ES2206209T3 - Aplicacion de sustancias, en serie, a objetos macizos. - Google Patents
Aplicacion de sustancias, en serie, a objetos macizos.Info
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Abstract
Un procedimiento para aplicar sustancias a un objeto macizo (4) que comprende una primera operación y una segunda operación, en el que (a) la primera operación consiste en aplicar una primera sustancia sobre un área de la superficie seleccionada del objeto macizo mediante la utilización de primeros medios de aplicación, estando el área de la superficie seleccionada en movimiento con relación a los primeros medios (5) de aplicación y estando el área de la superficie seleccionada en contacto con la primera sustancia, pero no en contacto con los primeros medios de aplicación durante la primera operación, y en el que durante dicha primera operación, el objeto macizo está en movimiento con relación a dichos primeros medios de aplicación, y no hay rozamiento entre la superficie seleccionada y los primeros medios de aplicación, (b) la segunda operación consiste en aplicar una segunda sustancia sobre el área de la superficie seleccionada mediante la utilización de segundos medios (5) de aplicacióndespués de la ejecución de la primera operación, estando el área de la superficie seleccionada en movimiento con relación a los segundos medios de aplicación y estando el área de la superficie seleccionada en contacto con la segunda sustancia, pero no en contacto con los segundos medios de aplicación durante la segunda operación, y en el que durante dicha segunda operación, el objeto macizo está en movimiento con relación a dichos segundos medios de aplicación, y no hay rozamiento entre la superficie seleccionada y los segundos medios de aplicación, (c) teniendo lugar el procedimiento a una velocidad continua de la línea de fabricación; estando caracterizado el procedimiento porque (d) el objeto macizo tiene una superficie no plana; y (e) el objeto macizo es (i) retirado de un transportador sobre un carrusel giratorio, (ii) transportado a lo largo de los medios de aplicación primero y segundo por el carrusel giratorio, y (iii) devuelto al transportador.
Description
Aplicación de sustancias, en serie, a objetos
macizos.
La invención se refiere a un procedimiento para
aplicar sustancias a un objeto macizo, en serie, en el que el
objeto macizo tiene una superficie que no es plana.
Los procedimientos para producir objetos macizos
en serie son extensamente usados, en particular, en la industria
de mercancías de consumo, para productos tales como cepillos de
dientes, por ejemplo. En general, tales objetos macizos se forman y
luego se imprimen. En particular, las técnicas de aplicación de
sustancias sobre un área de la superficie seleccionada de tales
objetos macizos son particularmente usadas, principalmente para
imprimir sobre tales objetos macizos. Las técnicas de impresión
existentes son de diferentes clases. Una primera clase de las
técnicas de impresión usada en la industria consiste en imprimir
un gran número de etiquetas que son almacenadas sobre grandes
carretes, alimentando después tales carretes una línea de producción
para que sean encoladas sobre los objetos macizos. Una segunda
clase de las técnicas de impresión consiste en aplicar tinta
directamente sobre la superficie exterior de los objetos macizos,
de modo que la propia impresión puede ser personalizada para que
indique por ejemplo la fecha de producción o un número de
referencia particular.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para producir un objeto macizo que comprende una
primera operación y una segunda operación, consistiendo la primera
operación en aplicar una primera sustancia sobre un área de la
superficie seleccionada utilizando unos primeros medios de
aplicación, estando ambos el área de la superficie seleccionada y
el objeto macizo en movimiento con relación a los primeros medios
de aplicación y estando el área de la superficie seleccionada en
contacto con la primera sustancia solamente durante la primera
operación. Ese tipo de procedimiento es conocido por la segunda
técnica de impresión anteriormente mencionada, en la que se efectúa
una impresión personalizada directamente sobre un objeto macizo,
estando las letras y los números de la impresión formados
típicamente por un cierto número de puntos negros.
Entre las ventajas de imprimir información
personalizada directamente sobre un objeto macizo mientras está
en movimiento con relación a los medios de aplicación figura la de
que esa información puede ser diferente para cada objeto macizo
producido, y que tal impresión puede ser efectuada a alta
velocidad en la línea. Ese tipo de procedimiento es
particularmente útil por ejemplo en la industria de consumo, en la
que es preferible que un objeto macizo sea, por ejemplo, decorado.
Típicamente, esa impresión personalizada difiere del otro
procedimiento existente de la primera clase, en que las etiquetas
se imprimen previamente en un procedimiento separado y se almacenan
sobre carretes, antes de ser encoladas en la línea sobre un objeto
macizo. Ciertamente, en ese tipo de procedimiento que usa carretes
de etiquetas impresas, todas las etiquetas serán idénticas, y
cualquier etiqueta corresponderá en la línea a cualquier objeto
macizo. No obstante, un procedimiento que usa carretes de etiquetas
impresas permite la utilización de etiquetas que tenga gráficos de
relativamente alta definición, en vez de usar un número limitado de
puntos monocoloreados para representar letras o números.
