carousel 2 and / or fluctuations in ambient temperature, always controllable and also flexible in format changes by specific adaptation of the desired time intervals customizable.
  • the number and positioning of the printing units 12 and assigned curing units 14 shown schematically in FIG. 1 is merely an example.
  • the distance between adjacent printing units 12 and curing units 14 is preferably reduced or minimized in order to be able to arrange in particular additional printing units 12 and / or curing units 14 immediately downstream of the input-side monitoring unit 8 and / or immediately upstream of the output-side inspection unit 9. Conceivable then would be, for example, fourteen printing units 12th

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Abstract

Beschrieben werden eine Druckmaschine (1) zum Direktbedrucken von Behältern (3), eine Anhärtungseinheit (14) für die dabei verwendeten Druckfarben (W, Y, C, M, K) auf den Behältern (3) und ein Verfahren für den Direktdruck auf die Behälter (3). Demnach umfasst die Druckmaschine (1) ein Karussell (2) zum kontinuierlichen Transport der Behälter (3), am Karussell (2) stationär andockbare Druckaggregate (12) mit Druckköpfen für strahlungsreaktive Druckfarben und einzelne und/oder mehrere den Druckaggregaten (12) zugeordnete Anhärtungseinheiten (14) mit bezüglich des Karussells (2) verstellbaren Strahlungsquellen (15) zum Anhärten der Druckfarben. Dadurch, dass die Strahlungsquellen (15) in Transportrichtung der Behälter (3) verfahrbar sind, kann ein Zeitintervall zwischen dem Aufdruck und dem zugehörigen Anhärten auch bei variierender Transportgeschwindigkeit der Behälter (3) konstant gehalten und/oder an geänderte Umgebungsbedingungen und/oder Behältermaterialien angepasst werden.

Description

Druckmaschine zum Direktbedrucken von Behältern
Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine zum Direktbedrucken von Behältern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anhärtungseinheit für Druckfarbe auf Behältern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 und ein Verfahren zum Direktbedrucken von Behältern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Strahlungsreaktive Druckfarben, die beispielsweise durch Bestrahlung mit UV-Licht aushärten, werden zunehmend für das Direktbedrucken von Behältern verwendet. Um das Verlaufen solcher Druckfarben unmittelbar nach dem Druckvorgang gezielt zu beeinflussen und insbesondere die Fließfähigkeit für ein nachfolgendes Überdrucken mit einer weiteren Farbschicht auf geeignete Weise zu reduzieren, werden strahlungsreaktive Druckfarben im Bereich der Druckmaschine angehärtet. Dieser Vorgang wird auch als Pinning oder Angelieren bezeichnet.
Hierfür sind den Druckaggregaten Anhärtungseinheiten mit Strahlungsquellen zur Bestrahlung der zuvor bedruckten Behälterbereiche zugeordnet. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise die Kantenschärfe von Aufdrucken verbessern, da ein übermäßiges Verlaufen der Druckfarben verhindert wird. Üblich ist ferner das Anhärten weißer Untergrundfarbe vor dem Überdrucken mit den eigentlichen Prozessfarben, wie beispielsweise Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz.
Das jeweils zwischen dem Aufdruck und dem Anhärten zugelassene Zeitintervall bestimmt dann das Ausmaß, in dem die Druckfarbe verläuft. Hierbei ist es generell wünschenswert, das Ausmaß des Farbverlaufs auch bei unterschiedlich schnell laufender Druckmaschine und/oder unterschiedliche Druckfarben und/oder unterschiedliche Behältermaterialien möglichst flexibel und reproduzierbar zu kontrollieren.
Eine gattungsgemäße Druckmaschine ist aus der DE 10 2013 217 659 A1 bekannt. Bei dieser Druckmaschine sind Anhärtungseinheiten zur Lichtbestrahlung von Drucktinte auf Behältern in der Peripherie eines Behälterkarussells vorhanden. Die Anhärtungseinheiten können mit Hilfe eines Lineartriebs radial bezüglich des Karussells verstellt werden, um die auf der Behälteroberfläche resultierende Bestrahlungsstärke anzupassen. Ferner kann die Anhärtungseinheit dadurch an verschiedene Behälterquerschnitte angepasst werden.
Als Anhärtungsstrahlung eignet sich beispielsweise UV-Licht, das gemäß der DE 10 2012 209 085 A1 von LED-Lampen abgestrahlt und mittels optischer Elemente, wie beispielsweise Zylinderlinsen oder dergleichen, auf die zu bestrahlenden Behälterbereiche abgelenkt werden kann. Auch ermöglichen derartige optische Elemente eine Veränderung der Lichtverteilung auf der zu bestrahlenden Fläche, beispielsweise durch Abstandsvariation zwischen der UV-LED- Lampe und dem optischen Element.
Nachteilig bei den beschriebenen Druckmaschinen und Anhärtungseinheiten ist jedoch, dass sich das Zeitintervall zwischen Ausdruck und Anhärten bei einer Änderung der Transportgeschwindigkeit des Karussells ebenso ändert, beispielsweise beim Anfahren und beim Herunterfahren der Druckmaschine. Nachteilig ist zudem, dass man dieses Zeitintervall nicht oder nur mit erheblichem Aufwand an geänderte Umgebungsbedingungen, Druckfarben und/oder Behältermaterialien anpassen kann. Folglich lässt sich das Fließverhalten der aufgedruckten Farben vor dem Anhärten in vielen Fällen nur unzureichend kontrollieren.
