用于制造一种设有装饰层的金属罐的方法、装置和系统 本发明涉及一种如权利要求1，2和12前序部分所述的方法，涉及一种用于实施这样方法的如权利要求13或14前序部分所述的装置，涉及一种如权利要求17前序部分所述的系统，涉及一种按照这种方法加工的金属罐或者一种在这种方法中可继续加工的金属罐预成形坯并涉及一种如权利要求31前序部分所述的在这种方法中采用的装饰层。
由铝或钢制成的金属罐、首先是航空溶胶罐是成批商品并通过尽可能自动化地装置制造。用于加工这种金属罐的公知方法从压制过程开始，其中将一圆盘状的金属毛坯在一模具中冷变形成一罐体或者卷绕金属板并在端部焊接成一罐体。接着将罐体通过磨刷进行机械清洗，以及通过清洁剂或清水进行喷洗或进行化学清洗，由此去除例如成形切割物、切屑、油脂和其它润滑剂。现在对罐体内侧涂覆保护色漆，通过喷罐实现这种漆层的涂覆。然后在炉子中干燥内漆。接着处理罐体外侧，这包括涂覆底漆和在炉子中干燥底漆，印刷罐体并在炉子内干燥印刷物以及涂覆面漆并在炉子中干燥面漆。接着拉伸罐颈和罐下边缘并在一卷边机上卷边。最后对金属罐灌装物质、配上封盖以及底盖并为了发货进行包装。
这种已知的加工金属罐的增值链(Wertschpfungskette)的缺点是在多次干燥时的能量消耗，即内漆、底漆、印刷物和面漆的干燥以及用于涂覆油漆的溶剂消耗和由此产生的环境负担。
本申请人在WO 95/34474文献中已经公开关于这一点的解决方案。据此罐体的外侧处理通过涂覆装饰层实现。因此省去底漆涂覆和干燥、印刷物和干燥以及涂覆面漆和干燥的工艺步骤。对于装饰层例如涉及由金属或塑料制成的收缩薄膜，收缩薄膜设有例如印刷上的装饰。收缩薄膜被收缩并由于其延展性和弹性可以接着拉伸金属罐的颈部并因此延伸进颈部。由收缩薄膜制成的装饰层由于其光滑的表面起到支持拉伸过程的润滑剂作用并因此参与加工金属罐的过程，即，不是分开地制造具有拉伸颈部的金属罐和装饰层。
这种方法的缺陷是，由此不能实现金属罐和装饰层的独立加工，分开这种增值链是理想的。此外这种方法的缺陷是，如果装饰层没有精确定位，由收缩薄膜制成的装饰层在下面的卷边过程中可能被撕裂。
因此本发明的目的是，克服已知方法的这些缺陷。能够分开加工金属罐过程中的增值链并更加灵活。金属罐能够被卷边，且不撕裂装饰层。本发明能够协调所提及的技术和方法。
通过权利要求限定的本发明实现这个目的。
本发明采用一装饰层实现这个目的，该装饰层可以仅通过附着力安置在金属罐上。附着连结的概念理解为一般意义上的“粘附”。装饰层和金属罐可以分开加工。装饰层可以简单地定位到未装饰的金属罐上并且例如通过收缩装到具有已经拉伸罐颈的罐体上。因此本发明允许分开已知的增值链，因为装饰层不参与金属罐的制造。
通过附着力安装装饰层不必要求干净或者无油脂的罐体表面。这种对于不洁净装饰层的相对不敏感性也可以在充分利用已进行的工艺步骤、例如罐体成形时剩余润滑剂的条件下实现罐颈拉伸。这个过程也分开已知的增值链。
在可选择的罐颈或罐下边缘卷边之前实现装饰层的定位和安置。装饰层一直进入到至少一个卷边的部位并且被这个卷边所遮盖。装饰层材料最好在要被安置在金属罐上的卷边处开孔。这个开孔防止由于在安置卷边时可能的损伤而使装饰层材料撕裂。
