WO2020108826A1 - Verfahren zum aufspritzen von kaltleim auf etiketten und etikettieraggregat für behälter - Google Patents

Verfahren zum aufspritzen von kaltleim auf etiketten und etikettieraggregat für behälter Download PDF

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WO2020108826A1
WO2020108826A1 PCT/EP2019/076146 EP2019076146W WO2020108826A1 WO 2020108826 A1 WO2020108826 A1 WO 2020108826A1 EP 2019076146 W EP2019076146 W EP 2019076146W WO 2020108826 A1 WO2020108826 A1 WO 2020108826A1
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glue
labels
cold glue
spray nozzles
electromagnetic valves
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PCT/EP2019/076146
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Heinrich Bielmeier
Stefan Poeschl
Florian HABERSETZER
Andreas Kursawe
Christian Stoiber
Hartmut Davidson
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Krones Ag
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Publication date
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    • B05C5/0279—Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated flow controlled, e.g. by a valve independently, e.g. individually, flow controlled

Definitions

  • the invention relates to a method for spraying cold glue on labels according to the preamble of claim 1 and a labeling unit for containers according to the preamble of claim 8.
  • labeling units with umlau fenden vacuum pallets are known, which take labels from a label magazine, transport them through the work area of a glue syringe for applying cold glue and transfer the labels glued in this way directly to containers to be labeled .
  • Printheads have been proposed for the glue syringes, which eject the cold glue by means of piezo elements at comparatively high working pressures of approximately 40 bar.
  • the cold glue used for this has a comparatively high viscosity, for example between 20 and 200 Pa-s.
  • the object is achieved with a method according to claim 1. Accordingly, this is used for spraying cold glue onto labels, in particular in a labeling machine for containers.
  • the labels are transported through the working area of a print head with spray nozzles arranged in a grid, and the cold glue is dispensed onto the labels by the spray nozzles.
  • a working pressure of the cold glue of 0.1 to 10 bar is set for the area of the print head.
  • the dispensing of the cold glue is controlled by means of individually assigned electromagnetic valves.
  • the pressure range specified above is particularly advantageous for efficient glue supply and reliable operation of electromagnetic valves, but could in principle also be extended upwards.
  • piezo-operated valves would also be usable at the specified pressure values, but electromagnetic valves according to the invention are inferior, in particular, in terms of cost-effectiveness for purchase and operation.
  • the electromagnetic valves can preferably be opened gradually by applying a control voltage against a spring tension. The electromagnetic valves then close automatically when the control voltage is switched off by means of spring tension.
  • the cold glue is preferably structurally viscous in such a way that its viscosity at a stirring speed of 100 / min is 0.02 to 0.5 Pa-s and in particular 0.05 to 0.2 Pa-s and the viscosity at a stirring speed of 10 / min is at least 1.5 times, in particular we at least three times.
  • This enables optimization of the flow properties of the cold glue in the area of the print head and in particular in the area of the electromagnetic valves and spray nozzles.
  • the specified intrinsic viscosity enables the cold glue to become so viscous after dispensing from the spray nozzles at ambient pressure that it adheres to the essentially upright transported labels and does not run down at the point of impact.
  • a structural viscosity is understood to mean that the viscosity of the cold glue decreases with increasing shear stress and thus with increasing working pressure.
  • the stirring speed relates to a rotary viscometer and in particular to a Brookfield viscosity measurement.
  • the viscosity of the cold glue is preferably measured in accordance with ISO 1652, i.e. using standardized LV measuring bodies.
  • the cold glue falls within the range of low-viscosity non-Newtonian liquids.
  • the above measurement method is the standard measurement method, but could also be replaced by other measurement methods.
  • a viscosity of the cold glue results in preferably 0.1 to 2 Pa-s in the area of the print head. This has proven to be particularly advantageous for the targeted delivery of sharply defined glue jets.
  • the delivery of the cold glue by changing the working pressure and / or a clock ratio for opening / closing the electromagnetic valves, that is, a clock ratio of the opening duration to the closing duration of the valves, and / or an opening degree of the electromagnetic valves to a transport speed of the labels in the Be rich the print head and / or adapted to a glue pattern to be produced on the labels.
  • a clock ratio for opening / closing the electromagnetic valves that is, a clock ratio of the opening duration to the closing duration of the valves, and / or an opening degree of the electromagnetic valves to a transport speed of the labels in the Be rich the print head and / or adapted to a glue pattern to be produced on the labels.
  • This allows, for example, the amount of glue delivered per unit of time to be adapted to the machine performance of the labeling unit.
  • Different glue images ie two-dimensional patterns of glue dots and / or glue beads, can be generated on the label depending on the electronic print template.
  • the glue supply preferably has a variably adjustable glue pressure generator, for example a glue pump, and a pressure sensor for monitoring the working pressure in the area of the printhead.
  • the working pressure is preferably monitored in the print head upstream of the electromagnetic valves.
  • the working pressure can then be regulated as a function of the transport speed of the labels in order to set a quantity of glue delivered per unit of time and / or per label area.
  • the working pressure increases with the transport speed of the labels or the web speed of the pallets.
  • the electromagnetic valves can be opened and closed in a predetermined cycle so that the glue jets on the labels do not produce continuous glue beads, but rather interrupted glue lines or glue points with gaps in between without glue application. This is particularly suitable for spraying a predetermined amount of glue onto labels at a low transport speed, for example when setting up the labeling unit.
  • valves are controlled, for example, by means of pulse-width-modulated signals in such a way that the electromagnetic valves only open incompletely. Controlling the electromagnetic valves in this way reduces the opening cross section of the electromagnetic valves gradually towards the fully open position, so that less glue can pass through.
  • the opening cross section can be gradually increased, for example, with increasing transport speed of the labels.
  • the cold glue is preferably dispensed from the spray nozzles in a spray direction deviating from the horizontal by at most 30 ° and in particular by at most 10 °.
  • the direction of spraying is to be understood as a main spraying direction of the individual glue jets, that is, their orientation.
  • the labels are preferably moved from the pallets in an orthogonally upright position through the working area of the glue syringe.
  • a horizontal or different delivery of the cold glue from the spray nozzles simplifies the generation of predetermined glue patterns on the labels that pass by in this way.
  • the specified structural viscosity of the cold glue means that the cold glue hitting the labels does not run down appreciably from the point of impact.
  • the labels are preferably removed from continuously rotating vacuum pallets from a label magazine, and the labels sprayed with cold glue according to at least one of the above-described embodiments are transferred directly from the vacuum pallets to the containers.
  • This provides equally reliable and flexible labeling that can be adapted to different labels, glue patterns, containers or the like.
  • the electromagnetic valves are cyclically actuated for opening with a first voltage, which is in particular 40-60 V, and each time, in particular until their respective closing, are kept open with a second voltage that is reduced by at least half, in other words, for example, until at the end of single glue beads / glue points.
  • a first voltage which is in particular 40-60 V
  • a second voltage that is reduced by at least half, in other words, for example, until at the end of single glue beads / glue points.
  • the signal exchange preferably takes place between a microprocessor which controls the glue discharge and the driver units respectively assigned to the electromagnetic valves via a data interface by means of shift registers. In principle, however, direct wiring would also be conceivable.
  • the task is also solved with a labeling unit according to claim 8. Accordingly, this is used for labeling containers and in particular for carrying out the method according to at least one of the embodiments described above.
  • the labeling unit comprises a glue syringe for spraying cold glue onto labels, a glue supply for providing the cold glue under excess pressure, at least one pressure head connected to it with grid-shaped spray nozzles for dispensing the cold glue and a means of transport for transporting the labels through the working area of the print head.
  • the glue supply is designed for a working pressure of 0.1 to 10 bar in the print head.
  • the print head also includes electromagnetic valves that can be used to individually control the delivery of the cold glue from the spray nozzles.
  • the spray nozzles preferably have a clear width of 100 to 400 pm and in particular 120 to 300 pm. Such opening cross sections have been found to be particularly advantageous for targeted processing of the cold glue in the specified ranges of the working pressure and the viscosity of the cold glue.
  • the print head preferably comprises print modules arranged one above the other, each with spray nozzles arranged in a cell-like manner, the print modules in particular being stackable directly on top of one another.
  • the pressure modules each combine an identical number of spray nozzles in the sense of modules that can be flexibly combined with one another. For example, each pressure module comprises six to twelve spray nozzles and in particular eight to ten spray nozzles.
  • Each pressure module / module is preferably assigned a separate driver unit with power electronics, so that the electromagnetic valves can be controlled with control voltages of preferably 3 to 12 V.
  • printheads By stacking / stacking the print modules, printheads can be modularly constructed with uniform basic components depending on the requirements, such as the height of the labels. This serves to flexibly adapt the printheads to different conditions of use and enables economical design of differently dimensioned printheads.
  • the printing modules are preferably inclined with respect to the transport direction of the labels and in particular at an angle of 10 to 20 °. Because of the installation space required for the associated electromagnetic valves, the spray nozzles cannot be as narrow as desired put together. Gaps caused by this can be closed by tilting the print modules. For example, each spray nozzle can cover a line height of 2 mm on the labels, a printing module with a suitably inclined row of eight spray nozzles consequently a total of 16 mm label height. Accordingly, printheads in steps of 16 mm could be modularly adapted to different label heights or to the heights of glue images required.
  • the pressure modules are preferably connected in parallel to the glue supply via a distribution chamber on the print head, a pressure sensor for measuring the working pressure and / or a temperature control unit for temperature control of the cold glue being arranged on / in the distribution chamber.
  • a pressure sensor for measuring the working pressure
  • a temperature control unit for temperature control of the cold glue being arranged on / in the distribution chamber.
  • the pressure modules preferably include branch channels for connecting the spray nozzles to the distribution chamber, the ends of the branch channels being able to be connected to cleaning nozzles in a controlled manner by opening additional electromagnetic valves.
  • Each cleaning nozzle is arranged, for example, at the end of a row of associated spray nozzles.
