ES2206209T3 - Aplicacion de sustancias, en serie, a objetos macizos. - Google Patents

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.

Campo técnico

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.

Antecedentes de la invención

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.

Sumario de la invención

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.

Descripción detallada de la invención

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.

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.