Es besteht daher der Bedarf für Druckmaschinen, Anhärtungseinheiten und Verfahren zum Direktbedrucken von Behältern, bei denen sich wenigstens eines der obigen Probleme vermeiden oder zumindest abmildern lässt.
Die gestellte Aufgabe wird mit einer Druckmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Demnach dient diese zum Direktbedrucken von Behältern und umfasst: ein Karussell zum kontinuierlichen Transport der Behälter; am Karussell stationär angeordnete Druckaggregate mit Druckköpfen für strahlungsreaktive Druckfarben; und einzelnen und/oder mehreren der Druckaggregate zugeordnete Anhärtungseinheiten mit bezüglich des Karussells verstellbaren Strahlungsquellen zum Anhärten der Druckfarben. Erfindungsgemäß sind die Strahlungsquellen in Transportrichtung der Behälter verstellbar / verfahrbar / schwenkbar.
Unter einem Verstellen in Transportrichtung ist ein Positionieren der Strahlungsquellen durch Fahren und/oder Schwenken im Wesentlichen entlang der und/oder tangential zur Transportbahn der Behälter gemeint, insbesondere bezüglich des Teilkreises des Karussells. Dies ist im Gegensatz zu einem Verstellen bzw. Positionieren der Strahlungsquellen von der Transportbahn weg oder zu dieser hin zu verstehen.
Somit lässt sich der Transportabstand zwischen dem Aufdruck an den Druckaggregaten und dem Anhärten an der zugeordneten Anhärtungseinheit gezielt einstellen. In Abhängigkeit von der jeweiligen Transportgeschwindigkeit der Behälter auf dem Karussell kann damit das jeweilige Ist-Zeitintervall zwischen Aufdruck und Anhärten flexibel an ein beispielsweise materialspezifisch und/oder temperaturspezifisch vorgegebenes Soll-Zeitintervall zwischen Aufdruck und Anhärten angepasst werden. Das Soll-Zeitintervall zwischen Aufdruck und Anhärten richtet sich beispielsweise nach dem Typ der strahlungsreaktiven Druckfarbe, nach dem zu bedruckendem Behältermaterial und/oder nach der beim Aufdruck herrschenden Umgebungstemperatur.
Unter einem Fahren der Anhärtungseinheiten in Transportrichtung sind Veränderungen des Transportabstands vom Druckaggregat gemeint, im Gegensatz zu einem ausschließlichen Anpassen des Bestrahlungsabstands der Lichtquellen von den Behältern.
Die Lichtquellen sind vorzugsweise UVA-LED-Strahler mit Emissionsmaxima von höchstens 400 nm, insbesondere von 365 bis 395 nm.
Vorzugsweise umfasst die Druckmaschine ferner eine elektronische Steuerung zum automatischen Einstellen von Transportabständen zwischen einander zugeordneten Druckköpfen und Strahlungsquellen in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit der Behälter und von vorgegebenen oder berechneten Soll-Zeitintervallen zwischen Aufdruck und Anhärten der Druckfarben. Beispielsweise werden die Soll-Zeitintervalle für eine bestimmte Druckfarbe und ein bestimmtes Behältermaterial vorgegeben und/oder für eine bestimmte Umgebungstemperatur berechnet.
Die Ist-Transportgeschwindigkeit der Behälter wird von der Steuerung dazu verwendet, einen zur jeweiligen Transportgeschwindigkeit und dem vorgegebenen Soll-Zeitintervall passenden Transportabstand zu berechnen. Die Steuerung weist die Anhärtungseinheit dann dazu an, eine geeignete Bestrahlungsposition der Bestrahlungsquellen im Wesentlichen in der oder entgegengesetzt zur Transportrichtung anzufahren, um den berechneten Transportabstand einzustellen. Somit kann das Ist-Zeitintervall zwischen Aufdruck und Anhärten der Druckfarben auch bei Variationen der Transportgeschwindigkeit, wie beispielsweise beim Anfahren und Herunterfahren der Druckmaschine, an das geltende Sollzeitintervall angeglichen werden.
Vorzugsweise ist die Steuerung zur farbspezifischen Vorgabe der Soll-Zeitintervalle für einzelne Druckaggregate ausgebildet. Beispielsweise können dann für die schichtweise nacheinander aufgetragenen Farbkomponenten eines Farbmodells, wie beispielsweise CMYK, optimierte Fließeigenschaften der jeweiligen Druckfarbe reproduzierbar und flexibel erzeugt werden.
Vorzugsweise sind ferner die Strahlungsintensität der Strahlungsquellen und/oder deren Einschaltdauer pro Behälter steuerbar. Zu diesem Zweck eignen sich insbesondere LED-Strahler mit einstellbarerer relativer Abstrahlleistung von beispielsweise höchstens 10 bis 100 %. Ebenso können derartige LED-Strahler innerhalb weniger Millisekunden eingeschaltet und ausgeschaltet werden, um die Aufdrucke jeweils in einem Behandlungstakt über eine vorgegebene Dauer zu bestrahlen. Dadurch können Intensität und Dauer des Anhärtens gezielt an bestimmte Farbtypen und Behältelmaterialien angepasst werden, ebenso an unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten der Behälter und/oder die Umgebungstemperatur.