Aunque tienen estas y otras ventajas, los
procedimientos existentes, y particularmente el procedimiento de
impresión personalizada en la línea de una matriz de puntos o el
procedimiento de usar carretes de etiquetas impresas, tienen
inconvenientes. Por ejemplo, el procedimiento de una impresión
personalizada en la línea de una matriz de puntos ofrece una mala
definición, adecuada para la impresión de simples mensajes tales
como una fecha en un color pero no es adecuado para imprimir
gráficos o diseños de alta definición. Además, el procedimiento de
usar carretes de etiquetas impresas no es flexible pues un cambio
de diseño de la etiqueta requerirá el cambio del carrete, lo cual
implicará detener una línea de producción o requerirá que haya un
sistema de soporte de doble carrete que permite cambiar de carrete
sin detener la línea. En todos los casos, la utilización de
carretes de etiquetas impresas requiere el almacenaje de cualquier
clase deseada de etiquetas, pues tales etiquetas no se producen
directamente en la línea.
Convencionalmente el objeto macizo para productos
de consumo lleva imágenes impresas de alta calidad, tanto en la
forma de diseños para comercializar la marca como para informar al
consumidor, tales como instrucciones de utilización.
Convencionalmente, tales imágenes han sido impresas sobre etiquetas
adhesivas sensibles a la presión que, después de ser retiradas de
un material de respaldo protector para el adhesivo, son aplicadas
al objeto macizo. No obstante, la manipulación de tales etiquetas
para su segura aplicación a objetos macizos a alta velocidad
resulta difícil, y puede ser originado un tiempo muerto
significativo a causa de la rotura del papel de respaldo o del
atasco de las etiquetas. Además, las etiquetas han de imprimirse
separadamente en una prensa de impresión, que es una operación
cara y laborioso. El estratificado de la etiqueta y el papel de
respaldo son también caros, y se añaden a la corriente de residuos.
Asimismo, ha de establecerse un espacio de fábrica en un lado y un
sistema de inventario para almacenar las etiquetas y para
garantizar que se coloca la etiqueta correcta en el objeto macizo
indicado.
Un inconveniente más de la utilización de
etiquetas radica en que si se cambia la ilustración de decoración,
las etiquetas remanentes han de ser desechadas y han de imprimirse
nuevas etiquetas. A partir del momento en el que se aprueba una
nueva ilustración, se requieren típicamente de 4 a 6 semanas para
hacer nuevos cilindros o placas de impresión, e imprimir y
suministrar las etiquetas, listas para ser aplicadas.
Como una alternativa, las imágenes han sido
impresas directamente en el objeto macizo mediante técnicas de
estarcido. No obstante, tales técnicas tienden a ser lentas,
particularmente cuando han de imprimirse imágenes multicoloreadas, y
la calidad de la imagen que se produce es limitada. Típicamente,
se imprimen solamente de uno a cuatro colores simultáneamente en
cualquier impresión con estarcido, con el resultado de que se
limita la complejidad de la decoración. Si se requieren más colores
esto puede lograrse haciendo que el objeto macizo pasa por la
estación de impresión un cierto numero de veces, pero esto tiende
a aumentar los gastos espectacularmente. Además, cuando se usa un
objeto macizo no circular, tal como un objeto macizo ovalado o un
objeto macizo con formas curvas más complejas, el estarcido tiende
a ser muy lento, funcionando a velocidades tan lentas como de 50
objetos macizos por minuto, y todo lo más a 100 objetos macizos
por minuto.
Además, las plantillas que se usan en la
impresión con estarcido requieren un tiempo considerable de
fabricación. Tales plantillas necesitan ser sustituidas
frecuentemente, contribuyendo a elevar los gastos de
mantenimiento.
Las técnicas de impresión por transferencia
térmica han sido también usadas para formar imágenes directamente
sobre objetos macizos. No obstante, tales técnicas tienden también
a ser lentas y, de nuevo, tienden a producir mala calidad de imagen.
En adición, la presión y/o el calor aplicado al objeto macizo que
se imprime mediante el mecanismo de transferencia puede ocasionar
daños en el objeto macizo, lo que es evidentemente indeseable.
Además, el procedimiento de transferencia requiere la utilización de
una película de transferencia que añade desechos y gastos.
Es bien conocido que pueden lograrse imágenes de
buena calidad usando la tecnología de impresión digital, por ejemplo
tales como las técnicas lasérica y de chorro de tinta, y que tales
técnicas son flexibles en cuanto a su aplicación. La impresión de
chorro de tinta ha sido típicamente usada para imprimir papel u
otros materiales absorbentes con tintas basadas en agua o
aceite.
El documento
EP-A-0 878 317 (Scheuber, y otros,
(Ferag AG)) describe un método para proporcionar texto o productos
impresos, y un aparato para poner en práctica el método. El método
implica un sistema transportador que transporta una pluralidad de
productos impresos a lo largo de una trayectoria de desplazamiento
en una corriente imbricada, de modo que una región de borde de
cada producto impreso está expuesta por el recubrimiento
imbricado. El preámbulo de la reivindicación 1 es conocido por la
EP-A-0 878 317.
La invención trata de proporcionar un
procedimiento para aplicar sustancias a un objeto macizo de la
clase mencionada anteriormente que pueda proporcionar a la vez
flexibilidad y alta resolución en la aplicación de una sustancia a
un objeto macizo, y que pueda funcionar en un amplio margen de
velocidades para la producción industrial.
De acuerdo con la invención, este objeto se logra
con un procedimiento de la clase anterior en el que la segunda
operación consiste en aplicar una segunda sustancia sobre el área
de la superficie seleccionada mediante la utilización de segundos
medios de aplicación después de haber efectuado la primera
operación, estando tanto el área de la superficie seleccionada
como el cuerpo macizo en movimiento con relación a los segundos
medios de aplicación y estando al área de la superficie seleccionada
solamente en contacto con la segunda sustancia durante la segunda
operación, teniendo lugar el procedimiento a una velocidad de la
línea de producción continua.
