在容器上印刷覆盖层的直接印刷方法
【专利摘要】根据本发明的在直接印刷机器的帮助下用于在容器例如瓶子上印刷的直接印刷方法，其中第一步中在第一设备内印刷层被印刷至容器的至少第一预定区域上，第二步中在第二设备内覆盖层被涂层于容器上的第二预定区域上，所述第二预定区域包括第一预定区域以及大于第一预定区域的表面区域，覆盖层在第一预定区域结合印刷墨从而创建第一连接，覆盖层在第二预定区域区别于第一预定区域的部分结合容器从而创建第二连接，第一和第二连接在PH值3-10之间的水溶液中为不溶的而在PH值小于3和/或大于10的水溶液中为易溶的。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于在容器例如瓶子上印刷不同的层的直接印刷方法和对应的直接 印刷机器。 在容器上印刷覆盖层的直接印刷方法
【背景技术】
[0002] 在容器例如瓶子上印刷，在现有技术中已被充分的了解。同样多个印刷层的使用 也被公开例如专利DE102010044243A1，其中中间层或者基层被提供，其首先被应用于容器 表面，在其上印刷层被应用于这个基层。物理性质，例如粘结强度和移染性，分别的一方面 由印刷层和中间层之间的参数另一方面由中间层和容器表面的参数决定。
【发明内容】
[0003] 以这些现有技术为基础，本发明的目的在于改善现有的直接印刷方法，特别的针 对通过这个方法生产的产品的可再利用性。
[0004] 根据本发明，这个目的通过根据权利要求1的直接印刷法和权利要求10的直接印 刷机器实现。从属权利要求中详述了本发明的有利的实施例。
[0005] 根据本发明的在直接印刷机器的帮助下用于在容器例如瓶子上印刷的直接印刷 方法，其特征在于第一步中在第一设备内印刷层被印刷至容器的至少第一预定区域上，第 二步中在第二设备内覆盖层被涂层于容器上的第二预定区域上，所述第二预定区域包括第 一预定区域以及大于第一预定区域的表面区域，覆盖层在第一预定区域结合印刷墨从而创 建第一连接，覆盖层在第二预定区域区别于第一预定区域的部分结合容器从而创建第二连 接，第一和第二连接在PH值3-10之间的水溶液中为不溶的而在PH值小于3和/或大于10 的水溶液中为易溶的。一方面，通过这个覆盖层印刷墨可无需强力粘附于容器而被固定于 容器的表面，另一方面，印刷层因此被保护抵御环境的影响，例如划痕等。此外，印刷的容器 的可回收性能被改善，因为覆盖层在碱性溶液的可溶性的事实促进了下面的印刷层从容器 的分离。
[0006] 根据一个实施例，直接印刷方法其特征在于覆盖层在滚涂设备或冲洗设备或喷涂 设备或浸渍设备或直接印刷设备或等离子涂层设备或火焰热解设备的帮助下被涂层到第 二区域。由于覆盖层涂层的这些多方面的可能性，涂层覆盖层的灵活的方法是可行的，特别 是关于覆盖层可被生产的形状以及特定的性能。
[0007] 根据进一步的实施例，直接印刷方法其特征在于覆盖层在至少70°C的温度在水溶 液中是易溶的。覆盖层的溶解性，特别是在高温下，本质上改善了通过这种方式印刷的容器 的可回收性，因为一方面在一般的洗涤液中PH值远低于3或大于10,另一方面温度可经常 处于70-KKTC的范围。有利的方面是仅覆盖层必须具有这些关于溶解度的性质。印刷层不 需具有这些性质且因此用于印刷层的材料可被更容易的提供。
[0008] 此外，根据本发明的印刷层可容易的溶解于水溶液。这使得不仅覆盖层可在回收 过程中被分离，而且打印层也可在使用的水溶液中被移除。
[0009] 此外，第二预定区域和第一预定区域可具有类似的几何形状。以这样精确的样式 涂层的覆盖层降低了材料的耗费且更加的生态环保。
[0010] 根据一个实施例，第一预定区域的边缘上的点到第二预定区域的边缘的距离对于 任何第一预定区域边缘上的点而言是相同的。这使得印刷层在所有边被均匀地封入覆盖层 并且生产过程中可能已经发生的弱点将会避免。