  • a cleaning medium can then effectively flow through the branch channels and the inputs of the electromagnetic valves. These areas can therefore be machine-cleaned together without disassembly. This simplifies the cleaning of the printhead and provides a permanently reliable and reproducible delivery of cold glue.
  • the cleaning nozzles preferably have a larger cross section than the spray nozzles, and / or the cleaning nozzles are arranged in an upper region of the branch channels in such a way that they can be vented through the cleaning nozzles.
  • the branch channels run according to the inclination of the pressure modules in the flow direction from bottom to top, so that the cleaning nozzles are arranged essentially at the upper end of the branch channels. Accordingly, the stub channels after cleaning can be reliably and easily vented through the cleaning nozzles when cold glue is re-introduced.
  • Their larger cross-section compared to the spray nozzles enables efficient and quick cleaning of the print head.
  • the labeling unit further comprises a changeover valve arranged between the glue supply and the print head for the optional supply of cold glue or cleaning medium to the print head.
  • a changeover valve arranged between the glue supply and the print head for the optional supply of cold glue or cleaning medium to the print head.
  • This enables automatic cleaning downstream of the changeover valve, in particular including all components of the printhead. All that is required is to block the glue supply from the glue supply and to open the supply of a cleaning medium, such as a cleaning liquid.
  • glue residues can be prevented from drying downstream of the changeover valve. All areas critical in this regard, in particular in the printhead, can be rinsed in a simple and practical manner, for example.
  • the transport means is preferably a pallet carousel with vacuum pallets for removing the labels from a label magazine and for the immediate transfer of the glued labels to the containers.
  • the vacuum pallets enable a simple and reliably controllable removal of the labels and transfer of the glued labels to the container ter without reaching around, i.e. without gripper cylinder or similar unit for turning the labels before transferring them to the containers.
  • the labeling unit is preferably part of a labeling machine which comprises a continuously rotatable container table for receiving and positioning the containers during the transfer of the labels.
  • the containers can be adjusted and suitably moved in a known manner by turntables with regard to their rotational position.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a labeling unit with the glue syringe
  • Figure 2 is a schematic longitudinal section through the glue syringe
  • Figure 3 is a schematic front view of the print head with the spray nozzles.
  • Figure 4 is a schematic example of the structural viscosity of the cold glue.
  • the labeling unit 1 comprises a glue syringe 2 for spraying cold glue 3 onto labels 4, which are transported by vacuum pallets 5 that continuously rotate on a pallet carousel 6 in a transport direction 4a through the working area of the glue syringe 2 can be transported.
  • the vacuum pallets 5 can be pivoted in / against their direction of rotation in order to remove the labels 4 from a label magazine 7 in a manner known in principle.
  • the vacuum lettes 5 pass the labels 4 sprayed with cold glue 3 directly, that is to say without reaching around, to containers 8 to be labeled, which circulate in a known manner on a container table 9 (indicated by a partial circle) of a labeling machine 10.
  • the glue syringe 2 comprises at least one print head 11 with a plurality of print modules 12 arranged one above the other and in particular stacked on top of one another.
  • the print modules 12 are preferably identical.
  • Each pressure module 12 comprises a grid and, in particular, a row of spray nozzles 13 for dispensing the cold glue 3.
  • Each spray nozzle 13 is preceded by a separate electromagnetic valve 14 with which the dispensing of the cold glue 3 from the respective spray nozzle 3 can be controlled mechanically.
  • the electromagnetic valves 14 comprise, for example, a resiliently preloaded valve tappet and an electromagnetic drive for moving the valve tappet against the spring preload from an associated valve seat in order to open the electromagnetic valve 14, possibly only incompletely opening it in an intermediate position.
  • the electromagnetic valve 14 preferably closes automatically due to the spring preload. In principle, however, an actively driven closure for the electromagnetic valve 14 would also be conceivable.
  • Each pressure module 12 has its own driver unit 15 with power electronics for controlling the electromagnetic valves 14 present on the pressure module 12, for example by applying voltages of 15 to 50 V to the electromagnetic valves 14.
  • the individual driver units 15 are controlled by suitable voltage levels, which at for example between 3 and 12 V.
  • the pressure modules 12 share a distribution chamber 16 for the cold glue 3 on the input side in order to keep this for all pressure modules 12 and thus for all electromagnetic valves 14 and associated spray nozzles 13 at a predetermined working pressure 17.
  • a pressure sensor 18 is preferably provided on / in the distribution chamber 16.
  • a predetermined working temperature 19 of the cold glue 3 is also kept constant by a temperature control unit 20 arranged on the distribution chamber 16.
  • the temperature control unit 20 includes components that are known in principle, for example at least one heating element and a temperature sensor.
  • a control unit 21 is also schematically indicated, which evaluates measurement signals from the pressure sensor 18 and regulates the excess pressure in a glue supply 22 supplying the cold glue 3 on this basis in order to keep the working pressure 17 in a predetermined value range.
  • the working temperature 19 could also be specified by the control unit 21.
  • the control of the electromagnetic valves / driver units 15 is also possible starting from the control unit 21.
  • the working pressure 17 and the working temperature 19 in the region of the distributor chamber 16 are set such that the cold glue 3 in the print head 11 and in particular on the electromagnetic valves 14 have a working viscosity 23 of preferably 0.1 and has 2 Pa-s.
  • the flow behavior of the cold glue 3 is then particularly favorable for its controlled and targeted delivery from the spray nozzles 13.
  • connection board 24 for the common power supply and control of the driver units 15 of the individual print modules 12 is also indicated schematically.
  • the connection board 24 preferably carries central electronic components that are required for all assigned driver units 15.
  • a real-time capable microprocessor 25 for controlling the individual Druckmo modules 12 with their driver units 15 and electromagnetic valves 14 may be present.
  • the signal exchange of the microprocessor 25 with the respective driver unit 15 and the electromagnetic valves 14 connected thereto can take place both via a direct wiring and / or preferably via a data interface by means of a shift register.
  • the housing 26 is preferably designed to slope downwards on its upper side, so that any contamination from the printing head 11 can be removed, from its front side with the spray nozzles 13, thus, for example, to the rear or to the side, as is schematically indicated in FIG. 3.
  • a changeover valve 27 which is connected between the glue supply 22 and the print head 1 1 to shut off the glue supply 22 for cleaning the print head 1 1 and instead a cleaning medium 28 in the print head 1 1 and in particular through the distribution chamber 16, to direct the electromagnetic valves 14 and the spray nozzles 13.
  • the cleaning medium 28 is, for example, liquid, vapor or the like and is preferably provided by an integrated and automatically operating cleaning system (not shown).
  • the cold glue 3 is dispensed from the spray nozzles 13 in a spray direction 29 deviating from the horizontal by an angle of at most 30 ° and in particular at most 10 °, in particular in the horizontal spray direction 29.
  • FIG. 3 shows the spray nozzles 13 arranged by stacking print modules 12 in the form of a two-dimensional grid. Accordingly, the print modules 12 and the nozzle rows formed by their spray nozzles 13 are preferably at an angle of incidence 30 of 10 ° to 20 ° with respect to the transport direction 4a of the labels 4 , thus normally inclined with respect to the horizontal.
  • the entire nozzle head 11 can be inclined by the angle of incidence 30 with respect to the transport direction 4a of the labels 4.
  • the pressure modules 12 and associated components obliquely with respect to a housing 26 oriented orthogonally in a conventional manner in the angle of attack 30.
  • FIG. 2 shows on the basis of a label 4 transported through the working area 31 of the print head 11 in the transport direction 4a that each spray nozzle 13 produces a glue application with a line height 32 on the label 4 which is dependent on the opening angle of the emitted glue jet.
  • the line height 32 is, for example, 1 to 3 mm, in particular 1.5 to 2.5 mm.
  • the vertical working areas 33 of the individual printing modules 12 can be maximized by suitably adjusting the angle of attack 30.
  • the vertical working area 33 is obtained by adding the row heights 32 of all the spray nozzles 13 of a specific pressure module 12.
  • a vertical working area 33 of 16 mm per printing module 12 results at a setting angle 30 of 14 ° is then obtained by adding according to the number of sloping one above the other arranged / stacked printing modules 12.
  • Configurations of the printing modules 12 deviating from the example shown would be conceivable, for example with a number of six to twelve and in particular eight to ten spray nozzles 13 per printing module 12.
  • connection board 24 preferably has a plurality of slots for connecting the driver units 15. Depending on the required vertical working area 34 of the print head 11 as a whole, a suitable number of print modules 12 with their driver units 15 can then be connected by a simple plug connection.
  • FIG. 3 also schematically indicates for a row of nozzles that at least one cleaning nozzle 35 is present on each pressure module 12 following the spray nozzles 13, the spray nozzles 13 and the cleaning nozzle 35 being connected to the distributor chamber 16 via a common branch channel 36.
  • the cleaning nozzle 35 is then arranged in the direction of flow 37 at the rear end of the branch channel 36. This makes it possible to ensure that the cleaning medium 28 flows through the entire branch channel 36 and to all electromagnetic valves 14 and through the cleaning nozzle 35 during a cleaning process.
  • an additional electromagnetic valve 38 is provided downstream of the branch channel 36.
  • the electromagnetic valve 38 be preferably located immediately before the associated cleaning nozzle 35 at the rear end of the branch channel 36 seen in the direction of flow 37.
  • the cleaning nozzles 35 and the associated electromagnetic valves 38 are preferably located in an upper region or at the upper end of the respective branch channel 36, so that when the electromagnetic valve 38 is open, the cleaning nozzle 35 is comparatively simple and can be reliably vented, especially if the printhead 1 1 is filled with cold glue 3 again.
  • the cleaning nozzles 35 preferably have a larger clear width than the spray nozzles 13.
  • the spray nozzles 13 preferably have a clear width of 100 to 400 pm and in particular 120 to 300 pm. In connection with the material-specific structural viscosity of the cold glue 3, this has proven particularly useful for targeted and reliable delivery of the cold glue 3.