Un procedimiento de acuerdo con la invención
tiene cierto número de ventajas. Puesto que comprende la
aplicación de una segunda sustancia así como de la primera
sustancia sobre el área de la superficie seleccionada mientras
ambos, el objeto macizo y el área de la superficie seleccionada
están en movimiento con relación a los primeros o segundos medios
de aplicación, permite obtener a la vez flexibilidad pues la
aplicación puede hacerse directamente en la línea, y mayor
resolución porque se aplica más de una sustancia sobre el área de
la superficie seleccionada del objeto macizo. Debido a la
flexibilidad mejorada, un almacenaje tal como por ejemplo el
almacenaje de las etiquetas de alta definición en carretes, se
elimina significativamente, lo cual reduce los gastos de
producción. Además, la flexibilidad permite por ejemplo reducir el
desecho de etiquetas impresas que no se usan, siendo por tanto
beneficioso para el medio ambiente.
El procedimiento de la invención se refiere a
objetos macizos que no tienen una superficie plana. Por macizo, ha
de entenderse que el objeto está sustancialmente exento de
espacios vacíos. Tal tipo de objeto puede ser, por ejemplo, un
cepillo de dientes. Se ha de tener en cuenta que el área de la
superficie seleccionada puede ser una parte enteriza del objeto
macizo o puede estar separada, por ejemplo cuando está sobre una
etiqueta. Ciertamente, según la invención, el objeto macizo podría
ser tratado de la manera siguiente: el área de la superficie
seleccionada puede estar sobre la etiqueta, siendo tratada el área
de la superficie seleccionada situada sobre la etiqueta mediante el
procedimiento según la invención antes de ser aplicada sobre el
objeto macizo. Durante la aplicación de las sustancias sobre el
área de la superficie seleccionada, el objeto macizo está en
movimiento también según la invención, incluso si la etiqueta no
está aplicada todavía sobre el objeto macizo. Ciertamente, ambos
el objeto macizo y la etiqueta están en la línea, siendo la línea
tal que la etiqueta será aplicada después de la impresión, por
ejemplo. La etiqueta podría ser también aplicada en blanco sobre el
objeto macizo y las sustancias podrían ser aplicadas sobre el área
de la superficie seleccionada situada en la etiqueta pues la
etiqueta está ya fijada al objeto macizo. Además, puede no ser
usada una etiqueta, de modo que la aplicación de la sustancia tenga
lugar directamente sobre el objeto macizo.
En esta memoria se prefiere que los objetos
macizos sean de un material comprenda resinas termoplásticas.
La primera operación del procedimiento según la
invención consiste en aplicar una primera sustancia sobre un área
de la superficie seleccionada. Típicamente, la sustancia es una
tinta, que se aplica preferiblemente usando la tecnología de chorro
de tinta. El área de la superficie seleccionada cubre
preferiblemente al menos 30 cm^{3}. El área de la superficie
seleccionada podría estar situada por ejemplo sobre una etiqueta, o
sobre el objeto macizo tal como un cepillo de dientes. La
aplicación se efectúa usando primeros medios de aplicación.
Típicamente, tales medios comprenden una cabeza de chorro de tinta
de una impresora de chorro de tinta, preferiblemente una cabeza de
chorro de tinta que tenga una pluralidad de toberas.
Según la invención, el área de la superficie
seleccionada y el objeto macizo están ambos en movimiento con
relación e los primeros medios de aplicación. Esto no impide que
el área de la superficie seleccionada y el objeto macizo se muevan
separadamente, pues una etiqueta puede ser impresa con anterioridad
a ser aplicada, por ejemplo. No obstante, esto significa que estos
dos componentes están en movimiento en la línea de producción. El
movimiento relativo podría comprender una componente consistente en
un movimiento de los propios primeros medios de aplicación.
Ciertamente, en particular cuando se imprime sobre un área de la
superficie seleccionada que no es plana, puede ser preferible
mover los medios de aplicación así como la propia área de la
superficie seleccionada. En cualquier caso, el objeto macizo está
en movimiento también, de modo que en el caso de la impresión en
una etiqueta antes de la aplicación en un objeto macizo, el objeto
macizo está en movimiento en la línea hacia el punto en el que
tiene lugar la aplicación de la etiqueta. Ciertamente, en una
realización preferida, el área de la superficie seleccionada está
en la superficie de una etiqueta, siendo la etiqueta fijada sobre el
objeto macizo después de la aplicación de las sustancias. Esta
difiere de otra realización preferida en que el área de la
superficie seleccionada es una parte enteriza de la superficie
superior del objeto macizo.
La invención menciona también que el área de la
superficie seleccionada está solamente en contacto con la primera
sustancia durante la primera operación. Esto significa que no hay
rozamiento entre elemento alguno y el área de la superficie
seleccionada. Ha de tenerse en cuenta que si el área de la
superficie seleccionada está situada sobre la etiqueta, la propia
etiqueta puede estar en contacto, por ejemplo, con el objeto
macizo. Ciertamente, se considera que el área de la superficie
seleccionada es una superficie bidimensional. Ese tipo de
rozamiento sobre el área de la superficie seleccionada tendría
lugar, por ejemplo, en una aplicación de impresión con estarcido,
cuya velocidad no es compatible con el procedimiento de la
invención.