原则上所有能够通过附着力安置到罐体上的材料都适合作为装饰层材料。材料最好采用软管或平面薄膜的形式。收缩软管与收缩薄膜相比具有更高弹性的优点并可以灵活地适配于例如大范围的直径变化，例如在罐体颈部出现的直径变化。同样可以使用不收缩或几乎不收缩的材料，只要它们例如能作为软管这样变形或具有这样的弹性，使得它们能够通过附着力稳定地粘附到罐体上。
此外本发明在装饰结构上允许几乎无限制的自由度，因为可以采用任意的、两维或三维的装饰层。
例如也可以“适时”地制造装饰层。即，在第一阶段中加工未印刷的具有未装饰罐体和拉伸罐颈的金属罐预成形坯例如在金属罐制造商处并提供给例如金属罐灌装商并例如贮存。在第二阶段中对这些未印刷的金属罐预成形坯“适时”地配上装饰层，对罐颈和罐下边缘可选择地卷边并对金属罐灌装物质，以及通过封盖或通过封盖和底盖封闭并包装。
这种“适时”能够对一次性的事件、人性化的直接1∶1销售以及未来趋势的准备迅速地作出反应。这就使在金属罐制造商那里能够实现产品控制。尤其是可根据市场营销决定来开始工艺步骤的第一阶段和第二阶段。在市场营销决定中例如在销售或市场办公室中选择某种装饰。例如通过按下按钮“良好印刷”由存储器贮存一装饰并例如间隔地传递给装饰层印刷厂，接着在那里加工例如印刷装饰层。在第二阶段中将装饰层安置到金属罐预成形坯上。这一点能够非常迅速而经济地实现。对于金属罐灌装者可以建立装饰层印刷厂。由市场营销决定实现工艺步骤第二阶段的开始。由市场营销决定也可以实现对灌装在这些金属罐中的物质的相应预处理。例如必要时“适时”地对物质专门着色、设有特殊香气等。因此能够非常迅速地推销最终产品。也可以在不损失质量和利润的情况下按照顾客愿望履行小且个别构成的合同。所有这些能够经济地实现并能够实现竞争优势。
下面借助于附图中的实施例详细描述本发明；附图中：
图1为用于制造金属罐的工艺过程第一示例，
图2为用于制造金属罐的工艺过程第二示例，
图3为用于制造金属罐的工艺过程第三示例，
图4为用于制造金属罐的工艺过程第四示例，
图5为在用于加工金属罐的方法中采用的装饰层的第一示例性实施例的一部分，
图6为在用于加工金属罐的方法中采用的装饰层的第二示例性实施例的一部分，
图7为按照本方法制造金属罐预成形坯的第一示例性实施例的一部分，
图8为按照本方法制造具有卷边罐颈的金属罐的第一示例性实施例的一部分，
图9为按照本方法制造金属罐预成形坯的第二示例性实施例的一部分，
图10为按照本方法制造具有卷边罐颈的金属罐的第二示例性实施例的一部分，
图11为按照本方法制造金属罐卷边的一示例性实施例的一部分，
图12为用于将装饰层定位并安置在金属罐上的装置的一示例性实施例的一部分，
图13为在加工和灌装金属罐过程中一已知增值的示例性实施例的一部分，
图14为在按照本方法加工金属罐的制造和灌装过程中的增值第一示例性实施例的一部分，
图15为在按照本方法加工金属罐的制造和灌装过程中的增值第二示例性实施例的一部分，
图16为按照本方法制造金属罐预成形坯的另一示例性实施例的一部分，
图17为按照本方法制造具有卷边罐颈和卷边罐下边缘的金属罐的另一示例性实施例的一部分。