  • the intrinsic viscosity of fluids is a fundamentally known material property of non-Newtonian fluids and states that the viscosity decreases with increasing shear stress in the fluid. This dependence is shown in FIG. 4 for the cold glue 3 as an interpolated rheological curve, which is preferably determined using a Brookfield rotation viscometer.
  • the abscissa shows the stirring speed n R of a standardized measuring body, for example an LV measuring body according to ISO 1652, and the ordinate shows a viscosity h of the cold glue 3 measured by a rotary viscometer.
  • the viscosity h measured at a stirring speed n R of 100 / min is characteristic / representative of the flow behavior of the cold glue 3 under shear stress under working pressure 17 in the area of the printhead 11.
  • the viscosity h measured at a stirring speed n R of 10 / min is, for example, characteristic / representative of the flow behavior of the cold glue 3 at ambient pressure and without significant shear stress, i.e. after the cold glue 3 has been dispensed from the spray nozzles 13 and after striking a label 4.
  • n R are in principle suitable for characterizing the structural viscosity of the cold glue 3 with regard to shear stress in the print head 11 under working pressure 17 and / or after delivery from the spray nozzles 3.
  • a viscosity h of 0.02 to 0.5 Pa-s and in particular 0.05 to 0.2 Pa-s at a stirring speed n R of 100 / min have been found to be particularly suitable, and in each case a viscosity of at least 1, 5 times greater and in particular at least three times the viscosity h at a stirring speed n R of 10 / min.
  • the viscosity h is approximately 0.08 Pa-s at a stirring speed n R of 100 / min and approximately 0.3 Pa-s at a stirring speed n R of 10 / min. It has been found that the above-mentioned ranges of values characterize an intrinsic viscosity of the cold glue 3 and thus a flow behavior, which are equally well adapted to the requirements in the print head 11 and to the labels 4.
  • the spray nozzles 13 can continuously dispense cold glue 3 over a certain period of time as well as in variable ones Cycle ratios of the opening time to the closing period of the electromagnetic valves 14.
  • continuous glue beads are produced in a known manner on the labels 4 passing the print head 1 1.
  • interrupted glue beads / glue points can be generated. So with different glue images on the labels 4 can be generated by appropriately programmed control, so different two-dimensional patterns from glue beads and / or glue points. Such glue patterns are known in principle and are therefore not shown.
  • the working pressure 17 in the area of the print head 1 1 is generated by the glue supply 22, in particular with signal feedback from the pressure sensor 18.
  • the glue supply 22 comprises, for example, a pressurized storage container 22a for the cold glue 3 and / or a variably adjustable glue pressure generator 22b, for example a suitably controllable glue pump.
  • the glue pressure generator 22b is connected, for example, as a pressure stage between the storage container 22a and the print head 11. Adjustable glue pumps or the like are known in principle and are therefore not described in detail.
  • a filter (not shown) is preferably provided between the storage container 22a for the cold glue 3 and the print head 11, for example with a pore size of 25 ⁇ m.
  • a cover plate for liquid-tight covering of the spray nozzles 13 and protection against drying / drying of cold glue 3 and / or an intermediate cleaning station which can be positioned temporarily in front of the spray nozzles 13 (not in each case shown). This reliably prevents incrustation of glue residues in the area of the spray nozzles 13. For a cleaning process, the print head 11 could then be moved backwards or pivoted away to the side, for example, in order to attach the cover plate and / or the intermediate cleaning station to the print head 11.
  • the dispensing of cold glue 3 can be targeted at different transport speeds of the labels 4 through the working area of the print head 11 and / or be adapted to different glue patterns to be produced on the labels 4. This adjustment is possible without mechanical conversion work by programmed control of the print head 11 and in particular the electromagnetic valves 14.
  • the electromagnetic valves 14 enable comparatively short switching times of less than 200 ps and in particular less than 150 ps.
  • 4 glue points and / or glue beads of less than 1 mm length are possible.
  • the length of glue beads can be limited to 0.9 mm with a machine output of, for example, 72000 containers / hour and to only 0.6 mm with a machine output of 50,000 containers / hour. This enables equally economical, precise and flexibly adaptable spraying of the cold glue 3 onto the labels 4.
  • the electromagnetic valves 14 For a quick opening of the electromagnetic valves 14, they are briefly actuated with an increased voltage, for example by applying a first voltage of 40-60 V over 250-350 ps. Immediately afterwards, the first voltage is reduced to a second value of, for example, 10-20 V by the end of the respective glue bead, that is to say at least by half, in order to keep the electromagnetic valves 14 in the open state, but at the same time thermal overloading of the valves 14 existing coils to avoid.
  • a first voltage for example by applying a first voltage of 40-60 V over 250-350 ps.
  • the first voltage is reduced to a second value of, for example, 10-20 V by the end of the respective glue bead, that is to say at least by half, in order to keep the electromagnetic valves 14 in the open state, but at the same time thermal overloading of the valves 14 existing coils to avoid.
  • the glue supply 22 then preferably works as a closed glue system, that is to say with the exclusion of air and without recirculation of cold glue 3.
  • IBC containers with a capacity of 1000 l or standard containers for glue with a capacity of 33 l or the like are suitable as storage containers 22a for the cold glue 3 .
  • the pallet carousel 6 rotates continuously and removes a label 4 from the label magazine 7 for each vacuum pallet 5.
  • the cold glue 3 is removed from the assigned spray nozzles 3 by targeted activation of the electromagnetic valves 14 , as described, ejected in a controlled manner.
  • a predetermined glue pattern that is to say a two-dimensional pattern of glue beads and / or glue dots, is generated on the labels 4.
  • they are transferred directly to the containers 8 circulating on the container table 9 in a manner known per se. This results in an equally compact and flexibly adaptable to different container formats, label formats or the like labeling method and correspondingly operating labeling unit 1 / a correspondingly operating labeling machine 10.
  • the glue syringe 2 can be flexibly adapted to existing and / or changed production requirements by modular construction of its at least one print head 11 from the stacked / stacked print modules 12.

Landscapes

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Abstract

Beschrieben werden ein Verfahren zum Aufspritzen von Kaltleim (3) auf Etiketten (4), ein Etikettieraggregat (1) für Behälter (8) und eine damit ausgestattete Etikettiermaschine (10). Demnach werden Etiketten durch den Arbeitsbereich eines Druckkopfs (11) mit rasterförmig angeordneten Spritzdüsen (13) transportiert und der Kaltleim dabei von den Spritzdüsen auf die Etiketten abgegeben. Dadurch, dass für den Bereich des Druckkopfs ein Arbeitsdruck des Kaltleims von 0,1 bis 10 bar eingestellt wird und man die Abgabe des Kaltleims mittels den Spritzdüsen einzeln zugeordneter elektromagnetischer Ventile (14) steuert, lässt sich die Zuverlässigkeit der Beleimung insbesondere gegenüber piezoelektrischen Düsensystem erhöhen, die Le im Versorgung vereinfachen und die Etikettierung flexibel an unterschiedliche Anforderungen bezüglich zu beleimender Etiketten und zu etikettierender Behälter anpassen.

Description

Verfahren zum Aufspritzen von Kaltleim auf Etiketten und
Etikettieraggregat für Behälter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufspritzen von Kaltleim auf Etiketten gemäß Ober begriff des Anspruchs 1 und ein Etikettieraggregat für Behälter gemäß Oberbegriff des An spruchs 8.
Aus DE 10 2015 212 136 A1 und DE 10 2016 207 824 A1 sind Etikettieraggregate mit umlau fenden Vakuumpaletten bekannt, die Etiketten aus einem Etikettenmagazin entnehmen, durch den Arbeitsbereich einer Leimspritze zum Aufträgen von Kaltleim transportieren und die derart beleimten Etiketten unmittelbar an zu etikettierende Behälter übergeben. Für die Leimspritzen wurden hierbei Druckköpfe vorgeschlagen, die den Kaltleim mittels Piezoelementen bei ver gleichsweise hohen Arbeitsdrücken von etwa 40 bar ausstoßen. Der hierfür verwendete Kalt leim weist eine vergleichsweise hohe Viskosität auf, beispielsweise zwischen 20 und 200 Pa-s.
Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, derartigen Kaltleim aus piezoelektrisch arbeitenden Spritzdüsen mit der erforderlichen Qualität und Zuverlässigkeit auf Etiketten bei den üblichen Maschinenleistungen von Abfüllanlagen aufzutragen.
Es besteht daher Bedarf für diesbezüglich verbesserte Verfahren und Etikettieraggregate.
Die gestellte Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Demnach dient dieses zum Aufspritzen von Kaltleim auf Etiketten insbesondere in einer Etikettiermaschine für Behälter. Hierbei werden die Etiketten durch den Arbeitsbereich eines Druckkopfs mit raster förmig angeordneten Spritzdüsen transportiert, und der Kaltleim wird dabei von den Spritzdü sen auf die Etiketten abgegeben. Erfindungsgemäß wird für den Bereich des Druckkopfs ein Arbeitsdruck des Kaltleims von 0,1 bis 10 bar eingestellt. Ferner steuert man die Abgabe des Kaltleims mittels den Spritzdüsen einzeln zugeordneter elektromagnetischer Ventile.
Es hat sich herausgestellt, dass der Betrieb derartiger elektromagnetischer Ventile im ange gebenen Bereich des Arbeitsdrucks eine gleichermaßen zuverlässige, reproduzierbare und präzise Abgabe des Kaltleims ermöglicht. Zudem wird der Kaltleim im angegebenen Bereich des Arbeitsdrucks mechanisch geringer belastet als bei Druckköpfen mit Piezoelementen. Auch wird die Versorgung des Druckkopfs mit Kaltleim im angegebenen Bereich des Arbeits drucks vereinfacht, insbesondere eine zentrale Versorgung mehrerer Etikettieraggregate oder Druckköpfe aus einer gemeinsamen Leimversorgung. Unter einem Arbeitsdruck im Bereich des Druckkopfs ist zu verstehen, dass der Kaltleim im Druckkopf beim Arbeitsdruck vorgehalten und/oder transportiert wird und insbesondere an den elektromagnetischen Ventilen unter Arbeitsdruck anliegt.