La segunda operación de la invención es similar a
la primera operación y sigue a la primera operación. El
procedimiento según la invención tiene lugar a cualquier velocidad
de línea ordinaria dependiendo de la complejidad de la tecnología de
chorro de tienta usada y del número de cabezas que imprimen
colores idénticos. Esto resulta posible mediante el movimiento
continuo del objeto macizo y del área de la superficie seleccionada
y por la ausencia de rozamiento sobre el área de la superficie
seleccionada. Mas aún, la pluralidad de medios de aplicación
permite también progresar con una mayor velocidad de línea, al
mismo tiempo que se obtiene una aplicación satisfactoria.
Preferiblemente, el procedimiento tiene lugar a una velocidad de al
menos 10 metros por minuto, incluso más preferiblemente de al
menos 20 metros por minuto y con la máxima preferencia de al menos
28 metros por minuto.
En una realización preferida, el procedimiento
comprende además una o más operaciones adicionales, consistiendo la
operación adicional en aplicar una sustancia adicional sobre al
área de la superficie seleccionada mediante la utilización de
medios de aplicación adicionales una vez terminada la operación
anterior, estando el área de la superficie seleccionada y el
objeto macizo ambos en movimiento con relación a los medios de
aplicación adicionales y estando el área de la superficie
seleccionada solamente en contacto con la sustancia adicional
durante la operación adicional. Ha de tenerse en cuenta que se
prefiere que sea aplicada una sustancia diferente en cada una de
estas operaciones adicionales. Una realización de las más
preferidas comprende cuatro operaciones adicionales, siendo cada
una de las seis sustancias que se aplican una tinta diferente, de
modo que pueden obtenerse imágenes de alta resolución, así como
imágenes de la escala de grises de alta resolución con un elevado
contraste.
En una realización preferida de la presente
invención, un procedimiento para imprimir una imagen sobre un área
de la superficie seleccionada tal como sobre superficies del
objeto macizo no planas, por ejemplo, comprende mover una línea de
objetos macizos de una manera continua a lo largo de una cabeza de
chorro de tinta que tiene una ordenación de toberas espaciadas
entre sí en una dirección transversal a la dirección del movimiento
de la línea de objetos macizos y a través de las cuales se expulsa
tinta, y mover cada uno de dichos objetos macizos y/o la cabeza de
chorro de tinta, uno con relación a otro, a medida que dicho
objeto macizo pasa a lo largo de la cabeza de chorro de tinta, de
modo que durante la impresión la distancia entre la cabeza de
chorro de tinta y la superficie del objeto macizo que ha ser
impresa permanece sustancialmente constante y de modo que cada
porción de dicha superficie pasa a lo largo de la cabeza de chorro
de tinta solamente una vez.
Según otra realización preferida de la presente
invención, un aparato para imprimir una imagen sobre superficies
de objeto macizo comprende un receptáculo para cada objeto macizo,
medios de transportador para mover el receptáculo de una manera
continua a lo largo de una cabeza de chorro de tinta que tiene una
ordenación de toberas transversal a la dirección de movimiento de
los receptáculos y a través de las cuales es expulsada tinta, y
medios para mover cada objeto macizo y/o la cabeza de chorro de
tinta uno con relación a otro a medida que dicho objeto macizo
pasa a lo largo de la cabeza de chorro de tinta, para mantener
durante la impresión una distancia constante entre la superficie de
objeto macizo que ha de ser impresa y la cabeza de chorro de tinta
y de modo que cada porción de dicha superficie pasa por la cabeza
de chorro de tinta solamente una vez.
El procedimiento y el aparato de las
realizaciones preferidas de la invención son capaces de imprimir o
decorar, un objeto macizo no plano a velocidades adecuadas para la
producción comercial. Por ejemplo, en las realizaciones preferidas
de la invención, el procedimiento es capaz de imprimir al menos
150 objetos macizos por minuto, preferiblemente más de 200 objetos
macizos por minuto, y más preferiblemente hasta 500 objetos
macizos por minuto, al mismo tiempo que se logra alta calidad de la
imagen y se evita el daño a los objetos macizos.
Otra ventaja de la presente invención radica en
que es fácilmente adaptable para ser usada con diferentes formas
y/o tamaños del objeto macizo o de las etiquetas, por ejemplo, y
con diferentes ilustraciones y/o textos.
Todavía otra ventaja de la presente invención
radica en que es capaz de decorar objetos macizos con un coste
reducido en comparación con los procedimientos de la técnica
anterior, por ejemplo, eliminando la necesidad de etiquetas y
papeles de respaldo, películas de transferencia, o placas de
impresión que son de diseño y mantenimiento caro.
Se ha de tener en cuenta que, por ejemplo, un
objeto macizo que tiene una superficie no plana y que tiene una
imagen impresa en esa cara es obtenible mediante un procedimiento o
mediante la utilización de un aparato como se ha descrito
anteriormente.