本发明涉及一种制造金属罐的方法，这种金属罐具有一带一收缩罐颈的罐体以及一安置在罐体上的装饰层。在工艺步骤的第一阶段中加工具有未装饰罐体和拉伸罐颈的金属罐预成形坯并在时间上稍后衔接的或者紧接在工艺步骤第一阶段之后的工艺步骤第二阶段中对金属罐预成形坯设有并完成最好由可收缩材料制成的具有装饰的装饰层。此外本发明涉及一种用于实施这种方法的装置和系统，涉及按照这种方法加工的金属罐或者可继续加工的金属罐预成形坯并涉及一种在这种方法中采用的最好由可收缩材料制成的装饰层。
图1至4示出四个用于加工一金属罐的示例性工艺过程。这些过程给出9个或者11个工艺步骤，它们尽可能自动化地且按顺序地进行。
工艺步骤1表示“制造罐体”。例如将圆盘状金属毛坯通过一压制机在一模具中形成具有一开孔的例如圆柱形罐体。例如卷绕金属板并将端部通过焊机焊接成具有两个开孔的例如圆柱形的罐体。作为金属材料考虑采用铝或钢以及含铝或钢的合金。基于本发明的知识，专业人员可以随意采用其它金属材料用于压制或焊接罐体。
工艺步骤2表示“磨刷罐体”。在此涉及一种用清理机的机械式磨刷，例如通过振荡磨刷用于去除例如成形切割物、切屑、油脂和其它润滑剂。在此大多也实现罐体的校正。接着是工艺步骤3，通过清洁剂或清水“清洗罐体”，以便得到清洁且无油的表面。
工艺步骤4表示“罐体内部涂漆”，其中油漆通过喷漆装置例如通过适当成形的喷嘴喷涂到罐体的内表面上。在内部喷漆采用喷嘴具有优点，因为这种喷嘴也可以插进强烈收缩的、例如收缩50％的拉伸罐体颈部。工艺步骤5给出接着的通过一干燥机的“内漆干燥”，例如通过回转干燥器或通过紫外线照射。
工艺步骤40是可选择地至少部分地“罐体外表面底漆”，其中油漆通过喷漆装置例如通过适当成形的喷嘴喷涂到罐体的外表面上。工艺步骤50同样是可选择的并通过一干燥机实现接着的“底漆干燥”，例如通过回转干燥器或通过紫外线照射。工艺步骤40和50是可选择的，底漆的存在使表面粗糙度减小，涂底漆的罐体表面比未加工的金属罐体更加光滑。这一点对于装饰层的安置不是重要的，装饰层可以直接安置到金属罐体上或间接地安置到罐体外表面的底漆上。
在工艺步骤6中实现“拉伸一罐颈或至少一凹处”，其中通过拉伸机从外部实现罐体111至少局部地约例如2％或者50％的罐颈112收缩。在同一工艺步骤6中也可以安置另一径向收缩或径向扩展作为至少一金属罐预成形坯上的凹处113。按照图9的金属罐预成形坯110实施例和由此所加工出来的按照图10的金属罐11表示出例如至少一个这种安置在罐体111上的凹处113用于更好地握持金属罐。在本发明的理解中可以拉伸罐颈112或至少在罐体111上安置凹处113。在此“或”表示，在罐体111上安置凹处113是可选择的并且可以附加地实现由罐体111拉伸罐颈112。
如同由按照图1至4的增值链看到的那样，可以在内部涂漆之前或者在内部涂漆之后(按照图1和2的变型)以及在可选择的底漆之前或者在可选择的底漆之后(按照图3和4的变型)实现罐颈112。如果如同按照图2或者按照图4工艺过程那样在“磨刷罐体”、“清洗罐体”、和“罐体内部涂漆”之前实现罐颈的拉伸，则为了成形还可以有利地不采用化学去除前面工艺步骤例如压制罐体时剩余的润滑剂。如果必要，也可以使用附加的润滑剂，以便实现罐颈拉伸，在下面的清洗中完全去除剩余的润滑材料或者润滑剂。按照图2或者按照图4所示方法有利的是，对内部和外部涂覆的油漆弹性提出更少的要求，因为在罐颈拉伸之后涂覆油漆。如果如同按照图3或者按照图4所示的工艺过程在“罐体外表面涂底漆”之后实现罐颈的拉伸，则有利于在罐颈拉伸时可以使用通过涂底漆产生的更光滑的罐颈表面。罐颈的拉伸由于光滑的表面而简化。