[0011] 此外，当覆盖层暴露于特定波长的辐射时，覆盖层的材料的以下性能粘附强度，颜 色，阻隔性能，移染性中的至少一个可发生变化，在传送方向观察布置于第二设备下游的照 射单元的帮助下容器被照射这个特定的波长辐射。被印刷的容器可因此具有包括特定性质 的覆盖层，不只有改善的可回收性能。例如，覆盖层可因此具有特定的光学性能或特定的硬 度。
[0012] 根据一个实施例，取决于显示印刷层几何形状的传感器数据覆盖层被涂层到容器 上。利用分别的传感器数据，覆盖层能以定制的方式被涂层到每个容器上，这可有助于进一 步的节约和对环境更友好以及生态循环利用。
[0013] 根据进一步的实施例，至少一层进一步的印刷层在第一步和第二步之间被施加于 第三预定区域，第三预定区域至少部分的与第一预定区域相同，或第三预定区域与第一预 定区域不同，第一和第三预定区域限定印刷区域和包括印刷区域的第二预定区域且第二预 定区域的表面区域大于印刷区域。具有这种结构设计的直接印刷机器可涂层到已经被印刷 的容器上，所述覆盖层能够保护印刷层免受环境的影响。
[0014] 此外，直接印刷机器被提供用于在例如瓶子的容器上印刷，直接印刷机器包括传 送机用于沿传送方向传送容器通过印刷机器，用于向容器的第一预定区域施加打印层的第 一设备和用于向容器的第二预定区域涂层覆盖层的第二设备，在传送方向观察第一设备被 布置于第二设备的上游，其特征在于第二设备适于涂层覆盖层到第二预定区域，第二预定 区域包括第一预定区域且第二预定区域大于第一预定区域。取决于过程参数和覆盖层需满 足的要求，一个或更多的这些用于涂层覆盖层的设备的使用可能是有利的。讨论的这个印 刷机器可以被配置为线性类型或旋转带类型机器。
[0015] 在直接印刷机器中，第二设备可包括滚涂设备或冲洗设备或喷涂设备或浸渍设备 或直接印刷设备或等离子涂层设备或火焰热解设备，所述设备能够涂层覆盖层。取决于过 程参数和覆盖层需满足的要求，一个或更多的这些用于涂层覆盖层的设备的使用可能是有 利的。
[0016] 此外，直接印刷机器可包括在传送方向观察布置于第二设备下游的辐射单元，所 述照射单元能够以特定的波长区域发射辐射且覆盖层的材料在这个特定波长区域的辐射 的作用下对照射作出反应。当覆盖层被以这种方式照射时，它可被赋予特定的性质例如特 定的硬度/干燥度或光学特征。
[0017] 根据进一步的实施例，直接印刷机器的特征在于它包括传感器，其在传送方向观 察布置于第一设备下游和第二设备上游且能够测量印刷层的几何形状并传送显示印刷层 的几何形状的信号到数据处理单元，数据处理单元能够产生用于控制第二设备的信号，所 述信号显示第二预定区域且第二设备可响应这个信号可控。适当的传感器和用于控制涂层 覆盖层的第二设备的控制单元的限定能够带来覆盖层环保的和有效的应用。
[0018] 此外，用于施加至少一层进一步的印刷层到第三区域的合适的设备可被布置在在 传送方向观察位于第一设备的下游和第二设备的上游。在覆盖层下面若干印刷层的应用实 现大量不同的印刷图案的生产，其也可由多于一层构成。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1示出根据本发明的印刷机器的示意图。
[0020] 图2示出印刷过程的示意图。
[0021] 图3示出印刷层和覆盖层的不同实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0022] 图1示出根据本发明的直接印刷机器100的示意图。这个机器可包括传送未印刷 的容器例如瓶子130到机器100的传送机104。容器原则上可由任意材料制成。例如，容器 或瓶子可由玻璃或塑料材料制成。优选的，容器由PET制成。在设备100内，布置有印刷单 元111。根据本发明基本上具有至少一个印刷单元。然而也可具有多个印刷单元。印刷单 元111被共同定义为第一设备，在其中印刷层被印刷到未印刷的容器130上。为了这个目 的，第一设备101的印刷单元111被通过例如通道113连接到印刷墨容器112。不同的印刷 单元111可被配置为根据现有技术的直接印刷设备并可适于印刷特定的形状和颜色的图 案。这里单独的印刷单元111可应用不同的印刷墨和印刷图案或它们可将同样的印刷墨应 用到不同的位置或容器同样区域的若干层内。然后这样印刷的容器131离开第一设备111 并通过例如附加的传送机103传送到第二设备102。