Der oben angegebene Druckbereich ist für eine effiziente Leimversorgung und zuverlässigen Betrieb elektromagnetischer Ventile besonders vorteilhaft, könnte prinzipiell aber auch nach oben hin erweitert werden. Auch piezoangetriebene Ventile wären bei den angegebenen Druckwerten prinzipiell einsetzbar, sind erfindungsgemäßen elektromagnetischen Ventilen je doch insbesondere hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit für Anschaffung und Betrieb unterlegen.
Die elektromagnetischen Ventile lassen sich vorzugsweise durch Anlegen einer Steuerspan nung gegen eine Federspannung insbesondere auch graduell öffnen. Die elektromagneti schen Ventile schließen dann beim Abschalten der Steuerspannung mittels Federspannung von selbst.
Vorzugsweise ist der Kaltleim derart strukturviskos, dass seine Viskosität bei einer Rührdreh zahl von 100/min 0,02 bis 0,5 Pa-s und insbesondere 0,05 bis 0,2 Pa-s beträgt und die Visko sität bei einer Rührdrehzahl von 10/min wenigstens das 1 ,5-Fache beträgt, insbesondere we nigstens das Dreifache. Dies ermöglicht eine Optimierung der Fließeigenschaften des Kalt leims im Bereich des Druckkopfs und insbesondere im Bereich der elektromagnetischen Ven tile und Spritzdüsen. Zusätzlich ermöglicht die angegebene Strukturviskosität, dass der Kalt leim nach der Abgabe von den Spritzdüsen bei Umgebungsdruck so zähflüssig wird, dass er am Ort des Auftreffens an den im Wesentlichen aufrecht transportierten Etiketten haftet und nicht herabläuft. Somit ist eine besonders zuverlässige und präzise Abgabe des Kaltleims und Herstellung vorgegebener Leimbilder, also Muster von Leimraupen. Leimpunkten oder derglei chen, auf den Etiketten gegeben. Die oben angegebenen Viskositätswerte sind für gängige Anwendungen zur Behälteretikettierung besonders praktikabel, könnten jedoch prinzipiell für spezielle Anwendungen und/oder Druckköpfe verändert werden.
Unter einer Strukturviskosität ist bekanntermaßen zu verstehen, dass die Viskosität des Kalt leims bei zunehmender Scherbeanspruchung und damit bei zunehmendem Arbeitsdruck ab nimmt.
Die Rührdrehzahl bezieht sich auf ein Rotationsviskosimeter und insbesondere auf eine Mes sung der Viskosität nach Brookfield. Vorzugsweise wird die Viskosität des Kaltleims gemäß ISO 1652 gemessen, also unter Verwendung standardisierter LV-Messkörper. Der Kaltleim fällt in den Bereich niederviskoser nicht-newtonscher Flüssigkeiten. Obige Messmethode ist das Standardmessverfahren, könnte aber auch durch andere Messverfahren ersetzt werden.
Im angegebenen Bereich des Arbeitsdrucks und in den angegebenen Bereichen der Viskosität des Kaltleims ergibt eine Viskosität des Kaltleims von vorzugsweise 0,1 bis 2 Pa-s im Bereich des Druckkopfs. Dies hat sich für eine zielgerichtete Abgabe scharf abgegrenzter Leimstrahlen als besonders vorteilhaft herausgestellt.
Vorzugsweise wird die Abgabe des Kaltleims durch Verändern des Arbeitsdrucks und/oder eines Taktverhältnisses zum Öffnen/Schließen der elektromagnetischen Ventile, also eines Taktverhältnisses von Öffnungsdauer zu Schließdauer der Ventile, und/oder eines Öffnungs grads der elektromagnetischen Ventile an eine Transportgeschwindigkeit der Etiketten im Be reich des Druckkopfs und/oder an ein auf den Etiketten herzustellendes Leimbild angepasst. Dadurch lässt sich beispielsweise die pro Zeiteinheit abgegebene Leimmenge an die Maschi nenleistung des Etikettieraggregats anpassen. Dabei können unterschiedliche Leimbilder, also zweidimensionale Muster von Leimpunkten und/oder Leimraupen auf dem Etikett je nach elektronischer Druckvorlage erzeugt werden.
Besonders geeignet ist eine Variation des Arbeitsdrucks zwischen 1 und 5 bar. Hierfür weist die Leimversorgung vorzugsweise einen variabel einstellbaren Leimdruckgenerator auf, bei spielsweise eine Leimpumpe, sowie einen Drucksensor zur Überwachung des Arbeitsdrucks im Bereich des Druckkopfs. Der Arbeitsdruck wird vorzugsweise im Druckkopf stromaufwärts der elektromagnetischen Ventile überwacht. Der Arbeitsdruck kann dann in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit der Etiketten geregelt werden, um eine pro Zeiteinheit und/oder pro Etikettenfläche abgegebene Leimmenge einzustellen. Hierbei steigt der Arbeitsdruck mit der Transportgeschwindigkeit der Etiketten bzw. der Bahngeschwindigkeit der Paletten.
Ergänzend oder alternativ können die elektromagnetischen Ventile in einem vorgegebenen Takt geöffnet und geschlossen werden, sodass die Leimstrahlen auf den Etiketten keine durchgehenden Leimraupen erzeugen, sondern unterbrochene Leimlinien oder Leimpunkte mit dazwischenliegenden Lücken ohne Leimauftrag. Dies eignet sich besonders dazu, bei niedriger Transportgeschwindigkeit, beispielsweise beim Einrichten des Etikettieraggregats, eine vorgegebene Leimmenge auf Etiketten zu spritzen.
Ergänzend oder alternativ werden die Ventile beispielsweise mittels pulsweitenmodulierter Signale so angesteuert, dass sich die elektromagnetischen Ventile nur unvollständig öffnen. Ein derartiges Ansteuern der elektromagnetischen Ventile verringert den Öffnungsquerschnitt der elektromagnetischen Ventile gegenüber der vollständig geöffneten Stellung graduell, so dass demgegenüber weniger Leim passieren kann. Der Öffnungsquerschnitt kann beispiels weise mit zunehmender Transportgeschwindigkeit der Etiketten graduell vergrößert werden.
Vorzugsweise wird der Kaltleim von den Spritzdüsen in einer um höchstens 30° und insbeson dere um höchstens 10° von der Horizontalen abweichenden Spritzrichtung abgegeben. Unter der Spritzrichtung ist eine Hauptspritzrichtung der einzelnen Leimstrahlen zu verstehen, also deren Ausrichtung.
Die Etiketten werden von den Paletten vorzugsweise in einer orthogonal aufrechten Stellung durch den Arbeitsbereich der Leimspritze bewegt. Entsprechend vereinfacht eine horizontale oder im angegebenen Bereich davon abweichende Abgabe des Kaltleims aus den Spritzdüsen die Erzeugung vorgegebener Leimmuster auf den derart vorbeilaufenden Etiketten. Die ange gebene Strukturviskosität des Kaltleims bewirkt hierbei, dass der auf die Etiketten auftreffende Kaltleim nicht nennenswert vom jeweiligen Auftreffpunkt herabläuft.
Vorzugsweise werden die Etiketten von kontinuierlich umlaufenden Vakuumpaletten aus ei nem Etikettenmagazin entnommen, und die mit Kaltleim gemäß wenigstens einer der voran stehend beschriebenen Ausführungsformen bespritzen Etiketten werden von den Vakuumpa letten unmittelbar an die Behälter übergeben. Dadurch ist eine gleichermaßen zuverlässige und flexibel an unterschiedliche Etiketten, Leimbilder, Behälter oder dergleichen anpassbare Etikettierung gegeben.
Vorzugsweise werden die elektromagnetischen Ventile taktweise zum Öffnen mit einer ersten Spannung, die insbesondere 40-60 V beträgt, angesteuert und jeweils anschließend, insbe sondere bis zu deren jeweiligen Schließen, mit einer demgegenüber um wenigstens auf die Hälfte reduzierten zweiten Spannung offengehalten, also beispielsweise bis zum Ende einzel ner Leimraupen / Leimpunkte. Dies ermöglicht ein sehr schnelles Öffnen, also kurze Schalt zeiten, sowie einen schonenden Betrieb der elektromagnetischen Ventile, insbesondere einen Überlastungsschutz der darin verbauten Spulen.
Vorzugsweise erfolgt der Signalaustausch zwischen einem die Leimabgabe steuernden Mik roprozessor und den elektromagnetischen Ventilen jeweils zugeordneten Treibereinheiten über eine Datenschnittstelle mittels Schieberegister. Prinzipiell denkbar wäre allerdings auch eine Direktverdrahtung. Die gestellte Aufgabe wird ebenso mit einem Etikettieraggregat nach Anspruch 8 gelöst. Dem nach dient dieses zur Etikettierung von Behältern und insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach wenigstens einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen. Das Etikettieraggregat umfasst eine Leimspritze zum Aufspritzen von Kaltleim auf Etiketten, eine Leimversorgung zum Bereitstellen des Kaltleims unter Überdruck, wenigstens einen daran an geschlossenen Druckkopf mit rasterförmig angeordneten Spritzdüsen zum Abgeben des Kalt leims und ein Transportmittel zum Transport der Etiketten durch den Arbeitsbereich des Druck kopfs. Erfindungsgemäß ist die Leimversorgung für einen Arbeitsdruck von 0,1 bis 10 bar im Druckkopf ausgebildet. Ferner umfasst der Druckkopf elektromagnetische Ventile, mit denen die Abgabe des Kaltleims aus den Spritzdüsen einzeln gesteuert werden kann. Damit lassen sich die bezüglich des Anspruchs 1 beschriebenen Vorteile erzielen.
Vorzugsweise weisen die Spritzdüsen eine lichte Weite von 100 bis 400 pm auf und insbeson dere von 120 bis 300 pm. Derartige Öffnungsquerschnitte haben sich für eine gezielte Verar beitung des Kaltleims bei den angegebenen Bereichen des Arbeitsdrucks und der Viskosität des Kaltleims als besonders vorteilhaft herausgestellt.