至少工艺步骤1和6构成在制造金属罐过程中的第一阶段，由此制造可继续加工的金属罐预成形坯。这种例如按照图7，9或16的三个实施例所示的具有罐体111和拉伸罐颈112的金属罐预成形坯110是一种可以贮存和运输的中间产品。尤其是这种按照工艺步骤1和6制成的金属罐预成形坯110可以任意地在金属罐制造的国际市场上买到并例如输送到金属罐灌装者并例如贮存。
至少工艺步骤7构成金属罐制造的第二阶段，在其中继续加工金属罐预成形坯。例如图8，10和17示出三个具有罐体111和拉伸罐颈112的金属罐预成形坯11的实施例。可以选择对罐颈112以及罐下边缘114进行卷边(工艺步骤8)。接着金属罐11例如灌入物质，例如通过封盖或通过封盖和底盖密封和包装(工艺步骤9)。
装饰可以事先以任意的方法印刷在软管或者平面薄膜上最好是收缩软管或者平面收缩薄膜上。作为示例列举出数字印刷、苯胺印刷、凹版印刷等，这些印刷方式能够将图象、文字、照片、表格等从后面印刷到至少部分透明的装饰层材料的装饰层背面，被印刷的装饰层背面在定位后顶靠在罐体上，由此使装饰被装饰层材料本身、即被其装饰层正面化学和机械地保护。这种装饰层的厚度为0.01mm至0.1mm，其中典型值为0.05mm。在理解本发明的条件下专业人员可以自由采用其它装饰工艺用于印刷装饰层。因此可以采用UV苯胺印刷工艺，也可以对于不同的任意的金属罐造型采用更多次的装饰。装饰不只是两维的(平面材料)，也可以是三维的(在例如1mm厚的材料上的立体结构)。在理解本发明的条件下专业人员还可以随意采用其它的成形材料。
在工艺步骤7将装饰层定位并安置在金属罐预成形坯上。为此将事先印刷好的且相应裁切的材料安置到罐体上。在图5和6中示例性地画出这种具有装饰100的装饰层10。图5示例性地示出一种软管形式的装饰层10。而图6示例性地示出薄膜形式的装饰层10。罐体的外径与装饰层的内径相互间这样确定，使得装饰层在安置完毕后只靠其本身的弹性就粘附在罐体上。按照本发明装饰层通过附着联结安置到罐体上。附着连结的概念理解为一般意义上的“粘附”。附着连结在这个意义上包括例如首先是薄膜端部的点焊连接和线焊连接、可收缩材料的收缩，但是也可以是接触粘接或压力粘接。装饰层10可以直接安置在罐体外表面的底漆上。
装饰层10至少部分地由塑料制成。作为塑料可以采用例如改性的乙烯化合物、如聚乙烯醇和/或乙烯异分子共聚物和/或其它的改善粘性系数的添加物，如马氏酸化脱水物(例如作为Pforpf共聚物)和/或聚氨酯和/或聚苯乙烯。对于按照本发明的方法也可以采用聚氨基甲酸乙酯和/或聚氨基甲酸乙酯异分子共聚物，也可以是聚烯烃，如聚乙烯。在理解本发明的条件下专业人员可以实现这种塑料的多种变化和组合作为金属罐的装饰层。
装饰层10最好由软管状或平面薄膜材料制成。最好采用可收缩材料。收缩软管高达70％的弹性与收缩薄膜10％的弹性相比具有更高弹性的优点并且可以弹性地适配于更大的直径变化，例如在罐体111的罐颈112上的直径变化经常收缩50％。同样可以采用不收缩或几乎不收缩的材料，只要它们例如作为软管这样成形或具有例如这样的弹性，使得它们通过附着连结稳定地粘附在罐体上。