[0023] 在这个设备中，覆盖层通过附加的处理单元121被涂层。由于覆盖层可能不是对 应于传统印刷墨的物质或物质的混合物，处理单元121特别的适于涂层用于覆盖层的物 质。也为了这个目的，第二设备102的处理单元121通过通道123连接存储有用于覆盖层 的材料或物质的混合物的存储箱122。在第二设备102中，覆盖层通过处理单元121至少被 涂层到在第一设备101中已被预先印刷的区域，使得印刷层被覆盖层完全覆盖。然后被这 样印刷和具有覆盖层的容器133通过附加的传送机离开第二设备102。
[0024] 在印刷完全结束之前，照射单元104可被提供，已被印刷和具有覆盖层的容器133 被移动进入所述的照射单元104并被照射。这个照射可例如改变涂层的覆盖层的化学性质 或物理性质。它可例如被用来对覆盖层进行最后的固化。为了这个目的，照射单元104优 选的发射具有特定波长的辐射或光。这可以是可见光范围(光）或不可见光范围内的辐射， 例如IR辐射或UV辐射。当照射已完成，容器132可被转移至下一步的设备。
[0025] 与这里描述的印刷机器100或直接印刷机器特定的实施例无关，应该提到的是所 述机器通常可被设置为线性类型或旋转带类型机器。
[0026] 图2示出印刷容器过程的示意图。为了这个目的，图2仅示出容器的细节230,这 里被用作基底。在第一步中，印刷层251被施加到基底230。为了图示，印刷层在这里与基 底的尺寸相对比，以基本上被放大的样式示出。典型的层厚度处于几微米到几十微米的范 围。印刷层251可例如通过按需滴墨的方法穿过喷嘴211施加。这里其它印刷方法也是可 想到的，例如滚涂或喷涂以及浸渍涂层。这样施加的印刷层优选的自动的粘附到基底上或 容器表面230上。由于覆盖层之后将被涂覆，这个粘附不需要如同在现今使用的直接印刷 方法一样为永久的。
[0027] 在下个步骤中，覆盖层253在图1示出的第二设备中被涂层。这可再次通过一个或 多个喷嘴221并参照图3a相关描述的处理方法完成。可以看出，覆盖层253完全的覆盖印 刷层251，此外它也覆盖位于直接接触印刷层边缘的部分基底230。印刷层251和整个印刷 图案因此完全被封住，借此印刷图案被保护免受环境的影响，例如与水的接触。同样的，这 个密封导致对印刷层的进一步的固定，其意味着印刷层251到基底230的粘附被加强。覆 盖层优选的与基底230具有非常好的结合。基本上，覆盖层是预期由透明和无色材料组成 的。因此它不是首先用于产生特定的光学特性，而是用于涂层和密封印刷墨。然而，它可以 具有特定的材料特性，例如特定的表面粗糙度，硬度或光学效果。
[0028] 在进一步的方法步骤中，具有印刷层251和覆盖层253的基底230可被照射241。 这个照射可例如为热能或光能的输入，例如UV辐射或可见光。在之前的步骤中被涂层的覆 盖层253在紧接着涂层之后应该还没有具有所需要的性质的情况下，这样的照射241可被 使用。若覆盖层通过例如喷墨印刷或丝网印刷或等离子涂层过程或火焰热解涂层，接下来 的处理是需要的。为了以可控的方式平齐例如覆盖层内的不平整，可使用加热处理，借此通 过表面熔化和接下来对覆盖层的固化实现平整的表面。因此也保证印刷层251可优选的被 整个表面具有同样厚度的覆盖层253覆盖。此外，在涂层后，例如使用UV光，覆盖层的硬度 可通过辐射改变，这样在覆盖层上的特定需求可实现。
[0029] 图3示出根据本发明的直接印刷方法的执行示意图。这里应提到的是，尽管总是 至少两个被确定为不同的印刷图案被提供于容器上，但这些印刷图案也可由同样的墨构 成。此外，不同的印刷层的叠加的印刷与参照图2给出的解释不矛盾，因为根据参照图2的 描述，图2示出的印刷层251可由通过印刷单元111施加的若干印刷层构成。此外，仅施加 刚好一层印刷层也是可能的。
