本发明涉及一种用于对预成型件进行印刷的印刷机以及一种用于在饮料加工工业中对预成型件进行处理的方法。
背景技术：
被用于在饮料加工工业中将印刷图案施装到标签或容器上的印刷机是早已公知的。将附加的部件，例如rfid应答器施装在标签上也是公知的。
因此，wo2007/025591示出了将rfid应答器印制到标签或载体介质上。此外，可以将rfid应答器的至少一部分印制到容器的表面上。
de202013011695u1也示出了具有印刷装置的拉伸吹塑机，利用该印刷装置可以将智能标签(smartlabel)或至少部分的智能标签施装到成形出的容器上。
利用施装好的应答器或标签或印刷好的元件，可以实现跟踪相应的容器，从而例如因此可以控制另外的过程引导。
迄今为止的方法和设备允许了自如下时间点才对容器的处理进行跟踪，在该时间点，对容器的处理已经进展了很长时间。
技术实现要素：
因此从已公知的现有技术出发，要解决的任务在于，说明一种设备和一种方法，利用其可以对饮料加工工业中尽可能不中断地跟踪并有针对性地控制对容器的处理。
该任务通过根据权利要求1的用于对预成型件进行印刷的印刷机和根据权利要求8的用于对预成型件进行处理的方法来解决。在从属权利要求中列入了本发明的有利的改进方案。
根据本发明的用于在饮料加工工业中对预成型件进行印刷的印刷机包括印刷模块，其被构造成能将电子构件的至少一个部件在预成型件的承载环的区域中施装到预成型件的表面上。
在此，承载环的区域中的表面应被理解为预成型件的如下部分，在另外的处理步骤中，尤其是在将预成型件成形出容器时，该部分仅稍微改变，优选完全不改变。在承载环的区域中的表面可以是承载环本身的整个表面或包括承载环本身的该整个表面。因此，部件可以被印刷到承载环的指向预成型件的开口的方向的表面上或被印刷到承载环的背对该表面的表面上。部件也可以印刷在承载环的周侧面(将承载环的所述的相对置的面连接起来的面)上。此外，在承载环的区域中的表面可以是如下区域或者包括如下区域，该区域从承载环出发朝预成型件的底部的方向延伸。该区域可以包括预成型件的如下表面或其表面的一部分，其从承载环的背离预成型件的开口指向的表面开始并且朝底部的方向延伸了1mm、2mm、5mm、1cm或直至2cm。该区域不必直接与承载环的背离预成型件的开口指向的表面联接，而是也可以与该表面具有0.5mm、1mm或直至5mm的间距。
此外，承载环的区域可以是螺纹或螺纹的一部分或者包括螺纹或螺纹的一部分，从而使部件被施装到预成型件的螺纹上。此外，该区域在将预成型件成形出容器时不变形或者仅略微变形。与预成型件的朝底部的方向延伸的部分(其可以成形出容器本体)不同的是，螺纹的区域在吹塑过程期间完全不变形或最多略微变形，从而整个螺纹，还有其内侧(螺纹区域的位于容器之内的那一侧)可以被用于施装部件。
电子构件的部件可以是电子构件中所包含的任何部件，尤其是存储介质(存储器膜)、电流和电压源，如电容器或蓄电池、处理器、用于数据的接收和发送器单元、尤其是rf发送器、天线和类似部件。尤其地，部件可以是rfid应答器的部件，尤其是存储器、天线、导体迹线，模拟或数字式的电路。也可以将完整的电子构件，尤其是完整的rfid应答器印制到预成型件上。
通过已经将部件施装到预成型件上，几乎可以监控对预成型件和由其制成的容器的整个处理。由于部件被安装在当预成型件成形出容器时与例如是预成型件的周侧面或底部相比改变不大的区域中，所以即使在预成型件变形成容器之后，部件仍是能正常工作的。
在实施方式中设置的是，印刷模块被构造成能借助无接触式的印刷、接触式印刷或它们的组合来施装部件。视预成型件在印刷机中的运输的方式和方法而定地，这些用于对预成型件进行印刷的可行方案可以是有利的。