Vorzugsweise umfasst die Druckmaschine Gruppen aus paarweise nebeneinander angeordneten Andockstationen für die Druckaggregate und einer unmittelbar anschließenden Anhär- tungseinheit. In der Peripherie des Karussells sind dann mehrere Gruppen aus jeweils zwei Andockstationen und einer Anhärtungseinheit in Transportrichtung hintereinander angeordnet.
Beispielsweise könnte eine erste Gruppe zum Aufdruck und Anhärten einer weißen Untergrundfarbe ausgebildet sein. Eine daran anschließende zweite Gruppe könnte zum Aufdruck und Anhärten von zwei Farbkomponenten eines Farbmodells ausgebildet sein, insbesondere zuerst Gelb und dann Magenta. Eine darauf folgende dritte Gruppe könnte zum Aufdruck und Anhärten von zwei weiteren Farbkomponenten des Farbmodells ausgebildet sein, insbesondere zuerst Cyan und dann Schwarz. Daran anschließend könnte beispielsweise eine vierte Gruppe zum Aufdruck und Anhärten einer weiteren Schicht weißer Untergrundfarbe folgen. Daran anschließend könnte beispielsweise eine fünfte Gruppe zum Aufdruck und Anhärten schwarzer Farbe oder einer beliebigen Farbkomponente des Farbmodells vorhanden sein.
Somit lassen sich Mehrfarbendrucke in einzelnen Farbschichten kontrolliert übereinander aufdrucken und anhärten, ebenso spezielle Überdrucke, wie beispielsweise Beschriftungsfelder. Hierbei können einzelne Andockstationen auch unbesetzt bleiben, beispielsweise wenn für einen weißen Basisdruck lediglich eine einzige Farbschicht für eine deckende Druckgrundlage benötigt wird. Werden dagegen zwei sukzessiv aufgetragene weiße Farbschichten für eine ausreichende Überdeckung des Behältermaterials benötigt, können zwei benachbarte Druckaggregate einer Gruppe in Betrieb genommen werden.
Somit lassen sich die für bestimmte Druckaufgaben benötigten Druckaggregate effizient und flexibel an der Druckmaschine anordnen / aktivieren und die Anhärtungseinheiten in geeignetem Transportabstand dazu positionieren.
Vorzugsweise umfassen die Druckaggregate jeweils wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei Druckköpfe für vertikal überlappende Teilaufdrucke. Dabei decken die Strahlungsquellen den vertikalen Druckbereich sämtlicher Teilaufdrucke ab, insbesondere einen vertikalen Bereich von wenigstens 120 mm. Bei derartigen Druckaggregaten sind beispielsweise zwei Druckköpfe übereinander positioniert und ein dritter Druckkopf vertikal dazwischenliegend und überlappend mit den anderen beiden Druckköpfen, vorzugsweise in Transportrichtung den beiden anderen Druckköpfen vorgeschaltet. Der Transportabstand zwischen Aufdruck und Anhärten lässt sich dann beispielsweise als Abstand zwischen den übereinanderliegenden Druckköpfen und der zugeordneten Anhärtungseinheit festlegen.
Folglich lassen sich Behälterseitenwände mit handelsüblichen Abmessungen in vertikaler Richtung durchgehend mit Druckbildern ausstatten. Die einzelnen Druckschichten werden dann jeweils durchgehend gedruckt und angehärtet.
Die gestellte Aufgabe wird ebenso mit einer Anhärtungseinheit gemäß Anspruch 7 gelöst. Demnach dient diese zum Anhärten von Druckfarbe auf Behältern in einer Druckmaschine nach wenigstens einer der oben beschriebenen Ausführungsformen. Die Anhärtungseinheit umfasst eine Strahlungsquelle zum Bestrahlen eines Aufdrucks auf den Behältern mit einer Anhärtungsstrahlung und ein Gestell, mit dem sich die Strahlungsquelle bezüglich einer Transportbahn der Behälter verfahren lässt. Erfindungsgemäß ist das Gestell zum Verstellen / Fahren / Schwenken der Strahlungsquelle in Transportrichtung der Behälter ausgebildet. Druckmaschinen können mit derartigen Anhärtungseinheiten auch nachgerüstet werden. Im Zusammenwirken mit vorhandenen Druckköpfen und dem Karussell der Druckmaschine lassen sich damit die oben beschriebenen Vorteile erzielen.
Vorzugsweise umfasst das Gestell einen motorisch angetriebenen Lineartrieb, insbesondere in Form eines Kreuzschlittens, zum Positionieren der Strahlungsquelle in Transportrichtung. Ein derartiger Lineartrieb kann beispielsweise im Wesentlichen tangential bezüglich der Transportbahn der Behälter ausgerichtet sein. Beispielsweise kann der Lineartrieb so ausgerichtet sein, dass er in seinem Verstellbereich mit der Transportbahn der Behälter spitze Winkel von höchstens 10° einschließt. Zur Positionierung in der bzw. entgegen der Transportrichtung kann der Kreuzschlitten einen an den Teilkreis des Karussells angepassten bogenförmigen Verlauf aufweisen, beispielsweise mittels einer entsprechend gekrümmten Führung und eines daran entlang laufenden Schlittens.