Vorzugsweise umfasst der Druckkopf übereinander angeordnete Druckmodule mit jeweils zel lenförmig angeordneten Spritzdüsen, wobei die Druckmodule insbesondere direkt aufeinander stapelbar sind. Die Druckmodule fassen jeweils eine gleichartige Anzahl von Spritzdüsen im Sinne von flexibel miteinander kombinierbaren Bausteinen zusammen. Beispielsweise um fasst jedes Druckmodul sechs bis zwölf Spritzdüsen und insbesondere acht bis zehn Spritz düsen.
Vorzugsweise ist jedem Druckmodul / Baustein eine separate Treibereinheit mit Leistungs elektronik zugeordnet, so dass sich die elektromagnetischen Ventile mit Steuerspannungen von vorzugsweise 3 bis 12 V ansteuern lassen.
Durch Übereinandersetzen/Stapeln der Druckmodule können Druckköpfe je nach Anforde rung, wie beispielsweise Höhe der Etiketten, modular mit einheitlichen Grundkomponenten aufgebaut werden. Dies dient einer flexiblen Anpassung der Druckköpfe an unterschiedliche Einsatzbedingungen und ermöglicht eine wirtschaftliche Konstruktion unterschiedlich dimensi onierter Druckköpfe.
Vorzugsweise sind die Druckmodule bezüglich der Transportrichtung der Etiketten schräg und insbesondere in einem Winkel von 10 bis 20° angestellt. Aufgrund des für die zugeordneten elektromagnetischen Ventile benötigten Bauraums können die Spritzdüsen nicht beliebig eng aneinandergesetzt werden. Dadurch verursachte Lücken können durch Schrägstellung der Druckmodule geschlossen werden. Beispielsweise kann jede Spritzdüse eine Zeilenhöhe von 2 mm auf den Etiketten abdecken, ein Druckmodul mit einer geeignet schräg angeordneten Reihe von acht Spritzdüsen folglich insgesamt 16 mm Etikettenhöhe. Entsprechend könnten Druckköpfe in Stufen von 16 mm modular an unterschiedliche Etikettenhöhen bzw. an Höhen benötigter Leimbilder angepasst werden.
Vorzugsweise sind die Druckmodule über eine am Druckkopf vorhandene Verteilerkammer parallel an die Leimversorgung angeschlossen, wobei an/in der Verteilerkammer ein Druck sensor zur Messung des Arbeitsdrucks und/oder eine Temperierungseinheit zur Temperierung des Kaltleims angeordnet ist. Damit lässt sich der Arbeitsdruck und damit auch die Viskosität des Kaltleims im Bereich des Druckkopfs regeln. Ferner ist eine reproduzierbares Fließverhal ten des Kaltleims auch bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen gegeben. Die Vertei lerkammer könnte auch als Druckausgleichsbehälter zwischen der Leimversorgung und den ständig schaltenden elektromagnetischen Ventilen fungieren.
Vorzugsweise umfassen die Druckmodule Stichkanäle zum Anschluss der Spritzdüsen an die Verteilerkammer, wobei die Enden der Stichkanäle durch Öffnen zusätzlicher elektromagneti sche Ventile gesteuert mit Reinigungsdüsen verbunden werden können. Jede Reinigungsdüse ist beispielsweise am Ende einer Reihe zugeordneter Spritzdüsen angeordnet.
Die Stichkanäle und die Eingänge der elektromagnetischen Ventile können dann effektiv von einem Reinigungsmedium durchströmt / angeströmt werden. Diese Bereiche können daher ohne Demontage gemeinsam maschinell gereinigt werden. Dies vereinfacht die Reinigung des Druckkopfs und erhält eine dauerhaft zuverlässige und reproduzierbare Abgabe von Kaltleim.
Vorzugsweise weisen die Reinigungsdüsen einen größeren Querschnitt auf als die Spritzdü sen, und/oder die Reinigungsdüsen sind derart in einem oberen Bereich der Stichkanäle an geordnet, dass sich diese durch die Reinigungsdüsen entlüften lassen. Beispielsweise verlau fen die Stichkanäle entsprechend der Schrägstellung der Druckmodule in Strömungsrichtung von unten nach schräg oben, so dass die Reinigungsdüsen im Wesentlichen am oberen Ende der Stichkanäle angeordnet sind. Entsprechend lassen sich die Stichkanäle nach der Reini gung beim erneuten Einleiten von Kaltleim zuverlässig und einfach durch die Reinigungsdüsen entlüften. Deren gegenüber den Spritzdüsen größerer Querschnitt ermöglicht eine effiziente und schnelle Reinigung des Druckkopfs. Vorzugsweise umfasst das Etikettieraggregat ferner ein zwischen der Leimversorgung und dem Druckkopf angeordnetes Umschaltventil zur wahlweisen Zufuhr von Kaltleim oder Reini gungsmedium zum Druckkopf. Dadurch lässt sich eine automatische Reinigung stromabwärts des Umschaltventils insbesondere einschließlich sämtlicher Komponenten des Druckkopfs durchführen. Hierzu ist lediglich die Leimzufuhr aus der Leimversorgung zu sperren und die Zufuhr eines Reinigungsmediums, wie beispielsweise einer Reinigungsflüssigkeit, zu öffnen. Zudem kann ein Antrocknen von Leimresten stromabwärts des Umschaltventils vermieden werden. Sämtliche diesbezüglich kritischen Bereiche, insbesondere im Druckkopf, können hierfür auf einfache und praktikable Weise beispielsweise gespült werden.
Vorzugsweise ist das Transportmittel ein Palettenkarussell mit Vakuumpaletten zur Entnahme der Etiketten aus einem Etikettenmagazin und zur unmittelbaren Übergabe der beleimten Eti ketten an die Behälter ausgebildet. Die Vakuumpaletten ermöglichen eine einfach und zuver lässig steuerbare Entnahme der Etiketten und Übergabe der beleimten Etiketten an die Behäl ter ohne Umgreifen, also ohne Greiferzylinder oder dergleichen Einheit zum Wenden der Eti ketten vor der Übergabe an die Behälter.
Vorzugsweise ist das Etikettieraggregat Bestandteil einer Etikettiermaschine, die einen konti nuierlich drehbaren Behältertisch zur Aufnahme und Positionierung der Behälter bei der Über gabe der Etiketten umfasst. Die Behälter können zu diesem Zweck auf bekannte Weise von Drehtellern hinsichtlich ihrer Drehlage eingestellt und geeignet bewegt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein Etikettieraggregat mit der Leimspritze;
Figur 2 einen schematischen Längsschnitt durch die Leimspritze;
Figur 3 eine schematische Vorderansicht des Druckkopfs mit den Spritzdüsen; und
Figur 4 ein schematisches Beispiel für die Strukturviskosität des Kaltleims.
Wie die Figur 1 erkennen lässt, umfasst das Etikettieraggregat 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Leimspritze 2 zum Aufspritzen von Kaltleim 3 auf Etiketten 4, die von Vakuumpaletten 5, die an einem Palettenkarussell 6 kontinuierlich umlaufen, in einer Trans portrichtung 4a durch den Arbeitsbereich der Leimspritze 2 transportiert werden. Die Vakuumpaletten 5 sind in/entgegen ihrer Umlaufrichtung schwenkbar, um die Etiketten 4 auf prinzipiell bekannte Weise aus einem Etikettenmagazin 7 zu entnehmen. Die Vakuumpa letten 5 übergeben die mit Kaltleim 3 bespritzten Etiketten 4 unmittelbar, also ohne Umgreifen, an zu etikettierende Behälter 8, die auf prinzipiell bekannte Weise an einem (durch einen Teil kreis angedeuteten) Behältertisch 9 einer Etikettiermaschine 10 umlaufen.
Alternativ zum Palettenkarussell 6 und/oder rotierenden Behältertisch 8 wären auch andere umlaufende oder geradlinige Transportmittel für die Etiketten 4 und/oder Behälter 8 denkbar.
Wie die Figuren 1 und 2 erkennen lassen, umfasst die Leimspritze 2 wenigstens einen Druck kopf 1 1 mit mehreren etagenartig übereinander angeordneten und insbesondere aufeinander gestapelten Druckmodulen 12. Die Druckmodule 12 sind vorzugsweise identisch. Jedes Druckmodul 12 umfasst rasterförmig und insbesondere in einer Reihe angeordnete Spritzdü sen 13 zum Abgeben des Kaltleims 3. Jeder Spritzdüse 13 ist ein separates elektromagneti sches Ventil 14 vorgeschaltet, mit dem sich die Abgabe des Kaltleims 3 aus der jeweiligen Spritzdüse 3 maschinell steuern lässt.
Die elektromagnetischen Ventile 14 umfassen beispielsweise einen federnd vorgespannten Ventilstößel und einen elektromagnetischen Antrieb zum Bewegen des Ventilstößels entgegen der Federvorspannung aus einem zugehörigen Ventilsitz, um das elektromagnetische Ventil 14 zu öffnen, gegebenenfalls auch in einer Zwischenstellung nur unvollständig zu öffnen. Bei Abschalten des elektromagnetischen Antriebs schließt das elektromagnetische Ventil 14 durch die Federvorspannung vorzugsweise selbsttätig. Prinzipiell wäre aber auch ein aktiv angetrie bener Verschluss für das elektromagnetische Ventil 14 denkbar.
Jedes Druckmodul 12 umfasst eine eigene Treibereinheit 15 mit Leistungselektronik zur Steu erung der am Druckmodul 12 vorhandenen elektromagnetischen Ventile 14, beispielsweise durch Anlegen von Spannungen von 15 bis 50 V an die elektromagnetischen Ventile 14. Die einzelnen Treibereinheiten 15 werden durch geeignete Spannungspegel angesteuert, die bei spielsweise zwischen 3 und 12 V liegen.