此外，可以设置的是，用于印刷部件的印刷机具有至少一个数字式的印刷模块(例如，喷墨模块或任何根据按需喷墨原理工作的模块)、丝网印刷模块、柔性版印刷模块或卷对卷印刷模块。这些印刷模块可以被用于实现例如对部件的特定的要求。
此外可以设置的是，印刷机是具有处理区段的容器处理机的一部分，在处理区段中可以对预成型件进行处理。因此，印刷机可以被整合到在其中对预成型件进行处理的过程中。例如，印刷机可以被整合到吹塑机中，从而经施装的部件可以在吹塑机中被加热并且因此例如可以被干燥。
在该实施方式的改进方案中设置的是，印刷机布置在处理区段的上游或下游。视部件如例如被用于对容器的处理进行进一步跟踪而定地，印刷机布置在处理区段之前可以是有利的，但是布置在处理区段之后也可以是有利的。
此外，可以设置的是，容器处理机构造为提供预成型件的预成型件输送部，并且/或者其中，印刷机被构造成能使至少一个部件被施装到承载环的表面上并且/或者被施装到在位于承载环下方朝向预成型件的底部的方向延伸至多1cm的区域上并且/或者被施装到预成型件的螺纹上。如果部件已经在预成型件输送部的区域中被施装到预成型件上，则实际上可以利用部件对预成型件和以后的容器的整个处理进行跟踪。将部件施装在承载环的表面上或所述的承载环以下的区域中确保的是，在随后的处理步骤中部件也不发生形变并且因此部件不受到可能的损坏。
在实施方式中设置的是，印刷模块的下游布置有用于干燥已被施装的印刷油墨的干燥单元，并且/或者在印刷模块的上游布置有用于至少在部件的区域中将基层施装到预成型件上的印刷模块，并且/或者在印刷模块的下游布置有用于至少在部件的区域中将覆盖层施装到预成型件上的印刷模块。基层的施装可以改进部件与预成型件的附着。覆盖层又可以保护部件以防不希望的环境影响，像例如湿气或化学反应。
根据本发明的用于在饮料加工工业中对预成型件进行处理的方法包括：通过印刷机在预成型件的承载环的区域中将电子构件的部件施装到预成型件的表面上。利用这种方法，可以实现在几乎所有的处理步骤中对预成型件和之后构成的容器进行的进一步的跟踪以及鉴别。
还可以设置的是，将部件施装到承载环的表面上并且/或者施装到在承载环下方朝向预成型件的底部的方向延伸至多1cm的区域上。由于这些区域即使在预成型件变形成容器时仅稍微改变，因此可以确保即使在经历另外的处理步骤时该部件仍是能正常工作的。
在实施方式中，通过无接触式印刷或接触式印刷或它们的组合将部件施装到预成型件上。依赖于预成型件的运输或其他情况地，可以有利地选择这些用于印制部件的方法。
在另外的实施方式中设置的是，预成型件在施装部件之前或之后经历至少一个另外的处理步骤。
在该实施方式的改进方案中设置的是，另外的处理步骤包括吹塑、模具填充、灌注、贴标签、以印刷图案印刷、封闭、包装中的其中一个步骤。由于电子构件的部件被施装在预成型件的在整个过程引导期间仅遭受很少改变直至甚至没有改变的区域中，因此所有的所述的过程也可以与部件一起来执行，这尤其简化了对预成型件和/或由此制成的容器的后续追踪。
在实施方式中，部件包括至少一个天线、芯片、存储器或二极管。这些部件可用于各种应用。
此外可以设置的是，部件包括存储器，并且在存储器中存储能读出的数据，这些数据限定要在容器上执行的另外的处理步骤。如果该存储器由合适的装置来读出，则可以基于存储在存储器中的数据来实现对容器的紧随其后的处理，这可以实现容器处理的个体化。