En el procedimiento preferido de la presente
invención, una línea de objetos macizos se mueve continuamente a
lo largo de una cabeza de chorro de tinta. En el contexto de esta
Solicitud, por una línea de objetos macizos se pretende abarcar una
fila de objetos macizos, o cualquier otra disposición mediante la
cual un cierto número de objetos macizos pasa a lo largo de una
cabeza de chorro de tinta secuencialmente. Los objetos macizos
pueden estar posicionados verticalmente u horizontalmente durante la
impresión, pero preferiblemente están posicionados
verticalmente.
Además, cuando la línea de objetos macizos se
describe moviéndose continuamente, ello está destinado a
significar que entre la impresión de un objeto macizo y la del
objeto macizo siguiente en la línea, la línea de objetos macizos no
detiene su movimiento, a menos que, por ejemplo, sea necesario
efectuar un cambio en el procedimiento, o se requiere
mantenimiento del aparato de impresión.
Durante la impresión es esencial mantener una
distancia pequeña y sustancialmente constante entre la superficie
del objeto macizo que ha de ser impresa y la cabeza de chorro de
tinta. De lo contrario, la posición y el tamaño de los puntos de
tinta producidos en la superficie del objeto macizo variarán según
que porción de la superficie se imprime, lo cual puede conducir en
algunos lugares a ensuciar la imagen, y en otros a una imagen muy
desvanecida, u ocasionar daños en la cabeza de chorro de tinta o el
objeto macizo.
Generalmente, antes de la impresión, la distancia
entre la superficie que ha de imprimirse y la cabeza de chorro de
tinta se establecerá en un valor predeterminado. Típicamente, la
distancia predeterminada se mantendrá en el intervalo de 0,2 a 4
mm, preferiblemente de 0,5 a 2,5 mm, pues con mayores distancias
las corrientes de aire pueden interferir con el chorro de tinta,
conduciendo a una mala calidad de la imagen. Este es el
significado de una distancia sustancialmente constante en el
contexto de esta Solicitud. Más preferiblemente, la distancia es
mantenida constante entre 1 mm y 0,5 mm.
La distancia predeterminada se mantiene moviendo
el objeto macizo que se ha de imprimir y/o la cabeza de chorro de
tinta. Por ejemplo, se puede hacer que la cabeza de chorro de
tinta se mueva para que siga el perfil del objeto macizo en el que
se ha de imprimir. No obstante, se prefiere, por simplicidad, que
la cabeza de chorro de tinta permanezca estacionaria, y que cada
objeto macizo sea obligado a moverse con relación a la misma. En
este caso, se prefiere que, antes de la impresión, cada objeto
macizo esté dispuesto de modo que la porción delantera, o el borde,
de la superficie del objeto macizo que ha de ser impresa, en la
dirección de movimiento de la línea de objetos macizos, esté a la
distancia predeterminada de la cabeza de chorro de tinta. El objeto
macizo es entonces hecho girar, gradualmente, alrededor de su eje
longitudinal para que lleve cada porción de la superficie del
objeto macizo a su vez a la distancia establecida predeterminada
de la cabeza de chorro de tinta a medida que la superficie se mueve
a lo largo de la cabeza, hasta que la porción trasera, o borde, de
la superficie del objeto macizo esté a la distancia predeterminada
de la cabeza de chorro de tinta. Forzosamente, cuando objetos
macizos que tienen formas complejas han de ser impresos puede ser
necesario invertir la dirección de giro del objeto macizo al pasar a
lo largo de la cabeza de chorro de tinta. No obstante, se prefiere
para la velocidad del procedimiento global que cuando se haga
girar cada objeto macizo cada porción de su superficie que haya de
ser impresa pase a lo largo de la cabeza de chorro de tinta
solamente una vez.
La dirección y el ángulo de giro aplicado primero
dependerán de la forma del objeto macizo que se ha de imprimir, y
de la forma de cualquier trayectoria curva que haya de seguir. Por
ejemplo, si el objeto macizo ha de moverse en una línea
sustancialmente recta y tiene una superficie que es convexa hacia
la cabeza de chorro de tinta, la porción delantera de esa
superficie ha de ser movida primero hacia la cabeza de chorro de
tinta y luego gradualmente hacia fuera de la cabeza de chorro de
tinta hasta alcanzar el vértice, o punto de cambio, de la
superficie curva, y luego el borde trasero de la superficie debe
ser movido gradualmente hacia la cabeza de chorro de tinta.
Si el objeto macizo es obligado a moverse en una
trayectoria curva, el objeto macizo puede tener que girar
acercándose o alejándose de la cabeza de chorro de tinta,
dependiendo del respectivo radio de curvatura de la trayectoria
curva y de la superficie del objeto macizo. Típicamente, el radio
de la curvatura del objeto macizo será menor que el de la
trayectoria curva, y esto requiere el movimiento descrito
anteriormente. No obstante, si el radio de curvatura del objeto
macizo es mayor que el de la trayectoria curva, el borde delantero
del objeto macizo puede tener que ser primero movido gradualmente
separándose de la cabeza de chorro de tinta hasta que la cabeza
alcance el vértice de la superficie curva, y luego el borde
trasero es movido de modo que se aproxime gradualmente a la
cabeza.
Durante la impresión, la frecuencia a la que las
gotas de tinta son expulsadas de la cabeza de chorro de tinta
puede necesitar un ajuste para compensar la ligera variación en la
velocidad lineal de la superficie del objeto macizo a medida que
este pasa a lo largo de la cabeza de chorro de tinta. La
temporización de la expulsión del chorro de tinta puede necesitar
también ser ajustada para compensar el hecho de que durante la
mayor parte del tiempo de impresión la cabeza de chorro de tinta no
es normal a la superficie del objeto macizo. Tales modificaciones,
no obstante, están bien dentro de la experiencia del experto.