Mit einem Kreuzschlitten können die Strahlungsquellen besonders flexibel in eine geeignete Bestrahlungsposition in Transportrichtung und auf einen geeigneten Bestrahlungsabstand, der insbesondere radial bezüglich des Karussells definiert ist, eingestellt werden. Vorzugsweise ist das Gestell zum motorischen Einstellen eines Transportabstands zwischen einer Bestrahlungsposition der Strahlungsquelle und einer Druckposition eines zugeordneten Druckkopfs insbesondere entlang einer Transportbahn der Behälter ausgebildet. Beispielsweise umfasst das Gestell hierzu einen automatisch steuerbaren Antrieb zum Einstellen der Bestrahlungsposition in Transportrichtung und vorzugsweise auch orthogonal dazu, also in Hauptbestrahlungsrichtung. Damit kann das Ist-Zeitintervall zwischen Aufdruck und Anhärten an ein vorgegebenes Soll-Zeitintervall zwischen Aufdruck und Anhärten in Abhängigkeit einer herrschenden Transportgeschwindigkeit der Behälter angeglichen werden.
Die gestellte Aufgabe wird ebenso mit einem Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Demnach dient dieses zum Direktbedrucken von Behältern während ihres kontinuierlichen Transports auf einem Karussell. Ferner werden strahlungsreaktive Druckfarben mittels stationärer Druckköpfe und Strahlungsquellen schichtweise aufgedruckt und angehärtet. Erfindungsgemäß werden Ist-Zeitintervalle zwischen Aufdruck und zugehörigem Anhärten in Abhängigkeit von einer Transportgeschwindigkeit der Behälter durch Verstellen der Strahlungsquellen in Transportrichtung der Behälter an Soll-Zeitintervalle zwischen Aufdruck und zugehörigen Anhärten angepasst. Damit lässt sich ein erwünschtes Fließverhalten der Druckfarben auch bei variierender Transportgeschwindigkeit erzielen.
Unter einem schichtweisen Aufdruck ist zu verstehen, dass einzelne Farbschichten eines weißen Untergrunds und/oder einzelner Farbkomponenten eines Farbmodells mittels separater Druckaggregate nacheinander und je nach Druckmotiv stellenweise übereinander aufgetragen werden. Das Anhärten erfolgt entweder nach dem Auftragen einer einzelnen Farbschicht oder nach dem Auftragen von zwei Farbschichten.
Vorzugsweise werden zwischen den Bestrahlungspositionen der Strahlungsquellen und den Druckpositionen der zugeordneten Druckköpfe definierte Transportabstände bei einer Änderung der Transportgeschwindigkeit und/oder einer Umgebungstemperatur automatisch nachgeregelt. Ist-Werte der Transportgeschwindigkeit und der Umgebungstemperatur lassen sich während des laufenden Druckbetriebs auf einfache Weise ermitteln. Dies erleichtert eine kontinuierliche Regelung der Transportabstände. Dadurch lassen sich sowohl Ist-Zeitintervalle zwischen Aufdruck und zugehörigem Anhärten an ihre jeweiligen Soll-Werte anpassen, als auch Soll-Zeitintervalle zwischen Aufdruck und zugehörigem Anhärten passend zu den jeweils herrschenden Bedingungen, insbesondere für eine gemessene Umgebungstemperatur, vorgeben. Vorzugsweise werden die Soll-Zeitintervalle spezifisch für das zu bedruckende Behältermaterial und/oder die aufzubringende Druckfarbe vorgegeben. Entsprechende Soll-Werte können beispielsweise in einer zentralen Steuerung der Druckmaschine abgelegt und je nach herzustellendem Produkt flexibel und reproduzierbar angepasst werden. Somit sind hochqualitative Aufdrucke auf unterschiedliche Behälter mit geringem Umrüstaufwand möglich.
Vorzugsweise wird ferner eine BeStrahlungsintensität und/oder Bestrahlungsdauer mit Anhär- tungsstrahlung in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit der Behälter maschinell, also mittels der Steuerung, eingestellt. Damit lässt sich nicht nur das Verlaufen der Druckfarben vor dem Anhärten beeinflussen, sondern auch das Ausmaß der jeweiligen Anhärtung für eine anschließende Weiterverarbeitung, insbesondere ein Überdrucken.
Ebenfalls ist an eine Regelung gedacht, bei der die fertig bedruckten Behälter mittels einer Kamera kontrolliert werden. Wird in einer Bildauswerteinheit ein Mangel festgestellt, z.B. dass Druckfarbe verlaufen ist, wird dieser Mangel an eine Steuerung weitergegeben, die dem Be- diener an einer Anzeige eine Fehlermeldung ausgibt und/oder die eine automatische Nachjustierung (motorische Verfahrbewegung) der Strahlungsquelle mittels des Antriebs veranlasst, so dass die Druckfarbe des nächsten Behälters im richtigen Zeitabstand nach dem Aufbringen bestrahlt werden kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf eine Druckmaschine; und
Figur 2 eine schematische Draufsicht auf eine Anhärtungseinheit und ein zugeordnetes
Druckaggregat.