此外可以设置的是，部件包括如下存储器，在容器上执行的至少一个另外的处理步骤期间和/或在其之后，在该存储器中存储如下数据，这些数据对于在该处理步骤和/或至少一个后续的处理步骤期间的至少一个过程参数来说是指示性的。借助这些所存储的数据，之后可以追溯式地跟踪对每个单个容器的处理，这尤其是在容器处理期间出现干扰的情况下可以是有利的。此外，借助这些所存储的数据可以调节/控制在整个过程之中的处理步骤。例如，由于液位错误可以再调整相应的灌装阀。例如可以以如下方式来实现，即，将液位高度的数据存储在要处理的/相关的容器的部件上，在紧接着的站处读出该数据并且将其与在容器处理机或设施的主控制部中的储存的参考值进行比较。另外的站，例如吹塑模具、贴标签站、封闭机(例如螺旋头)可以以该方式和方法来控制/调节。
附图说明
图1示出根据本发明的实施方式的印刷机；
图2a+b示出印刷有部件的预成型件的不同实施方式；
图3a+b示出具有设置在容器处理机上游的印刷机的实施方式(图3a)和具有设置在容器处理机下游的印刷机的实施方式(图3b)；
图4示出用于施装基层和覆盖层的实施方式以及干燥单元。
具体实施方式
图1示出用于对预成型件130进行印刷的印刷机100的实施方式。印刷机100在该实施方式中构造为转塔110。在转塔的周边处可以布置有多个用于容纳预成型件130的容纳部113。容纳部可以构造为夹具，它们围嵌预成型件的承载环。替选地，容纳部113也可以在预成型件的头部区域中抓嵌住它们，在该头部区域中，通常存在用于之后要施装的封闭件的螺纹。也能想到容纳部113的其他实施方式，例如借助定心钟形件、内抓嵌器和/容纳盘。同样地，具有转塔的印刷机的实施方式并不是强制性的。也可以设置其他的实施方式，尤其是线性工作的机器。
在该实施方式中，还在转塔110的区域中设置有印刷模块101，其可以对容纳部113中的预成型件进行印刷。在此，根据本发明设置的是，印刷模块101可以将电子构件131的至少一个部件(尤其是rfid的应答器的部件)在承载环的区域中施装到预成型件的表面上。为此使用到的印刷油墨111可以在此例如包括金属颗粒。也能想到施装由包括金属和/或稀土的合金构成的薄层。此外，印刷油墨可以包括塑料颗粒。同样能想到的是，印制能传导的和/或磁性的纳米颗粒或纳米管。金属可以以银为基础或包括银。尤其是在基于纳米颗粒或纳米管的油墨中，同样可以使用碳化合物。
在图1中所示的实施方式中实现了无接触式印制部件131。这意味着，印刷模块可以将用于构成部件131的印刷油墨111施装在预成型件130上，而印刷模块101不与预成型件130的表面碰触。
也可以替选地设置的是，部件借助接触式印刷来施装。针对要将电子构件的多个部件施装到预成型件上的情况，可以设置多个印刷模块，其中，其中每个印刷模块以非接触式的印刷并且/或者以接触式印刷将部件施装到预成型件上。由于要施装的结构，尤其是导体迹线或形成存储器或天线的部件非常小，因此如下印刷模块是优选的，其构造为数字式的印刷模块，尤其是喷墨印刷模块。这些印刷模块尤其适合于无接触式的印刷。此外，也可以使用丝网印刷模块。替选或补充地，可以使用柔性版印刷模块或卷对卷模块，它们尤其适合于接触式印刷。
由于预成型件通常在另外的过程步骤中成形出容器，并且随后执行附加的过程步骤，像例如对容器的灌装或封闭或贴标签，所以优选的是，将部件131在如下区域中施装到预成型件的表面上，该区域尤其是在预成型件的紧接着的变形中不发生改变。这尤其涉及在是预成型件的情况下存在的承载环上的和在其周围的笔直的区域。
为此，图2a和2b示出了在印制(在图2a和2b中以附图标记250标示的)部件131方面的可能的实施方式。在图2a中示出了预成型件130，其包括必要时具有螺纹的头部区域231、与头部区域联接的承载环232以及在承载环的背对头部区域的一侧上延伸的本体233。
在该实施方式中设置的是，图1中示出的印刷模块101将部件250施装到承载环232的表面上。在所示的实施方式中，这是承载环的指向头部区域的方向的表面。也可以替选地设置的是，将部件250施装在承载环的背离头部区域指向的或者说指向本体233的方向的表面上。视部件250的大小而定地，也可以将其施装到承载环的通常是1mm至2mm宽的边缘上。