[0030] 图3a示出在容器300表面由两个矩形印刷图案301和302构成的印刷图案。由 于矩形结构，在技术上能够容易的涂层覆盖层使得它封入完整的合成的印刷图案，特别是 印刷层301和302的重叠。如图2中已描述的，覆盖层303具有突出部分，其延伸超出印刷 图案的边缘并与容器300表面直接接触。为了达到此目的，根据图1的第二设备被配置为 其在容器上印刷的区域大于印刷图案301和302占据的区域，该更大的区域至少包括印刷 图案的区域和如图所示稍大于后者的区域。
[0031] 图3b示出在容器300表面具有不规则形状的两个印刷图案301和302的结合。为 了给这样的不规则图案提供覆盖层，整个容器或容器表面300的大面积区域可被涂层覆盖 层303,印刷图案301和302被全部的封入。尽管这个实现方式从环保观点来讲不是非常有 效，但它可以保证对印刷层301和301全部封住。此外，特别是当覆盖层被全部涂层在容器 上时，不需要额外的设备用来保证印刷层被覆盖层全部封住。
[0032] 图3c示出用覆盖层303覆盖印刷层301和印刷层302的进一步的实施例。在这 个情况中，印刷层301和302的每个为不规则形状。由于从环保和经济的角度当最少量的 材料被用于覆盖层时是有利的，根据此实施例的覆盖层被涂层使得仅印刷图案301和302 被覆盖且从印刷层301和302的边缘延伸出去的覆盖层的窄区域与基底即容器300直接接 触。然而，在不规则印刷图案的情况下，这个在技术角度来讲更加的复杂。特别是当从一个 容器到下一个容器生成不同的印刷图案的印刷方法被使用时，这个会变得艰难。这个设备， 例如根据图1，具有传感器可测量印刷图案301和302的位置和尺寸，特别是当不规则印刷 图案被使用时。在这些测量值的基础上，控制单元可控制涂层覆盖层303的第二设备，使得 覆盖层仅涂层于印刷图案301和302的区域且覆盖层的边缘可被提供，其中印刷层301或 302的边缘上的点到覆盖层边缘的距离对于任何印刷图案301和302边缘上的点而言是相 同的。这个如图3c所示的条状，可例如具有约1mm，优选为0. 5mm，进一步优选为0. 25mm的 览度。
[0033] 由于覆盖层被配置为可溶于PH值小于3和/或大于10的水溶液中，这样的覆盖 层的合适的材料为例如高分子，因此这样印刷的容器可特别的容易回收。特别是当印刷层 或这些层所用的印刷墨不能强力的粘附到容器上，但是通过覆盖的覆盖层封住并固定到容 器上时，覆盖层和下面的印刷层当容器被如同回收过程中通常所做的那样被粉碎为塑料碎 片时，可在合适的碱溶液中被容易的从塑料碎片中移除，因为容器分解为塑料碎片和特别 是碱性溶液的使用具有使得覆盖层被溶解或至少碎裂的效果，这将导致印刷层在水溶液中 的溶解。覆盖层也可非常强力的粘附到印刷层，使得当覆盖层从容器分离时印刷层可被覆 盖层附带，这可进一步增加回收过程的效率。此外，覆盖层可优选的由UV墨或水性和溶剂 型涂料组成。这里热熔油墨也可被使用。如DE102010044243A1公开的类型的已知的底漆 材料也可作为覆盖层被使用。由优选的二氧化硅层组成的火焰-热解层是有利的。取决于 使用的材料，容器或至少具有覆盖层区域的阻隔性能也可以这种方式被改进。这特别应用 于气体例如氧气或二氧化碳，或其它物质的扩散，其不应渗入容器灌装的物质内。
【权利要求】
1. 在直接印刷机器（100)的帮助下用于在容器例如瓶子上印刷的直接印刷方法，其特 征在于第一步中在第一设备（101)内，印刷层（251)被印刷至容器的至少第一预定区域上， 第二步中在第二设备（102)内覆盖层（253)被涂层于容器上的第二预定区域上，所述第二 预定区域包括第一预定区域以及大于第一预定区域的表面区域，覆盖层（253)在第一预定 区域结合印刷墨从而创建第一连接，覆盖层（253)在第二预定区域区别于第一预定区域的 部分结合容器从而创建第二连接，第一和第二连接在PH值3-10之间的水溶液中为不溶的 而在PH值小于3和/或大于10的水溶液中为易溶的。