Wie die Figur 1 erkennen lässt, umfasst die Druckmaschine 1 in einer bevorzugten Ausführungsform ein Karussell 2, an dem die Behälter 3 in einer Vielzahl von um sich selbst drehbaren Halterungen 4 (nur jeweils einige davon dargestellt) auf an sich bekannte Weise umlaufen. Schematisch angedeutet sind ferner eine Steuerung 5, ein Einlaufstern 6, ein Auslaufstern 7, eine eingangsseitige Überwachungseinheit 8 für die zu bedruckenden Behälter 3 und eine ausgangsseitige Inspektionseinheit 9 für die in Transportrichtung 10 umlaufenden und fertig bedruckten Behälter 3. Die grundlegenden Funktionen derartiger Bestandteile von Druckmaschinen sind prinzipiell bekannt und daher nachfolgend nicht weiter erläutert. In der Peripherie des Karussells 2 sind stationäre Andockstationen 1 1 für Druckaggregate 12 und stationäre Montagepositionen 13 für Anhärtungseinheiten 14 ausgebildet. Diese sind vorzugsweise in Gruppen von je zwei Andockstationen 1 1 und einer in der Transportrichtung 10 anschließenden Montageposition 13 entlang des Umfangs der Druckmaschine 1 auf geeignete Weise angeordnet. Die Anhärtungseinheiten 14 umfassen Strahlungsquellen 15, die sich in der oder entgegengesetzt zur Transportrichtung 10 verstellen lassen.
Wie in der Figur 1 mit gepunkteten Linien angedeutet ist, können beliebige Andockstationen 1 1 ' und/oder Montagepositionen 13' einzeln oder gruppenweise unbesetzt bleiben.
In der Figur 1 sind die Druckstationen 12 zum besseren Verständnis ferner mit den jeweils zu verarbeitenden Druckfarben beispielhaft gekennzeichnet. Hierbei bezeichnet die Druckfarbe W den Untergrund Weiß, die Druckfarbe Y die Farbkomponente Gelb, die Druckfarbe M die Farbkomponente Magenta, die Druckfarbe C die Farbkomponente Cyan und die Druckfarbe K die Farbkomponente Schwarz eines CMYK-Farbmodells.
Wie die Figur 1 diesbezüglich erkennen lässt, werden beispielsweise zwei Untergrundschichten der Druckfarbe W von je einem Druckaggregat 12 nacheinander auf den Behältern 3 aufgebracht und mit einer gemeinsamen Anhärtungseinheit 14 für das nachfolgende Überdrucken mit den einzelnen Farbkomponenten angehärtet. Das Überdrucken erfolgt zweckmäßigerweise von hell zu dunkel.
Demnach werden zunächst die Farbkomponenten Gelb und Magenta mittels separater Druckaggregate 12 nacheinander schichtweise aufgetragen und mit einer unmittelbar anschließenden Anhärtungseinheit 14 gemeinsam für das nachfolgende Überdrucken angehärtet.
Darauf folgt zweckmäßiger Weise der Aufdruck mit der Farbkomponente Cyan und der Farbkomponente Schwarz mittels getrennter Druckaggregate 12 und das Anhärten mittels einer unmittelbar anschließenden gemeinsamen Anhärtungseinheit 14.
Im Anschluss daran ist beispielhaft für ein optionales Überdrucken von Teilbereichen des herzustellenden Aufdrucks mit dem Untergrund Weiß, beispielsweise für eine anschließende Beschriftung, eine Abfolge von zwei Druckaggregaten 12 und einer gemeinsamen Anhärtungseinheit 14 dargestellt.
An einer der im Beispiel nicht besetzten Andockstationen 1 1 ' und an der nicht besetzten Montageposition 13' könnte dann beispielsweise ein einzelnes Druckaggregat 12 zum erneuten Aufbringen der Druckfarbe K oder dergleichen, beispielsweise für eine Beschriftung, und eine zugeordnete Anhärtungseinheit 14 angeordnet werden.
Prinzipiell wären beliebige Abfolgen von Druckaggregaten 12 und Anhärtungseinheiten 14 für weiße Untergründe und die Farbkomponenten von Farbmodellen wie CMYK oder dergleichen denkbar.
Die Figur 2 verdeutlicht schematisch eine der Anhärtungseinheiten 14, die vorzugsweise im Wesentlichen identisch aufgebaut sind. Demnach umfasst die Anhärtungseinheit 14 wenigstens eine horizontal verfahrbare Strahlungsquelle 15 zur Abgabe einer Anhärtungsstrahlung 16. Mit der Anhärtungsstrahlung lässt sich das Fließverhalten einer unmittelbar zuvor aufgebrachten strahlungsreaktiven Farbschicht 17 oder von zwei unmittelbar zuvor aufgebrachten strahlungsreaktiven Farbschichten 17 gezielt steuern, insbesondere für ein unmittelbar anschließendes Überdrucken mit wenigstens einer weiteren Farbschicht 17.
Die Strahlungsquelle 15 ist vorzugsweise ein LED-Strahler. Die Anhärtungsstrahlung 16 umfasst vorzugsweise UVA-Licht und hat ihr Emissionsmaximum entsprechend im UVA.
Die Anhärtungsstrahlung 16 kann mittels geeigneter optischer Elemente, wie beispielsweise Zylinderlinsen oder dergleichen (nicht dargestellt), auf die in Transportrichtung 10 an den Strahlungsquellen 15 entlanglaufenden Behälter 3 gerichtet werden.