图2b示出了替选的实施方式，在其中，将部件250施装到预成型件130的本体233上。这在本体233的直接与承载环232联接的区域中进行。优选地，部件250被施装在承载环下方的如下区域中，该区域朝向预成型件130的底部的方向地从承载环232的下表面延伸了最多2cm。在预成型件成形出容器时，在成形出的容器中通常形成瓶颈部的区域只稍微发生变形，从而部件250在预成型件的另外的处理期间仅承受了很小的负荷。
原则上，部件250可以是电子构件的任一部件。尤其将天线和存储器，还有导体迹线、能量存储器，在这里尤其是蓄电池和电容器，和模拟或数字式的电路或处理器算作该部件。尤其地，电子构件可以是rfid应答器，并且部件可以是rfid应答器的部件。由于用于印制导体迹线的所需的准确度明显大于用于印制天线或存储器膜，尤其是磁性的存储器膜的所需的准确度，所以可以优选的是，部件250包括天线或存储器。此外，部件250可以构造为蓄电池，尤其是电容器。
在图2b示出了对预成型件的本体233进行印刷期间，也可以设置的是，给预成型件的螺纹装备/印刷部件250。同样可以将部件施装在螺纹的内侧(其位于预成型件之中)上。正是利用该实施方式，使得部件在另外的处理步骤中不一定出现损坏，从而使部件尽可能在预成型件/容器的整个处理中保持完整。在对容器的内侧进行印刷时，优选使用不溶于水(或通常不溶于被灌装到由预成型件制成的容器中的产品)的材料或这些材料的组合。为了实现这一点，也可以将不溶于填入到容器中的产品的保护层施装到已被施装的部件上。因此，视保护层的耐久性而定地，在将容器交付给客户之前(并且因此最迟在封闭容器之前的制造过程中)不需要移除部件。
在实施方式中可以设置的是，印刷机布置在将预成型件例如以无序的方式输送向另外的容器处理机的预成型件输送部的下游。尤其地，印刷机可以布置在该输送部的下游，但是却布置在另外的容器处理机的上游，在该另外的容器处理机中以某种方式对预成型件进行处理。该另外的容器处理机要么可以是实际上改变预成型件/容器的某一个特性或将产品灌装到其中的机器，要么可以是运输装置。也能想到这些实施方案的组合。例如，具有整合的传送星形件的容器处理机。
在图3a和3b中描述了在印刷机的布置方面的可能的实施方式。在印刷机和另外的容器处理机在图3a和3b中作为彼此分开的且经由合适的运输装置彼此连接的机器期间，印刷机也可以被整合到相关的容器处理机中。尤其地，印刷机可以在容器处理机的处理区段的上游或下游地布置在容器处理机中。如果容器处理机例如是吹塑机，该印刷机可以以如下方式布置在吹塑机中或在吹塑机的周边，即，使得在预成型件成形出容器之前，预成型件经过印刷机并且将部件印制到预成型件上。
图3a中示出了如下实施例，在其中，印刷机302布置在另外的容器处理机，在这种情况下是吹塑机的上游。经由运输装置(例如传送星形件301)将预成型件向印刷机输送。根据示图311，预成型件尚未被处理，并且可以例如直接从预成型件输送部获得。在印刷机302中，利用如参照图1所述那样的印刷模块施装电子构件的部件。这由图形321示范性地指明。
然后，可以将配设有部件的预成型件331从印刷机转移到另外的运输装置303，其同样可以构造为传送星形件。在此，在预成型件运输期间不与印制在预成型件上的部件接触的运输装置303是优选的。如果例如根据图2a将部件施装到预成型件的承载环的表面上，则可以设置的是，预成型件在运输装置303中以颈部搬运方法被继续运输。在该方法中，预成型件在承载环的区域中在背离预成型件的头部区域指向的一侧上被夹具围嵌。由于根据图2a的部件被印制在承载环的指向头部区域的一侧上，因此在以颈部搬运方法运输预成型件时夹具不与部件接触，从而可以避免损坏。