Die Druckmodule 12 teilen sich eingangsseitig eine Verteilerkammer 16 für den Kaltleim 3, um diesen für alle Druckmodule 12 und somit für alle elektromagnetischen Ventile 14 und zuge ordneten Spritzdüsen 13 auf einem vorgegebenen Arbeitsdruck 17 zu halten. Zu diesem Zweck ist an/in der Verteilerkammer 16 vorzugsweise ein Drucksensor 18 vorhanden. Vorzugsweise wird eine vorgegebene Arbeitstemperatur 19 des Kaltleims 3 ferner von einer an der Verteilerkammer 16 angeordneten Temperierungseinheit 20 konstant gehalten. Die Temperierungseinheit 20 umfasst hierzu prinzipiell bekannte Komponenten, beispielsweise wenigstens ein Heizelement und einen Temperatursensor.
Schematisch angedeutet ist ferner eine Steuereinheit 21 , die Messsignale des Drucksensors 18 auswertet und den Überdruck in einer den Kaltleim 3 zuführenden Leimversorgung 22 auf dieser Grundlage regelt, um den Arbeitsdruck 17 in einem vorgegebenen Wertebereich zu halten. Auch die Arbeitstemperatur 19 könnte von der Steuereinheit 21 vorgegeben werden. Die Steuerung der elektromagnetischen Ventile / Treibereinheiten 15 ist ebenso ausgehend von der Steuereinheit 21 möglich.
Passend zu einer als Materialeigenschaft vorgegebenen Strukturviskosität des Kaltleims 3 werden der Arbeitsdruck 17 und die Arbeitstemperatur 19 im Bereich der Verteilerkammer 16 so eingestellt, dass der Kaltleim 3 im Druckkopf 1 1 und insbesondere an den elektromagneti schen Ventilen 14 eine Arbeitsviskosität 23 von vorzugsweise 0,1 und 2 Pa-s aufweist. Das Fließverhalten des Kaltleims 3 ist dann für dessen kontrollierte und zielgerichtete Abgabe aus den Spritzdüsen 13 besonders günstig.
In der Figur 2 ist ferner eine Anschlussplatine 24 zur gemeinsamen Leistungsversorgung und Ansteuerung der Treibereinheiten 15 der einzelnen Druckmodule 12 schematisch angedeutet. Die Anschlussplatine 24 trägt vorzugsweise zentrale elektronische Komponenten, die für alle zugeordneten Treibereinheiten 15 benötigt werden. Auf der Anschlussplatine 24 kann bei spielsweise ein echtzeitfähiger Mikroprozessor 25 zur Ansteuerung der einzelnen Druckmo dule 12 mit ihren Treibereinheiten 15 und elektromagnetischen Ventilen 14 vorhanden sein. Der Signalaustausch des Mikroprozessors 25 mit der jeweiligen Treibereinheit 15 und den daran angeschlossenen elektromagnetischen Ventilen 14 kann sowohl über eine Direktver drahtung erfolgen und/oder vorzugsweise über eine Datenschnittstelle mittels Schieberegister.
Schematisch angedeutet ist ferner ein vorzugsweise strahlwassergeschütztes Gehäuse 26 des Druckmoduls 1 1. Das Gehäuse 26 ist vorzugsweise auf seiner Oberseite schräg abfallend ausgebildet, so dass gegebenenfalls vorhandene Verschmutzungen vom Druckkopf 1 1 ablau fen können, und zwar von seiner Vorderseite mit den Spritzdüsen 13 weg, also beispielsweise zur Rückseite hin oder seitlich, wie in der Figur 3 schematisch angedeutet ist. Schematisch angedeutet ist ferner ein Umschaltventil 27, das zwischen die Leimversorgung 22 und den Druckkopf 1 1 geschaltet ist, um die Leimversorgung 22 zur Reinigung des Druck kopfs 1 1 abzusperren und stattdessen ein Reinigungsmedium 28 in den Druckkopf 1 1 und insbesondere durch die Verteilerkammer 16, die elektromagnetischen Ventile 14 und die Spritzdüsen 13 zu leiten. Das Reinigungsmedium 28 ist beispielsweise flüssig, dampfförmig oder dergleichen und wird vorzugsweise von einem integrierten und automatisch arbeitenden Reinigungssystem (nicht dargestellt) bereitgestellt.
Wie die Figur 2 ferner erkennen lässt, wird der Kaltleim 3 aus den Spritzdüsen 13 in einer von der Horizontalen um einen Winkel von höchstens 30° und insbesondere höchstens 10° abwei chenden Spritzrichtung 29 abgegeben, insbesondere in horizontaler Spritzrichtung 29.
Die Figur 3 zeigt die durch Stapelung von Druckmodulen 12 in Form eines zweidimensionalen Rasters angeordneten Spritzdüsen 13. Demnach sind die Druckmodule 12 und die von ihren Spritzdüsen 13 gebildeten Düsenreihen vorzugsweise um einen Anstellwinkel 30 von 10° bis 20° gegenüber der Transportrichtung 4a der Etiketten 4, im Normalfall somit bezüglich der Horizontalen, schräg angestellt.
Zu diesem Zweck kann der gesamte Düsenkopf 1 1 um den Anstellwinkel 30 gegenüber der Transportrichtung 4a der Etiketten 4 geneigt werden. Denkbar wäre jedoch auch, die Druck module 12 und zugehörigen Komponenten bezüglich eines auf herkömmliche Weise im We sentlichen orthogonal ausgerichteten Gehäuses 26 im Anstellwinkel 30 schräg anzuordnen.
Die Figur 2 verdeutlich anhand eines in Transportrichtung 4a durch den Arbeitsbereich 31 des Druckkopfs 1 1 transportierten Etiketts 4, dass jede Spritzdüse 13 einen Leimauftrag mit einer vom Öffnungswinkel des abgegebenen Leimstrahls abhängigen Zeilenhöhe 32 auf dem Etikett 4 erzeugt. Die Zeilenhöhe 32 beträgt beispielsweise 1 bis 3 mm, insbesondere 1 ,5 bis 2,5 mm.
Ausgehend von der Zeilenhöhe 32 können die vertikalen Arbeitsbereiche 33 der einzelnen Druckmodule 12 durch geeignete Anpassung des Anstellwinkels 30 maximiert werden. Der vertikale Arbeitsbereich 33 ergibt sich im Idealfall, also bei optimalem Anstellwinkel 30, durch Addition der Zeilenhöhen 32 aller Spritzdüsen 13 eines bestimmten Druckmoduls 12.
Bei einer Aneinanderreihung von beispielsweise acht Spritzdüsen 13 (siehe Figur 3) und einer Zeilenhöhe 32 von 2 mm ergibt sich bei einem Anstellwinkel 30 von 14° ein vertikaler Arbeits bereich 33 von 16 mm pro Druckmodul 12. Ein vertikaler Arbeitsbereich 34 des Druckkopfs 1 1 insgesamt ergibt sich dann durch Addition entsprechend der Anzahl der schräg übereinander angeordneten/gestapelten Druckmodule 12. Es wären vom dargestellten Beispiel abwei chende Konfigurationen der Druckmodule 12 denkbar, beispielsweise mit einer Anzahl von sechs bis zwölf und insbesondere acht bis zehn Spritzdüsen 13 pro Druckmodul 12.
Die Anschlussplatine 24 weist vorzugsweise mehrere Steckplätze zum Anschluss der Trei bereinheiten 15 auf. Je nach dem benötigten vertikalen Arbeitsbereich 34 des Druckkopfs 1 1 insgesamt kann dann eine geeignete Anzahl von Druckmodulen 12 mit ihren Treibereinheiten 15 durch einfache Steckverbindung angeschlossen werden.
Die Figur 3 deutet ferner für eine Düsenreihe schematisch an, dass an jedem Druckmodul 12 im Anschluss an die Spritzdüsen 13 wenigstens eine Reinigungsdüse 35 vorhanden ist, wobei die Spritzdüsen 13 und die Reinigungsdüse 35 über einen gemeinsamen Stichkanal 36 an die Verteilerkammer 16 angeschlossen sind. Die Reinigungsdüse 35 ist dann in Fließrichtung 37 gesehen am hinteren Ende des Stichkanals 36 angeordnet. Dadurch lässt sich gewährleisten, dass das Reinigungsmedium 28 während eines Reinigungsvorgangs durch den gesamtem Stichkanal 36 und zu allen elektromagnetischen Ventilen 14 sowie durch die Reinigungsdüse 35 strömt.
Zum Freigeben/Absperren der Reinigungsdüse 35 ist ein zusätzliches elektromagnetisches Ventil 38 stromabwärts des Stichkanals 36 vorhanden. Das elektromagnetische Ventil 38 be findet sich vorzugsweise unmittelbar vor der zugeordneten Reinigungsdüse 35 an dem in Fließrichtung 37 gesehen hinteren Ende des Stichkanals 36.
In der Figur 3 ist der Stichkanal 36 und das elektromagnetische Ventil 38 vor der Reinigungs düse 35 der Einfachheit halber lediglich für das oberste Druckmodul 12 dargestellt.
Die Reinigungsdüsen 35 und die zugehörigen elektromagnetischen Ventile 38 befinden sich bedingt durch die Schrägstellung der Druckmodule 12 vorzugsweise in einem oberen Bereich beziehungsweise am oberen Ende des jeweils zugeordneten Stichkanals 36, so dass sich dieser bei geöffnetem elektromagnetischem Ventil 38 durch die Reinigungsdüse 35 vergleichs weise einfach und zuverlässig entlüften lässt, insbesondere wenn der Druckkopf 1 1 wieder mit Kaltleim 3 gefüllt wird.
Wie in der Figur 3 ebenso schematisch angedeutet ist, weisen die Reinigungsdüsen 35 vor zugsweise eine größere lichte Weite auf als die Spritzdüsen 13. Die Spritzdüsen 13 haben vorzugsweise eine lichte Weite von 100 bis 400 pm und insbesondere von 120 bis 300 pm. Dies hat sich in Verbindung mit der materialspezifischen Strukturviskosität des Kaltleims 3 für eine zielgerichtete und zuverlässige Abgabe des Kaltleims 3 besonders bewährt.