Die Anhärtungseinheit 14 umfasst ein Gestell 18, mit dem sich die Strahlungsquelle 15 wenigstens in und entgegen der Transportrichtung 10 verstellen lässt. Zu diesem Zweck umfasst das Gestell 18 vorzugsweise einen Kreuztisch 19 mit einem ersten Lineartrieb 19a zum Verstellen der Strahlungsquelle 15 in und entgegen der Transportrichtung 10 und mit einem zweiten Lineartrieb 19b zum insbesondere radialen Verstellen der Strahlungsquelle 15 zum Karussell 2 hin und von diesem weg.
Stromaufwärts der Anhärtungseinheit 14 ist ein zugeordnetes Druckaggregat 12 mit Druckköpfen 20, 21 , 22 schematisch angedeutet. Die Druckköpfe 20-22 sind vorzugsweise für einen in vertikaler Richtung überlappenden Aufdruck am Druckaggregat 12 in bekannter Weise angeordnet. Im Beispiel der Figur 2 sind die Druckköpfe 21 und 22 (verdeckt) übereinander angeordnet und der Druckkopf 20 daneben in einer vertikal dazwischen liegenden Position für einen insgesamt überlappenden Direktdruck mittels der Druckköpfe 20-22.
An einer von der Stellung der Strahlungsquelle 15 abhängigen Bestrahlungsposition 15a schneidet beispielsweise die Strahlmitte der Anhärtungsstrahlung 16 die Transportbahn 23 der Behälter 3. Die Transportbahn 23 kann für die Mantelfläche (wie dargestellt) oder die Hauptachse (nicht dargestellt) der Behälter 3 definiert sein. An einer geeignet definierten Druckposition 21 a werden die Behälter 3 beispielsweise vom Druckkopf 21 bedruckt. Zwischen der Bestrahlungsposition 15a und der Druckposition 21 a ist dann entlang der Transportbahn 23 ein Transportabstand 24 zwischen Aufdruck und Anhärten definiert, der in der Abbildung 2 der Einfachheit halber als geradliniger Doppelpfeil dargestellt ist.
Mit dem ersten Lineartrieb 19a lässt sich vorrangig der Transportabstand 24 einstellen und mit dem zweiten Lineartrieb 19b vorrangig ein Bestrahlungsabstand 25 zwischen der Strahlungsquelle 15 und der anzuhängenden Farbschicht 17.
Der Kreuztisch 19 ermöglicht zudem ein kombiniertes zweidimensionales Verfahren der Strahlungsquelle 15 äquidistant zur Transportbahn 23, also eine Änderung des Transportabstands 24 bei konstantem Bestrahlungsabstand 25. Dies wäre prinzipiell auch mit einer umfänglich am Karussell 2 verlaufenden Führungsschiene und einem daran laufenden Schlitten für die Strahlungsquelle 15 möglich (nicht dargestellt).
Je nach der zum Zeitpunkt des Aufdrucks und/oder Anhärtens herrschenden Transportgeschwindigkeit der Behälter 3 entlang ihrer Transportbahn 23 (näherungsweise entlang des Teilkreises des Karussells 2) legt der zwischen dem Druckkopf 21 und der Strahlungsquelle 15 eingestellte Transportabstand 24 ein Ist-Zeitintervall zwischen der Beendigung des Aufdrucks und dem Beginn des Anhärtens fest. Ein solches Zeitintervall wird auch als „time-to-pin" bezeichnet.
Das Anhärten beginnt entweder mit einem taktweisen Einschalten der Strahlungsquelle 15 oder, bei Dauerbetrieb der Strahlungsquelle 15, beim Eintritt der wenigstens einen anzuhär- tenden Farbschicht 17 in die Anhärtungsstrahlung 16.
Durch Verstellen der Strahlungsquelle 15 in Transportrichtung 10, also beispielsweise tangential zur oder entlang der Transportbahn 23, insbesondere mittels des ersten Lineartriebs 19a, kann das von der Transportgeschwindigkeit der Behälter 3 abhängende Ist-Zeitintervall zwischen Aufdruck und Anhärten an ein in der Steuerung 5 für die jeweilige Anhärtungseinheit 14 gegebenenfalls auch farbspezifisch separat vorgegebenes Soll-Zeitintervall zwischen Aufdruck und Anhärten angeglichen werden. Das Soll-Zeitintervall kann sowohl für die jeweils aufzudruckende Druckfarbe W, Y, M, C, K als auch für das zu bedruckende Behältermaterial spezifisch vorgegeben werden, beispielsweise durch Programmierung der Steuerung 5 und/oder spezifische Eingabe.
Ebenso kann das Soll-Zeitintervall an eine herrschende Umgebungstemperatur angepasst werden, um die gewünschten Fließeigenschaften beispielsweise für ein nachfolgendes Überdrucken einzustellen. Hierzu wird die Umgebungstemperatur laufend überwacht und das Soll- Zeitintervall von der Steuerung 5 temperaturabhängig beispielsweise anhand empirisch ermittelter und tabellarisch und/oder algorithmisch hinterlegter Zusammenhänge aktualisiert. Zur Überwachung kann im Bereich der Anhärtungseinheit 14 und/oder Druckmaschine 1 wenigstens ein Umgebungstemperatursensor 26 vorhanden sein.