然后，将预成型件从运输装置303向容器处理机304转移，该容器处理机在此构造为吹塑机。然后，将预成型件例如向能闭合的模具转移并且成形出容器。这通常在50℃与120℃之间的温度下实现。在此，如以341指明地，预成型件的主体成形出容器。由于电子构件的部件被印制在预成型件的在成形出容器时遭受尽可能少的变形的，优选是不变形的区域中，因此即使在成形出之后电子构件的部件仍然是能正常工作的。
作为吹塑机的替选或补充地，在印刷机302的下游可以设置另外的容器处理机。在任何情况下都优选的是，如下这样地实现对预成型件和/或容器的运输和部件印刷，即，后续的运输装置不碰触电子构件的部件，以便避免部件的损坏。
图3b示出了替选的实施方式，在其中，预成型件(首先是未处理的351)被运输装置305向第一容器处理机306转移。在该第一容器处理机中，预成型件首先被处理361。在此，预成型件可以例如被涂覆。也能想到对预成型件的其他处理。因此，可以以如下方式进行处理，即，使利用针对部件所使用的印刷油墨的润湿性或者预成型件的表面的在以其来施装部件的印刷油墨方面的附着特性发生改变，尤其是相对于未经处理的表面得到改善。
紧接着，将已被处理的预成型件371向另外的运输装置307转移，该另外的运输装置307最后将预成型件输送给印刷机308，在其中，电子构件的部件被印制到预成型件上381。
在根据图3b的实施方式中，可以使用到处理预成型件的但是优选是尚未成形出完整的容器的所有容器处理机。
如上所述，施装到预成型件上的部件可以尤其包括存储器。此外，施装到预成型件上的部件或所施装的电子构件，如rfid应答器还可以包括天线，其中，这两个部件可以以如下方式彼此连接，即，使得从天线接收到的信号可以储存在存储器中。同样可以设置的是，借助天线可以通过合适的读取器对存储器进行读出，该读取器例如可以布置在容器处理机上。
在数据存储在存储器中的第一种情况中，可以设置的是，每个容器处理机发送出能够由天线接收到的信号，这些信号对至少一个针对预成型件和/或容器的处理而言是指示性的参数进行编码。然后，可以将该参数存储在预成型件上的部件的存储器(例如是磁性的存储器)中。之后，可以从该存储器读出该参数，以便对例如预成型件和/或容器的处理进行后续跟踪。
替选或与之组合地，存储在存储器中的数据可以由容器处理机读出。为此，可以给每个容器处理机配属有合适的读取器。优选地，这种读取器布置在容器处理机的每个容器处理站中，并且构造成仅读出转移到相应的容器处理站中的预成型件的数据。然后可以将这些数据向对相关的容器处理站中的处理进行控制的控制单元转送。
例如，第一容器处理机可以将数据存储在存储器中。这可以例如经由至少一个发送器来实现，该发送器将呈电磁波或声波形式的数据向预成型件/容器上的部件或电子构件的存储器或配属于存储器的天线/接收器单元传输。在容器处理机上可以布置唯一的发送器。也可以设置的是，在容器处理机的每个容器处理站中布置有发送器，或者给每个容器处理站配属有发送器。布置在第一容器处理机下游的第二容器处理机可以读出这些数据。读出可以经由合适的读取器实现，该读取器尤其适用于非接触式地从存储器中读出数据。这里也可以设置的是，要么给第二容器处理机配属有仅一个读取器或将仅一个读取器布置在其上，要么在每个容器处理站中布置有读取器或给每个容器处理站都配属有读取器。然后，基于所读出的数据，可以设定第二容器处理机的特定的过程参数。因此，可以对预成型件和/或容器的处理个体化。不是所有的储存的数据都必须影响运转的生产流程，而是可以单独使用或与另外的数据组合使用或者仅为了收集如下信息，这些信息例如可以是在交付时所需的或者纯粹为最终用户提供参考。因此，第一组数据可以用于对容器处理的控制/调节/监控，而第二组数据仅用于归档并且作为信息提供给最终用户或客户，该第二组数据可以存储在部件/电子构件的与在其中存储有第一组数据的存储器在物理上分开的存储器中。