Die Strukturviskosität von Fluiden ist eine prinzipiell bekannte Materialeigenschaft nicht newtonscher Fluide und besagt, dass die Viskosität bei zunehmender Scherbeanspruchung im Fluid abnimmt. Diese Abhängigkeit ist in der Figur 4 für den Kaltleim 3 als ein interpolierter rheologischer Verlauf dargestellt, den man vorzugsweise mit einem Rotationsviskosimeter nach der Brookfield-Methode ermittelt. Hierbei ist auf der Abszisse die Rührdrehzahl nR eines standardisierten Messkörpers dargestellt, beispielsweise eines LV-Messkörpers gemäß ISO 1652, und auf der Ordinate eine von Rotationsviskosimeter dabei gemessene Viskosität h des Kaltleims 3.
Beispielsweise ist die bei einer Rührdrehzahl nR von 100/min gemessene Viskosität h charak teristisch/repräsentativ für das Fließverhalten des Kaltleims 3 bei Scherbeanspruchung unter Arbeitsdruck 17 im Bereich des Druckkopfs 1 1.
Die bei einer Rührdrehzahl nR von 10/min gemessene Viskosität h ist beispielsweise charak teristisch/repräsentativ für das Fließverhalten des Kaltleims 3 bei Umgebungsdruck und ohne nennenswerte Scherbeanspruchung, also nach Abgabe des Kaltleims 3 aus den Spritzdüsen 13 und nach Auftreffen auf einem Etikett 4.
Selbstverständlich sind auch andere/weitere Rührdrehzahlen nR zur Charakterisierung der Strukturviskosität des Kaltleims 3 im Hinblick auf Scherbeanspruchung im Druckkopf 1 1 unter Arbeitsdruck 17 und/oder nach Abgabe aus den Spritzdüsen 3 prinzipiell geeignet.
Als besonders geeignet haben sich eine Viskosität h von 0,02 bis 0,5 Pa-s und insbesondere 0,05 bis 0,2 Pa-s bei einer Rührdrehzahl nR von 100/min herausgestellt sowie eine jeweils demgegenüber um wenigstens das 1 ,5-Fache größere und insbesondere wenigstens dreimal so große Viskosität h bei einer Rührdrehzahl nR von 10/min.
Im Beispiel beträgt die Viskosität h bei einer Rührdrehzahl nR von 100/min etwa 0,08 Pa-s und bei einer Rührdrehzahl nR von 10/min etwa 0,3 Pa-s. Es hat sich herausgestellt, dass die oben genannten Wertebereiche eine Strukturviskosität des Kaltleims 3 und somit ein Fließverhalten charakterisieren, die an die Erfordernisse im Druckkopf 1 1 und an den Etiketten 4 gleicherma ßen gut angepasst sind.
Je nach Ansteuerung der elektromagnetischen Ventile 14 können die Spritzdüsen 13 sowohl über einen bestimmten Zeitraum kontinuierlich Kaltleim 3 abgeben als auch in variierbaren Taktverhältnissen von Öffnungsdauer zu Schließdauer der elektromagnetischen Ventile 14. Bei kontinuierlicher Abgabe des Kaltleims 3 entstehen auf bekannte Weise durchgehende Leimraupen auf den am Druckkopf 1 1 vorbeilaufenden Etiketten 4. Entsprechend können je nach Taktverhältnis von Lücken unterbrochene Leimraupen / Leimpunkte erzeugt werden. So mit lassen sich unterschiedliche Leimbilder auf den Etiketten 4 durch entsprechend program mierte Steuerung erzeugen, also unterschiedliche zweidimensionale Muster aus Leimraupen und/oder Leimpunkten. Solche Leimbilder sind prinzipiell bekannt und daher nicht dargestellt.
Der Arbeitsdruck 17 im Bereich des Druckkopfs 1 1 wird von der Leimversorgung 22 insbeson dere unter Signalrückkopplung vom Drucksensor 18 erzeugt. Zu diesem Zweck umfasst die Leimversorgung 22 beispielsweise einen unter Überdruck stehenden Vorratsbehälter 22a für den Kaltleim 3 und/oder einen variabel einstellbaren Leimdruckgenerator 22b, beispielsweise eine geeignet steuerbare Leimpumpe. Der Leimdruckgenerator 22b ist beispielsweise als Druckstufe zwischen den Vorratsbehälter 22a und den Druckkopf 1 1 geschaltet. Einstellbare Leimpumpen oder dergleichen sind prinzipiell bekannt und daher nicht im Detail beschrieben.
Zwischen dem Vorratsbehälter 22a für den Kaltleim 3 und dem Druckkopf 1 1 ist vorzugsweise ein Filter (nicht dargestellt) vorhanden, beispielsweise mit einer Porengröße von 25 pm. Im Bereich des Druckkopfs 1 1 kann gegebenenfalls ein zusätzlicher Druckausgleichsbehälter vorhanden sein, beispielsweise am Eingang zum Druckkopf 1 1 , um durch das vergleichsweise schnelle Öffnen und Schließen der elektromagnetischen Ventile 14 verursachte Druckspitzen abzumildern.
Auf der Vorderseite des Druckkopfs 1 1 , also im Bereich der Spritzdüsen 13, ist vorzugsweise eine Abdeckplatte zum flüssigkeitsdichten Abdecken der Spritzdüsen 13 und Schutz vor Aus trocknung / Antrocknen von Kaltleim 3 vorhanden und/oder eine temporär vor den Spritzdüsen 13 positionierbare Zwischenreinigungsstation (jeweils nicht dargestellt). Dadurch lässt sich ein Verkrusten von Leimresten im Bereich der Spritzdüsen 13 zuverlässig verhindern. Für einen Reinigungsvorgang könnte der Druckkopf 1 1 dann beispielsweise nach hinten gefahren oder seitlich weggeschwenkt werden, um die Abdeckplatte und/oder die Zwischenreinigungsstation am Druckkopf 1 1 anzusetzen.
Durch die Veränderung des Arbeitsdrucks 17 und/oder eines Taktverhältnisses von Öffnungs dauer zu Schließdauer der elektromagnetischen Ventile 14 und/oder eines Öffnungsgrads der elektromagnetischen Ventile 14 kann die Abgabe von Kaltleim 3 gezielt an unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten der Etiketten 4 durch den Arbeitsbereich des Druckkopfs 1 1 und/oder an unterschiedliche auf den Etiketten 4 herzustellende Leimbilder angepasst werden. Diese Anpassung ist ohne mechanische Umrüstarbeiten durch programmierte Ansteuerung des Druckkopfs 1 1 und insbesondere der elektromagnetischen Ventile 14 möglich.
Entsprechende Anpassungen bei einem Sortenwechsel/Formatwechsel können vollautoma tisch durchgeführt werden, ebenso gegebenenfalls mittels Reinigungsmedien 28 durchzufüh rende Reinigungsvorgänge.
Vorteilhaft hierbei ist, dass die elektromagnetischen Ventile 14 vergleichsweise kurze Schalt zeiten von weniger als 200 ps und insbesondere weniger als 150 ps ermöglichen. Dadurch werden je nach Transportgeschwindigkeit der Etiketten 4 Leimpunkte und/oder Leimraupen von weniger als 1 mm Länge möglich. Mit den obigen Ventilschaltzeiten lässt sich die Länge von Leimraupen bei einer Maschinenleistung von beispielsweise 72000 Behältern/Stunde auf 0,9 mm begrenzen, bei einer Maschinenleistung von 50000 Behältern/Stunde auf nur 0,6 mm. Dies ermöglicht ein gleichermaßen sparsames, präzises und flexibel anpassbares Aufspritzen des Kaltleims 3 auf die Etiketten 4.
Für ein schnelles Öffnen der elektromagnetischen Ventile 14 werden diese kurzzeitig mit einer erhöhten Spannung angesteuert, indem beispielsweise eine erste Spannung von 40-60 V über 250-350 ps angelegt wird. Unmittelbar anschließend wird die erste Spannung bis zum Ende der jeweiligen Leimraupe auf einen zweiten Wert von beispielsweise 10-20 V reduziert, also wenigstens um die Hälfte, um die elektromagnetischen Ventile 14 im geöffneten Zustand zu halten, aber gleichzeitig eine thermische Überlastung der an den Ventilen 14 vorhandenen Spulen zu vermeiden.
Die Leimversorgung 22 arbeitet dann vorzugsweise als geschlossenes Leimsystem, also unter Luftabschluss und ohne Rückführung nicht aufgetragenen Kaltleims 3. Als Vorratsbehälter 22a für den Kaltleim 3 eignen sich beispielsweise IBC-Gebinde mit 1000 I Fassungsvermögen oder Standardgebinde für Leim mit einem Fassungsvermögen von 33 I oder dergleichen.
Im Arbeitsbetrieb läuft das Palettenkarussell 6 kontinuierlich um und entnimmt pro Vakuumpa lette 5 ein Etikett 4 aus dem Etikettenmagazin 7. Während des kontinuierlichen Weitertrans ports der Etiketten 4 auf den Vakuumpaletten 5 wird der Kaltleim 3 durch gezielte Ansteuerung der elektromagnetischen Ventile 14 aus den zugeordneten Spritzdüsen 3, wie beschrieben, kontrolliert ausgestoßen. Dadurch wird auf den Etiketten 4 ein vorgegebenes Leimbild, also ein zweidimensionales Muster aus Leimraupen und/oder Leimpunkten erzeugt. Während des kontinuierlichen Weitertransports der beleimten Etiketten 4 werden diese direkt an die auf dem Behältertisch 9 umlaufenden Behälter 8 in an sich bekannterWeise übergeben. Daraus resultiert ein gleichermaßen kompaktes und flexibel an unterschiedliche Behälterfor mate, Etikettenformate oder dergleichen anpassbares Etikettierverfahren und entsprechend arbeitendes Etikettieraggregat 1 / eine entsprechend arbeitende Etikettiermaschine 10.