2. 根据权利要求1所述的直接印刷方法，其特征在于所述覆盖层（253)在滚涂设备或 冲洗设备或喷涂设备或浸渍设备或直接印刷设备或等离子涂层设备或火焰热解设备的帮 助下被涂层到第二区域。
3. 根据权利要求1或2所述的直接印刷方法，其特征在于所述覆盖层（253)在至少 75 °C的温度在水溶液中是易溶的。
4. 根据权利要求1-3任一所述的直接印刷方法，其特征在于所述印刷层（251)在水溶 液中可容易的从容器分离。
5. 根据权利要求1-4任一所述的直接印刷方法，其特征在于所述第二预定区域和第一 预定区域具有类似的几何形状。
6. 根据权利要求5所述的直接印刷方法，其特征在于所述第一预定区域的边缘上的点 到第二预定区域的边缘的距离对于任何第一预定区域边缘上的点而言是相同的。
7. 根据权利要求1-6任一所述的直接印刷方法，其特征在于，当暴露于特定波长的辐 射时，所述覆盖层（253)的材料的粘附强度，颜色，阻隔性能，移染性中的至少一个性能可发 生变化，其中在传送方向观察布置于第二设备（102)下游的照射单元（104)的帮助下所述 容器被照射这个特定的波长的辐射。
8. 根据权利要求1-7任一所述的直接印刷方法，其特征在于所述覆盖层（253)取决于 显示所述印刷层（251)的几何形状的传感器数据被涂层到容器上。
9. 根据权利要求1-8任一所述的直接印刷方法，其特征在于，在第一步和第二步之间， 至少一层进一步的印刷层被施加于第三预定区域，所述第三预定区域至少部分的与第一预 定区域相同，或第三预定区域与第一预定区域不同，第一和第三预定区域限定印刷区域和 包括印刷区域的第二预定区域且第二预定区域的表面区域大于印刷区域。
10. 用于在容器例如瓶子上印刷的直接印刷机器（100)，所述直接印刷机器（100)包括 用于沿传送方向传送容器通过印刷机器（100)的传送机（103, 104, 105)，用于向容器的第 一预定区域施加打印层（251)的第一设备（101)和用于向容器的第二预定区域涂层覆盖层 (253)的第二设备（102)，在传送方向观察第一设备（101)被布置于第二设备（102)的上游， 其特征在于所述第二设备（102)适于涂层所述覆盖层（253)到第二预定区域，所述第二预 定区域包括第一预定区域且第二预定区域大于第一预定区域。
11. 根据权利要求10所述的直接印刷机器（100)，其特征在于所述第二设备（102)包括 滚涂设备或冲洗设备或喷涂设备或浸渍设备或直接印刷设备或等离子涂层设备或火焰热 解设备，所述设备能够涂层覆盖层（253 )。
12. 根据权利要求10或11所述的直接印刷机器（100)，其特征在于所述直接印刷机器 (100)包括在传送方向观察布置于所述第二设备（102)下游的照射单元（104)，所述照射单 元（104)能够以特定的波长区域发射辐射且所述覆盖层（253)的材料在这个特定波长区域 的辐射的作用下对照射作出反应。
13. 根据权利要求10-12任一所述的直接印刷机器（100)，其特征在于所述直接印刷机 器（100)包括传感器，其在传送方向观察布置于所述第一设备（101)下游和所述第二设备 (104)上游且能够测量所述印刷层（251)的几何形状并传送显示所述印刷层（251)的几何 形状的信号到数据处理单元，所述数据处理单元能够产生用于控制第二设备（102)的信号， 所述信号显示第二预定区域且第二设备（102)响应这个信号可控。
14. 根据权利要求10-13任一所述的直接印刷机器（100)，其特征在于用于施加至少一 层进一步的印刷层到第三区域的合适的设备被布置在在传送方向观察位于所述第一设备 (101)的下游和所述第二设备（112)的上游。
【文档编号】B41M7/00GK104118231SQ201410135581
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2013年4月29日
【发明者】克劳斯·安德烈亚斯 申请人:克朗斯股份公司