此外，部件的存储器已经在印制之后或在预成型件上进行印制期间可以如下这样地被处置(例如通过利用磁体的编码)，即，在存储器中存储了对于预成型件的另外的处理来说是指示性的数据。虽然附加地通过后续的容器处理机可以将另外的数据存储在存储器中，但这不是强制性的。这样存储在存储器中的数据可以限定待应用的针对容器或预成型件的全部的另外的处理的过程参数。
图4示出了用于对预成型件进行印刷的印刷机400的另外的实施方式。在该实施方式中，印刷机400也构造为包括转塔401的回转机。也能想到例如作为线性工作的机器的印刷机的替选的实施方式。预成型件经由合适的运输装置420(例如传送星形件)向转塔输送。在此，例如将预成型件向合适的容纳部413转移，这些容纳部布置在转塔401的周边上。在预成型件130已经在印刷机400中被处理之后，这些预成型件可以经由合适的运输装置430从印刷机中运出，并且必要时向另外的处理步骤/容器处理机输送。如上所述那样，印刷机400可以直接布置在预成型件输送部的下游。
根据该实施方式，设置有多个印刷模块，以便对预成型件的表面进行印刷。沿转塔的旋转方向，可以设置有第一印刷模块402，以便将基层施装到预成型件130上。该基层尤其在随后要将电子构件的部件施装在其中的区域中可以施装在预成型件上。基层例如可以包括改进了部件与预成型件的表面的附着的材料。在这种情况下，基层充当中介层，从而使部件不直接印刷到预成型件的表面上，而是印刷到基层上。由于已被印制的部件是电子构件或电子构件的至少一个部件，因此优选的是，基层至少在预成型件的将部件印制到其上的区域中形成连贯的、不中断的膜。印刷模块402因此可以有利地例如构造成将所述的基层施装到预成型件上的辊子。但是只要能够施装连续不断的膜，就能想到喷射装置或数字式的印刷模块。
沿旋转在印刷模块402之后设置有印刷模块403，其被构造成能将部件印刷到预成型件上。这里仅示意性地示出了一个印刷模块。也可以使用多个印刷模块，以便将部件印刷到预成型件或可能设置的基层上。
沿转塔401的旋转方向在印刷模块403之后可以布置有另外的印刷模块404，其可以将覆盖层施装到预成型件上，然而至少施装到预成型件的将部件印制到其上的区域上。该覆盖层可以施装到包含且大于部件的总面积的面上，从而使覆盖层完全包围部件。因此，覆盖层的边缘到部件的边缘可以具有1mm的间距。覆盖层一方面可以确保部件更好地附着在预成型件或基层上。为此，覆盖层可以与预成型件的表面或与基层建立连接，该连接比部件与预成型件的表面或基层的连接更强。此外，覆盖层可以包括保护该部件以防环境影响的材料。因此，覆盖层可以是不透水和/或不透其他液体的。此外，覆盖层可具有防止氧或其他进行氧化的物质向内扩散的阻挡特性。
沿旋转方向在印刷模块404之后，示出了另外的模块405，其可以构造为干燥单元。为此，模块405可以具有例如一个或多个红外辐射器，它们可以干燥预成型件，尤其是施装到预成型件上的印刷油墨。替选或补充地，也可以设置热空气辐射器，其以热空气流来造成对所施装的油墨的干燥，也可以设置uv设备，其可以通过如下方式使已被施装的油墨固化，即，利用uv辐射照射这些油墨。
在沿转塔401旋转方向在最后的印刷模块404之后设置干燥单元405期间，也可以在各个印刷模块402与403以及403与404之间分别设置有干燥单元，以便干燥之前所施装的印刷油墨。此外，印刷模块403至404和干燥单元405布置在转塔之外。也可以设置的是，相应的模块与容纳部413一起设置成用于预成型件的处理单元。这意味着给转塔401上的每个容纳部配属有相应的与转塔401和容纳部413一起运动的模块。