El movimiento del objeto macizo con relación a la
cabeza de chorro de tinta de la manera requerida puede lograrse de
diversas maneras. Por ejemplo, puede ser utilizado un simple
servomotor, o un mecanismo de leva. Si se usa un motor este será,
típicamente, controlado mediante un programa de ordenador concreto
para el tamaño y la forma del objeto macizo que se imprime, de
modo que un simple cambio de programa adaptará el procedimiento
para imprimir un objeto macizo diferente. Esto puede, por lo tanto,
resultar más conveniente que la utilización de un mecanismo de
leva.
Si se requiere, la presente invención puede
utilizar al menos un sensor para vigilar la distancia entre la
superficie de objeto macizo y la cabeza de chorro de tinta. Puede
ser usado cualquier sensor adecuado, por ejemplo, un sensor de
infrarrojos, un sensor de láser o un sensor de proximidad sónico.
El sensor está en comunicación con los medios para mover la cabeza
de chorro de tinta y/o el objeto macizo uno con relación a otro,
permitiendo el ajuste de los medios que se mueven, si es necesario,
durante un ciclo de impresión, o después del cambio de un tipo de
impresión del objeto macizo a otro, de un tamaño y/o forma
diferente.
Se prefiere que durante la impresión cada objeto
macizo sea mantenido dentro de un receptáculo en un transportador
o un carrusel. En este caso, el movimiento de cada objeto macizo
con relación a la cabeza de chorro de tinta puede ser logrado
moviendo el receptáculo respectivo. Cada receptáculo comprende
preferiblemente medios para mantener su objeto macizo de modo que
no haya sustancialmente movimiento relativo alguno entre el objeto
macizo y su receptáculo durante la operación de impresión.
Típicamente, los medios de retención establecen contacto con el
objeto macizo en al menos un lugar en su parte superior y en su
base. Puede ser usado cualquier medio de retención adecuado, un
ejemplo es la utilización de un detenedor cónico, para inserción en
la parte superior del objeto macizo con un ajuste suave, y para
mantener la base del objeto macizo en un receptáculo cónico que
tiene sustancialmente el mismo perfil que la base del objeto
macizo. Preferiblemente, la naturaleza de los medios de retención
permite que el receptáculo sea usado con objetos macizos de
diferentes tamaños y/o formas, y que sea fácilmente adaptable a
estos, permitiendo de ese modo la conversión de una línea de
productos en otra, con un retardo mínimo, lo cual representa una
ventaja significativa en la presente producción comercial.
El procedimiento de la invención puede usar una o
un cierto número de cabezas de chorro de tinta, dependiendo de la
complejidad de la imagen que haya de ser impresa y/o el número de
superficies del objeto macizo que hayan de ser impresas. Cada
cabeza de chorro de tinta comprende una ordenación de toberas que
están espaciadas entre sí en una dirección transversal a la
dirección de movimiento de la línea, o fila, de objetos macizos
que han de imprimirse. La tinte puede ser expulsada desde las
toberas en una manera continua en base a la demanda en forma de
gotas, bajo control digital, como se describe bien en la
literatura. Preferiblemente la tinta es expulsada de las toberas en
base a la demanda en forma de gotas.
El número de toberas y la anchura de la
ordenación se seleccionan de acuerdo con la imagen que ha de ser
impresa, a medida que la superficie del objeto macizo efectúa una
única pasada a lo largo de cada cabeza de chorro de tinta.
Típicamente, cada cabeza de chorro de tinta tendrá al menos 7
toberas por mm, preferiblemente al menos 12 toberas por mm, las
cuales pueden estar dispuestas en una o más líneas paralelas. Con la
máxima preferencia, la cabeza de chorro de tinta será capaz de
imprimir al menos 200 gotas de tinta por pulgada (2,54 cm) en la
dirección del movimiento del objeto macizo, y preferiblemente 360
gotas por pulgada.
Puede preferirse también utilizar múltiples
niveles de la escala de grises, para lograr imágenes de alta
calidad y texto pequeño de calidad. Preferiblemente, al menos se
usarán cuatro niveles de la escala de grises. Un ejemplo de una
cabeza de chorro de tinta capaz de lograr estas prestaciones es la
Xaarjet 1000 suministrada por Xaar.
Cuando se usa un cierto número de cabezas de
chorro de tinta para imprimir tintas de diferentes colores, y en
estas se incluyen también las tintas blanca y negra, es esencial
que estas se dispongan de modo que se logre una buena coincidencia
de color con color en el objeto macizo impreso final. Típicamente,
la precisión de colocación que se requiere es tal que el error en
el posicionamiento de puntos coloreados de modo diferente es de
100-400 :m, preferiblemente menor de 200 :m, y más
preferiblemente igual o menor de
70 :m.
70 :m.