Die Leimspritze 2 lässt sich hierbei durch modularen Aufbau ihres wenigstens einen Druck kopfs 1 1 aus den übereinander angeordneten/gestapelten Druckmodulen 12 flexibel an beste hende und/oder geänderte Produktionsanforderungen anpassen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Aufspritzen von Kaltleim (3) auf Etiketten (4) insbesondere in einer Etikettiermaschine (10) für Behälter (8), wobei die Etiketten (4) durch den Arbeitsbereich eines Druckkopfs (11 ) mit rasterförmig angeordneten Spritzdüsen (13) transportiert werden und der Kaltleim (3) dabei von den Spritzdüsen (13) auf die Etiketten (4) abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass für den Bereich des Druckkopfs (1 1 ) ein Arbeitsdruck (17) des Kaltleims (3) von 0,1 bis 10 bar eingestellt wird und man die Abgabe des Kaltleims (3) mittels den Spritzdüsen (13) einzeln zugeordneter elektromagnetischer Ventile (14) steuert.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Kaltleim (3) derart strukturviskos ist, dass seine Viskosität (h) bei einer Rührdrehzahl (nR) von 100/min 0,02 bis 0,5 Pa-s und insbesondere 0,05 bis 0,2 Pa-s beträgt und demgegenüber bei einer Rührdrehzahl (nR) von 10/min wenigstens um den Faktor 1 ,5 größer ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abgabe des Kaltleims (3) durch Verändern des Arbeitsdrucks (17) und/oder eines Taktverhältnisses von Öffnungsdauer zu Schließdauer der elektromagnetischen Ventile (14) und/oder eines Öffnungsgrads der elektromagnetischen Ventile (14) an eine Transportgeschwindigkeit der Etiketten (4) im Bereich des Druckkopfs (11 ) und/oder an ein auf den Etiketten (4) herzustellendes Leimbild angepasst wird.
4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei der Kaltleim (3) von den Spritzdüsen (13) in einer um höchstens 30° und insbesondere höchstens 10° von der Horizontalen abweichenden Spritzrichtung (29) abgegeben wird.
5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die elektromagnetischen Ventile (14) jeweils zum Öffnen mit einer ersten Spannung, die insbesondere 40-60 V beträgt, angesteuert werden und, insbesondere bis zum jeweiligen Schließen, mit einer demgegenüber um wenigstens auf die Hälfte reduzierten zweiten Spannung offengehalten werden.
6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei ein Signalaustausch zwischen einem die Leimabgabe steuernden Mikroprozessor (25) und den elektromagnetischen Ventilen (14) jeweils zugeordneten Treibereinheiten (15) über eine Datenschnittstelle mittels Schieberegister erfolgt.
7. Verfahren zum Etikettieren von Behältern (8), wobei die Etiketten (4) von kontinuierlich umlaufenden Vakuumpaletten (5) aus einem Etikettenmagazin (7) entnommen und die mit Kaltleim (3) gemäß dem Verfahren nach wenigstens der vorigen Ansprüche bespritzten Etiketten (4) von den Vakuumpaletten (5) unmittelbar an die Behälter (8) übergeben werden.
8. Etikettieraggregat (1 ) für Behälter (8), insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, mit einer Leimspritze (2) zum Aufspritzen von Kaltleim (3) auf Etiketten (4), einer Leimversorgung (22) zum Bereitstellen des Kaltleims (3) unter Überdruck in einem an der Leimspritze (2) vorhandenen Druckkopf (1 1 ) mit rasterförmig angeordneten Spritzdüsen (13) zum Abgeben des Kaltleims (3), und mit einem Transportmittel zum Transport der Etiketten (4) durch den Arbeitsbereich des Druckkopfs (1 1 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Leimversorgung (22) für einen Arbeitsdruck (17) von 0,1 bis 10 bar im Druckkopf (1 1 ) ausgebildet ist und der Druckkopf (1 1 ) elektromagnetische Ventile (14) umfasst, mit denen die Abgabe des Kaltleims (3) aus den Spritzdüsen (13) einzeln gesteuert werden kann.
9. Etikettieraggregat nach Anspruch 8, wobei die Spritzdüsen (13) eine lichte Weite von 100 bis 400 pm aufweisen.
10. Etikettieraggregat nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Druckkopf (11 ) übereinander angeordnete Druckmodule (12) mit jeweils zellenförmig angeordneten Spritzdüsen (13) umfasst, und wobei die Druckmodule (12) insbesondere aufeinander stapelbar sind.
1 1. Etikettieraggregat nach Anspruch 10, wobei die Druckmodule (12) bezüglich Transportrichtung (4a) der Etiketten (4) schräg und insbesondere in einem Anstellwinkel (30) von 10 bis 20° angeordnet sind.
12. Etikettieraggregat nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei die Druckmodule (12) über eine am Druckkopf (11 ) vorhandene Verteilerkammer (16) parallel an die Leimversorgung (22) angeschlossen sind und an/in der Verteilerkammer (16) ein Drucksensor (18) zur Messung des Arbeitsdrucks (17) und/oder eine Temperierungseinheit (20) zur Temperierung des Kaltleims (3) angeordnet ist.
13. Etikettieraggregat nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Druckmodule (12) Stichkanäle (36) zum Anschluss der Spritzdüsen (13) an die Verteilerkammer (16) umfassen und die Enden der Stichkanäle (36) über elektromagnetische Ventile (38) gesteuert mit im Bereich der Spritzdüsen (13) angeordneten Reinigungsdüsen (35) verbunden werden können.
14. Etikettieraggregat nach Anspruch 13, wobei die Reinigungsdüsen (35) einen größeren Querschnitt aufweisen als die Spritzdüsen (13) und/oder derart in einem oberen Bereich der Stichkanäle (36) angeordnet sind, dass sich diese durch die Reinigungsdüsen (35) entlüften lassen.
15. Etikettieraggregat nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 14, ferner mit einem zwischen der Leimversorgung (22) und dem Druckkopf (11 ) angeordneten Umschaltventil (27) zur wahlweisen Zufuhr des Kaltleims (3) oder eines Reinigungsmediums (28) zum Druckkopf (1 1 ).
16. Etikettieraggregat nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei das Transportmittel ein Palettenkarussell (6) mit Vakuumpaletten (5) zur Entnahme der Etiketten (4) aus einem Eti ketten magazin (7) ist und zur unmittelbaren Übergabe der beleimten Etiketten (4) an die Behälter (8) ausgebildet ist.
17. Etikettiermaschine (10) mit dem Etikettieraggregat nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 16 und mit einem kontinuierlich drehbaren Behältertisch (9) zur Aufnahme und Positionierung der Behälter (8) bei der Übergabe der Etiketten (4).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3978142A1 (de) * 2020-10-02 2022-04-06 Jesús Francisco Barberan Latorre System und verfahren zum auftragen von klebstoffen mittels digitaler tintenstrahldruckköpfe

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111842017A (zh) * 2020-06-29 2020-10-30 中山市优梦自动化设备有限公司 一种喷嘴自动安装点胶结构
DE102020124411A1 (de) * 2020-09-18 2022-03-24 Krones Aktiengesellschaft Leimdrucker für Etikettieraggregat
DE102020124403A1 (de) * 2020-09-18 2022-03-24 Krones Aktiengesellschaft Verfahren zum Beleimen eines Etiketts in einer Etikettiermaschine, computerlesbares Medium und Etikettiermaschine zum Aufbringen von Etiketten auf Behältern
DE102020130533A1 (de) 2020-11-19 2022-05-19 Krones Ag Verfahren und Vorrichtung zum Etikettieren von Behältern
DE102022107639A1 (de) 2022-03-31 2023-10-05 Krones Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Strahlauftrag von Kaltleim auf Etiketten oder auf Paletten zum Transport der Etiketten
DE102022122986A1 (de) 2022-09-09 2024-03-14 KIC KRONES Internationale Cooperationsgesellschaft mbH Verfahren zur Modifikation eines Klebstoffes, insbesondere im laufenden Betrieb einer Etikettiervorrichtung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007005396A1 (en) * 2005-07-01 2007-01-11 Nordson Corporation Apparatus and process to apply adhesive during labeling operations
US20110244115A1 (en) * 2010-04-01 2011-10-06 B&H Manufacturing Company, Inc. Extrusion Application System
DE102015212136A1 (de) 2015-06-30 2017-01-05 Krones Ag Vorrichtung und Verfahren zum Etikettieren von Behältern
DE102016207824A1 (de) 2016-05-06 2017-11-09 Krones Ag Etikettiermaschine für Behälter
DE102017206114A1 (de) * 2017-04-10 2018-10-11 Krones Ag Kaltleimaggregat für Etiketten und Reinigungsverfahren für das Kaltleimaggregat

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9789645B2 (en) * 2016-01-26 2017-10-17 Elum Inc. Glue delivery system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007005396A1 (en) * 2005-07-01 2007-01-11 Nordson Corporation Apparatus and process to apply adhesive during labeling operations
US20110244115A1 (en) * 2010-04-01 2011-10-06 B&H Manufacturing Company, Inc. Extrusion Application System
DE102015212136A1 (de) 2015-06-30 2017-01-05 Krones Ag Vorrichtung und Verfahren zum Etikettieren von Behältern
DE102016207824A1 (de) 2016-05-06 2017-11-09 Krones Ag Etikettiermaschine für Behälter
DE102017206114A1 (de) * 2017-04-10 2018-10-11 Krones Ag Kaltleimaggregat für Etiketten und Reinigungsverfahren für das Kaltleimaggregat

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3978142A1 (de) * 2020-10-02 2022-04-06 Jesús Francisco Barberan Latorre System und verfahren zum auftragen von klebstoffen mittels digitaler tintenstrahldruckköpfe
CN114379189A (zh) * 2020-10-02 2022-04-22 J·F·巴伯兰拉托雷 通过数字喷墨打印头施加粘合剂的***和方法
US11325382B2 (en) 2020-10-02 2022-05-10 Jesus Francisco Barberan Latorre System and method for applying adhesive glues by means of digital inkjet print heads
CN114379189B (zh) * 2020-10-02 2024-01-09 J·F·巴伯兰拉托雷 通过数字喷墨打印头施加粘合剂的***和方法

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CN216509696U (zh) 2022-05-13
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