Insbesondere mit Hilfe des ersten Lineartriebs 19a kann die Position der Strahlungsquelle 15 in Transportrichtung 10 sowohl an ein geändertes Soll-Zeitintervall zwischen Aufdruck und Anhärten angepasst werden als auch das Ist-Zeitintervall, insbesondere bei einer Änderung der Transportgeschwindigkeit der Behälter 3, stets an das jeweils geltende Soll-Zeitintervall angeglichen werden.
Somit können die Fließeigenschaften der einzelnen Druckfarben W, Y, M, C, K im laufenden Druck betrieb reproduzierbar optimiert werden. Hierbei können auch erhebliche Änderungen der Transportgeschwindigkeit der Behälter 3 kompensiert werden, insbesondere beim Anfahren und/oder Herunterfahren des Karussells 2.
Mit der Druckmaschine 1 kann beispielsweise wie folgt gearbeitet werden.
Für die Anhärtungseinheiten 14 werden entweder einzeln oder gemeinsam Soll-Zeitintervalle zwischen jeweiligem Aufdruck und zugehörigem Anhärten beispielsweise anhand empirisch ermittelter Zusammenhänge in der Steuerung 5 vorgegeben, gegebenenfalls spezifisch für einzelne der zu verarbeitenden Druckfarben W, Y, M, C, K und/oder spezifisch für den zu bedruckenden Typ der Behälter 3.
Mit den Soll-Zeitintervallen wird die Fließdauer und damit das Verlaufen einzelner Druckschichten 17 vor dem Anhärten beeinflusst, beispielsweise für ein kontrolliertes Verlaufen von Tintentropfen vor dem Überdrucken mit wenigstens einer weiteren Druckschicht 17. Die Soll- Zeitintervalle können beispielsweise manuell eingegeben, auf geeignete Weise an die Steuerung 5 übermittelt und/oder in dieser vorgehalten werden, insbesondere für eine automatische Anpassung bei einem Sortenwechsel oder dergleichen. Durch einfachen direktproportionalen Zusammenhang ergibt sich aus dem geltenden Soll-Zeitintervall und der aktuellen Transportgeschwindigkeit der Behälter 3 auf dem Karussell 2 der einzustellende Transportabstand 24. Die Transportgeschwindigkeit der Behälter 3 lässt sich aus der laufend überwachten Drehzahl des Karussells 2 auf einfache Weise berechnen.
Vor dem / beim Hochfahren der Druckmaschine 1 wird der Transportabstand 24 zuerst passend zu der beim Beginn des Druckbetriebs herrschenden Transportgeschwindigkeit der Behälter 3 eingestellt. Bei anschließenden Änderungen der Transportgeschwindigkeit wird der Transportabstand 24 beispielsweise durch Steuerung des ersten Lineartriebs 19a so nachgeregelt, dass das Ist-Zeitintervall zwischen einander zugeordnetem Aufdruck und Anhärten möglichst an das jeweils geltende Soll-Zeitintervall angeglichen wird. Steigt die Transportgeschwindigkeit, vergrößert sich der Transportabstand 24 entsprechend, und umgekehrt.
Das Ist-Zeitintervall bzw. Soll-Zeitintervall kann sich auf einen beliebigen Druckkopf 20-22 eines bestimmten Druckaggregats 12 oder einer Gruppe von Druckaggregaten 12 beziehen.
Je nach Gleichlaufschwankungen des Karussells 2 ist im normalen Dauerbetrieb an sich keine geschwindigkeitsabhängige Korrektur des Transportabstands 24 nötig. Nichtsdestoweniger kann sich beispielsweise die Umgebungstemperatur während des fortlaufenden Direktdrucks auf die Behälter 3 ändern, so dass eine Anpassung des Soll-Zeitintervalls für ein geeignetes Verlaufen der Druckschichten 17 nötig werden kann. In diesem Fall wird das Soll-Zeitintervall für die einzelnen Anhärtungseinheiten 14 vorzugsweise in Abhängigkeit von in der Steuerung 5 hinterlegten Zusammenhängen zwischen der Umgebungstemperatur und dem Soll-Zeitintervall für bestimmte Druckfarben und/oder Behältertypen geändert. Zur entsprechenden An- gleichung der Ist-Zeitintervalle zwischen Aufdruck und Anhärten werden dann die Positionen der einzelnen Strahlungsquellen 15 durch Verfahren in Transportrichtung 10 an das neue Soll- Zeitintervall angepasst.
Somit ist das Verlaufen der einzelnen Druckschichten 17 durch zeitlich koordiniertes Anhärten insbesondere für das unmittelbar anschließende Überdrucken unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen, beispielsweise bei Geschwindigkeitsänderungen des Karussells 2 und/oder bei Schwankungen der Umgebungstemperatur, stets kontrollierbar und zudem bei Formatwechseln durch spezifische Anpassung der Soll-Zeitintervalle flexibel anpassbar.
Dies ermöglicht einen qualitativ hochwertigen Mehrfarben-Direktdruck auf kontinuierlich transportierte Behälter unter wechselnden Produktionsbedingungen mittels programmierter Steuerung und somit ohne aufwändige Umrüstarbeiten. Die in der Fig. 1 schematisch dargestellte Anzahl und Positionierung der Druckaggregate 12 und zugeordneter Anhartungseinheiten 14 ist lediglich beispielhaft. Der Abstand zwischen benachbarten Druckaggregaten 12 und Anhartungseinheiten 14 wird demgegenüber vorzugsweise reduziert oder minimiert, um insbesondere zusätzliche Druckaggregate 12 und/oder Anhartungseinheiten 14 unmittelbar stromabwärts der eingangsseitigen Überwachungseinheit 8 und/oder unmittelbar stromaufwärts der ausgangsseitigen Inspektionseinheit 9 anordnen zu können. Denkbar wären dann beispielsweise vierzehn Druckaggregate 12.