Para obtener, en combinación, colores de bloque
homogéneos, buen texto y buenas imágenes fotográficas, el
procedimiento de la invención puede ser combinado con técnicas de
impresión en color espaciales. Por ejemplo, para lograr impresión de
alta calidad y máxima flexibilidad se prefiere usar la impresión
de colores denominada "Hi Fi" que usa 6 ó 7 colores. Puede
utilizar por ejemplo azul verdoso, violeta, amarillo y negro, más
cualquiera de i) verde y naranja o ii) rojo, verde y azul. Esto
amplia la paleta de colores disponible y permite una decoración de
mayor calidad con un coste relativamente bajo, y evita la
necesidad de numerosos colores especiales para producir colores
homogéneos, como es típico en la técnica de impresión para objetos
macizos.
Cuando se desea imprimir más de una porción de
una superficie de objeto macizo, por ejemplo porciones de
superficies diametralmente opuestas de un objeto macizo, después de
haber hecho pasar cada objeto macizo a lo largo de una primera
cabeza de chorro de tinta este se hace girar alrededor de su eje
longitudinal, por ejemplo a lo largo de al menos 90º, para que
presente la siguiente porción o lado de la superficie del objeto
macizo a ser impreso a otra cabeza de chorro de tinta. Por ejemplo,
si han de imprimirse lados opuestos de un objeto macizo, cada
objeto macizo simplemente se hará girar a lo largo de
aproximadamente 180º entre las cabezas de chorro de tinta o
conjuntos de cabezas de chorro de tinta. Entonces, cuando se imprime
la segunda porción o lado de la superficie, el objeto macizo y/o
la cabeza de chorro de tinta es de nuevo obligado a moverse de la
manera descrita anteriormente, para mantener una distancia
sustancialmente constante entre la superficie del objeto macizo y
la cabeza de chorro de tinta.
Puede ser usada cualquier tinta adecuada para
imprimir, aunque pueden ser preferidas ciertas tintas, dependiendo
del material del que está hecho el objeto macizo. Por ejemplo,
para objetos macizos no absorbentes, por ejemplo, objetos macizos
de plástico, metal y vidrio, puede preferirse la utilización de una
tinta de cambio de fase, tal como una tinta de fusión en caliente,
o una tinta de polvo orgánico colorante endurecible por radiación,
típicamente una tinta endurecible mediante rayos UV. En este caso,
se proporcionan preferiblemente unos medios para fundir o endurecer
la tinta, después de cada cabeza de chorro de tinta si hay cierto
número de estas, y/o al final del procedimiento de impresión
global. Independientemente del tipo de tinta usado, la superficie
del objeto macizo deberá tener energía de superficie
suficientemente baja para permitir la adhesión de la tinta. Esto
puede conseguirse, por ejemplo, mediante el tratamiento a la llama
de objetos macizos de plástico como se conoce bien en la
técnica.
Las tintas endurecibles mediante radiaciones
pueden ser preferidas a las que requieren el secado por calor,
pues su utilización es menos probable que origine daños en el
objeto macizo. Las tintas endurecibles con rayos UV se prefieren
particularmente, pues estas se adhieren fácilmente a las
superficies de plástico y son duraderas. La utilización de tales
tintas en la tecnología de chorro de tinta se describe en la
técnica. La presente invención es adecuada para imprimir una amplia
variedad de tamaños y/o formas de objetos macizos, pero es
particularmente indicada para imprimir objetos macizos que tengan
superficies curvas o no planas. Es particularmente adecuada para
imprimir objetos macizos que tengan superficies con curvas en un
sentido o dirección solamente, por ejemplo superficies que sean
convexas o cóncavas, en oposición a superficies que contengan ambas
porciones convexas y cóncavas. Los ejemplos incluyen cepillos de
dientes.
La presente invención es también adecuada para
imprimir objetos macizos de una amplia variedad de materiales, por
ejemplo cartulina, cartón plástico, vidrio y metal. Su propósito
principal, no obstante, es imprimir objetos macizos de plástico
relativamente ligero de peso, típicamente de polietileno,
polipropileno, nailon, poliéster o alcohol polivinílico,
destinados a ser usados en las industrias de detergentes, productos
de belleza, cosméticos, industrias del papel y la alimentación, así
como etiquetas, por ejemplo. Como los productos en estas
industrias requieren a menudo ser actualizados de modo regular, y
rápidamente en respuesta a cambios en el mercado o a una actividad
competidora, es esencial que los objetos macizos sean impresos
rápidamente y que el procedimiento de impresión pueda ser
adaptado fácilmente a diferentes líneas de fabricación del
producto. La presente invención satisface ambos requisitos por
primera vez, y a altas velocidades similares a las velocidades de
la línea de llenado.
A continuación se hace referencia a los dibujos
que se acompañan:
la figura 1 es una vista en planta desde arriba
de un aparato de impresión según la presente invención; y
la figura 2 es una vista ortogonal ampliada de
una estación de la figura 1, equipada con una realización de los
medios de movimiento de receptáculo de objeto macizo.
Haciendo referencia a la figura 1, el aparato 1
comprende un carrusel 2 giratorio que es portador de un cierto
número de receptáculos 3 que llevan objetos 4 macizos a lo largo
de una serie de cabezas 5 de chorro de tinta. Cada receptáculo
comprende medios de retención (no mostrados) para su respectivo
objeto macizo.
Cada uno de los receptáculos es movible en el
carrusel de modo que mantiene una distancia pequeña y
sustancialmente constante entre la superficie del objeto macizo que
ha de ser impresa y la respectiva cabeza de chorro de tinta. Una
lámpara 6 de rayos UV se proporciona después de cada cabeza de
chorro de tinta para endurecer la tinta impresa sobre el objeto
macizo, y una lámpara 7 de UV adicional se proporciona si es
necesaria, después de la cabeza de chorro de tinta final, para
garantizar el endurecimiento completo de las tintas impresas. Como
una alternativa a las lámparas de UV, pueden emplearse fibras
ópticas para transportar luz UV desde una fuente más distante,
conservando espacio de ese modo.
Los objetos 4 macizos individuales son
depositados en sus respectivos receptáculos 3 por un transportador
8 que los conduce desde un clasificador 9 de tipo convencional.
Mientras están en el transportador 8, los objetos macizos pueden ser
sometidos a otros tratamientos, por ejemplo mediante un tratador
10 de llama, que actúa para reducir la tensión superficial y
favorecer la adhesión de la tinta. En adición, se proporciona una
estación 11 de giro de 180º, para presentar el otro lado del objeto
macizo, que ha sido ya impreso, a las cabezas de chorro de tinta
siguientes.
Después de la impresión, los objetos macizos
dejan el carrusel y son sometidos a inspección en cuanto a calidad
de la impresión usando el equipo 12 de vídeo.
Con referencia a la figura 2, un objeto 21 macizo
es mantenido en un disco 22, con un taco cónico 23, suspendido de
un bastidor 24, insertado en la parte superior del objeto macizo.
El disco está apoyado sobre un carrusel 25 (del que se muestra
solamente una porción) que origina que el objeto macizo pase
enfrente de una cabeza 26 de chorro. Bajo el carrusel el motor 27
hace girar el árbol 28 que está fijado al disco, haciendo girar de
ese modo el objeto macizo enfrente de la cabeza de chorro de tinta.
El motor puede ser programado para originar el giro del objeto
macizo de modo que la distancia entre la superficie del objeto
macizo que ha de ser impresa y la cabeza de chorro de tinta se
mantenga, típicamente, inferior a 2 mm.
Claims (10)
1. Un procedimiento para aplicar sustancias a un
objeto macizo (4) que comprende una primera operación y una segunda
operación, en el que
- (a) la primera operación consiste en aplicar una primera sustancia sobre un área de la superficie seleccionada del objeto macizo mediante la utilización de primeros medios de aplicación, estando el área de la superficie seleccionada en movimiento con relación a los primeros medios (5) de aplicación y estando el área de la superficie seleccionada en contacto con la primera sustancia, pero no en contacto con los primeros medios de aplicación durante la primera operación, y en el que durante dicha primera operación, el objeto macizo está en movimiento con relación a dichos primeros medios de aplicación, y no hay rozamiento entre la superficie seleccionada y los primeros medios de aplicación,
- (b) la segunda operación consiste en aplicar una segunda sustancia sobre el área de la superficie seleccionada mediante la utilización de segundos medios (5) de aplicación después de la ejecución de la primera operación, estando el área de la superficie seleccionada en movimiento con relación a los segundos medios de aplicación y estando el área de la superficie seleccionada en contacto con la segunda sustancia, pero no en contacto con los segundos medios de aplicación durante la segunda operación, y en el que durante dicha segunda operación, el objeto macizo está en movimiento con relación a dichos segundos medios de aplicación, y no hay rozamiento entre la superficie seleccionada y los segundos medios de aplicación,
- (c) teniendo lugar el procedimiento a una velocidad continua de la línea de fabricación;
estando caracterizado el procedimiento
porque
- (d) el objeto macizo tiene una superficie no plana; y
- (e) el objeto macizo es (i) retirado de un transportador sobre un carrusel giratorio, (ii) transportado a lo largo de los medios de aplicación primero y segundo por el carrusel giratorio, y (iii) devuelto al transportador.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el procedimiento comprende además una o más operaciones
adicionales, en el que la operación adicional consiste en aplicar
una sustancia adicional sobre el área de la superficie seleccionada
mediante la utilización de medios (5) de aplicación adicionales
después de la ejecución de la operación anterior, estando ambos, el
área de la superficie seleccionada y el objeto macizo, en movimiento
con relación a los medios de aplicación adicionales y estando el
área de la superficie seleccionada en contacto con la sustancia
adicional, pero no en contacto con los medios de aplicación
adicionales durante la operación adicional, y en el que el objeto
macizo es transportado más allá de los medios de aplicación
adicionales por el carrusel giratorio.
3. Un procedimiento según la reivindicación 2, en
el que cuatro operaciones adicionales siguen a la segunda
operación, de modo que se efectúa la aplicación de seis
sustancias.
4. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la primera y la segunda
sustancias son tintas.
5. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el objeto macizo es de un
material seleccionado del grupo formado por: cartulina, cartón,
vidrio, metal y plástico (preferiblemente polietileno,
polipropileno, nailon, poliéster, alcohol polivinílico, resinas
termoplásticas, y mezclas de los mismos).
6. Un procedimiento según la reivindicación 5, en
el cual el objeto macizo es un cepillo de dientes hecho de un
material que comprende resinas termoplásticas.
7. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual el área de la superficie
seleccionada es una parte enteriza de la superficie exterior del
objeto macizo.
8. Un procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el área de la superficie seleccionada cubre al menos 30
cm^{2}.
9. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que los medios de aplicación
son impresoras de chorro de tinta.
10. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el área de la superficie
seleccionada no es plana.
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