Claims

Ansprüche
1. Druckmaschine (1 ) zum Direktbedrucken von Behältern (3), umfassend: ein Karussell
(2) zum kontinuierlichen Transport der Behälter (3); am Karussell (2) stationär andockbare Druckaggregate (12) mit Druckköpfen (20-22) für strahlungsreaktive Druckfarben (W.Y, C, M, K); und einzelnen und/oder mehreren der Druckaggregate (12) zugeordnete Anhärtungseinheiten (14) mit bezüglich des Karussells (2) verstellbaren Strahlungsquellen (15) zum Anhärten der Druckfarben (W,Y, C, M, K), dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen (15) in Transportrichtung (10) der Behälter (3) verstellbar sind.
2. Druckmaschine nach Anspruch 1 , ferner mit einer Steuerung (5) zum automatischen Einstellen von Transportabständen (24) zwischen den Strahlungsquellen (15) und den zugeordneten Druckköpfen (20-22) in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit der Behälter (3) auf dem Karussell (2) und von Soll-Zeitintervallen zwischen Aufdruck und Anhärten der Druckfarben (W.Y, C, M, K).
3. Druckmaschine nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (5) ferner zur farbspezifischen Vorgabe der Soll-Zeitintervalle für einzelne Druckaggregate (12) ausgebildet ist.
4. Druckmaschine nach einem der vorigen Ansprüche, wobei ferner die Strahlungsintensität der Strahlungsquellen (15) und/oder deren Einschaltdauer pro Behälter (3) steuerbar sind.
5. Druckmaschine nach einem der vorigen Ansprüche, ferner mit paarweise nebeneinander angeordneten Andockstationen (1 1 ) für je eines der Druckaggregate (12) und jeweils einer zugeordneten Montageposition (13) für eine der Anhärtungseinheiten (14).
6. Druckmaschine nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Druckaggregate (12) jeweils wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei Druckköpfe (20-22), für vertikal überlappende Teilaufdrucke umfassen, und wobei die Strahlungsquellen (15) den vertikalen Druckbereich sämtlicher Teilaufdrucke abdeckt, insbesondere einen vertikalen Bereich von wenigstens 120 mm.
7. Anhärtungseinheit (14) für Druckfarbe (W.Y, C, M, K) auf Behältern zur Verwendung in der Druckmaschine (1 ) nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, umfassend: eine Strahlungsquelle (15) zum Bestrahlen einer Druckschicht (17) auf den Behältern
(3) mit einer Anhärtungsstrahlung (16); und ein Gestell (18), mit dem sich die Strahlungsquelle (15) bezüglich einer Transportbahn (23) der Behälter (3) verfahren lässt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (18) zum Verfahren der Strahlungsquelle (15) in Transportrichtung (10) der Behälter (3) ausgebildet ist.
8. Anhärtungseinheit nach Anspruch 7, wobei das Gestell (18) wenigstens einen motorisch angetriebenen Lineartrieb (19a, 19b), insbesondere als Bestandteil eines Kreuzschlittens (19), zum Positionieren der Strahlungsquelle (15) in Transportrichtung (10) umfasst.
9. Anhärtungseinheit nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Gestell (18) zum motorischen Einstellen eines Transportabstands (24) zwischen einer Bestrahlungsposition (15 a) der Strahlungsquelle (15) und einer Druckposition eines zugeordneten Druckkopfs (20-22) insbesondere entlang einer Transportbahn der Behälter (3) ausgebildet ist.
10. Verfahren zum Direktbedrucken von Behältern (3) während ihres kontinuierlichen
Transports auf einem Karussell (2), wobei strahlungsreaktive Druckfarben (W.Y, C, M, K) mittels stationärer Druckköpfe (20-22) und Strahlungsquellen (15) schichtweise aufgedruckt und angehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, dass Ist-Zeitintervalle zwischen Aufdruck und zugehörigem Anhärten in Abhängigkeit von einer Transportgeschwindigkeit der Behälter (3) durch Verstellen der Strahlungsquellen (15) in Transportrichtung (10) der Behälter (3) eingestellt werden.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, wobei zwischen Bestrahlungspositionen (15a) der Strahlungsquellen (15) und den Druckpositionen (21 a) der zugeordneten Druckköpfe (20-22) definierte Transportabstände (24) bei einer Änderung der Transportgeschwindigkeit und/oder einer Umgebungstemperatur automatisch eingestellt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 1 1 , wobei Soll-Zeitintervalle zwischen Aufdruck und zugehörigem Anhärten spezifisch für das zu bedruckende Behältermaterial maschinell vorgegeben werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei ferner eine Bestrahlungsintensi- tät und/oder Bestrahlungsdauer mit Anhärtungsstrahlung (16) in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit der Behälter (3) maschinell eingestellt wird.
EP18734806.5A 2017-09-04 2018-06-27 Druckmaschine zum direktbedrucken von behältern Withdrawn EP3681725A1 (de)

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