将装饰层定位并安置到金属罐上的装置在按照图12的示例性实施例中由一切割装置21组成，该切割装置以相应的长度切割已印刷的、例如作为连续制品101存在的软管或者薄膜。薄膜的端部连接成软管，最好通过连接缝粘接或焊接。所述装置例如由一个涂抹器22所组成，该涂抹器将单个的软管形状装饰层10覆盖到罐体111上。所述装置例如由一个固定装置23组成，该固定装置将这种定位在罐体上的软管固定在罐体上。在此例如变成收缩软管。例如通过在收缩隧道中加热或蒸汽实现收缩。通过这种方法可以对连续输送的金属罐预成形坯110配备装饰层。例如由可收缩材料制成的装饰层在收缩隧道中在接近140至160℃的热空气或蒸汽流中收缩到罐体上。在此收缩软管或者收缩薄膜紧密接触地收缩到罐体上并仅根据附着联结粘附到罐体上。在理解本发明的条件下专业人员可以采用多种变化方法将装饰层定位并安置到金属罐上。
在可选择的工艺步骤8中实现罐颈112以及罐下边缘114的卷边。例如对于图8或10所示的具有封盖的罐体、例如航空溶胶罐实现这种罐颈112的卷边，以便在罐体上形成封盖密封。但是这种罐体通常不一定由铝作为金属材料。例如对于图16所示的具有封盖和底盖的罐体实现罐颈112和罐下边缘114的卷边，以便在罐体上形成封盖密封和底盖密封。但是这种罐体通常不一定由钢作为金属材料。图11示出一示例性实施例的金属罐11卷边12的一部分。图8，10以及17示出另一示例性实施例的金属罐11卷边12的一部分。专业人员已熟悉这种在按照图12实施例中例如通过卷边装置实现金属罐11罐颈112的边缘卷边。本发明的优点在于，拉伸罐颈112以及罐边缘114处的装饰层10一直到设置卷边12的部位并且至少部分地被这个卷边遮盖。由收缩的收缩软管或者收缩薄膜制成的装饰层由于其弹性而毫无问题地围绕这个卷边。为了防止在卷边时可能损装饰层10，装饰层至少局部地在其定位和安置到金属罐卷边上的位置处具有开孔13。这些开孔13在装饰层上这样形成撕裂界限，使得在卷边处的装饰层10在可能撕裂时软管或者薄膜都仅仅撕裂到开孔13。因此通过设置多个开孔13可以使这种损伤减小到这种程度，使得这种损伤不会被消费者作为外观上的缺陷而感觉到。这种设置在装饰层10上的开孔13可以通过多种形式和方式实现。例如在印刷和裁切装饰层10时实现这种开孔13的设置。在按照图5，8，10以及17的示例性实施例中开孔13由与装饰层10端部恒定间距的单线构成，在按照图6的示例性实施例中开孔13由两个相互错开的与装饰层10端部恒定间距的单线构成。在按照图11的示例性实施例中开孔13由装饰层10端部的图形构成。这种开孔13可以机械地、例如通过冲头在装饰层10上产生。在理解本发明的条件下专业人员可以任意选择，以一定的图形、例如单线或多线，或以蜂窝图形、和/或以一定的深度、例如部分地和/或完全透穿地和/或以一定的直径例如0.5mm将这种开孔13安置在装饰层10上。
在可选择的工艺步骤9中包装设有卷边12的金属罐11。金属罐11可以是空的或灌有物质并设有封盖或设有封盖和底盖地进行包装。
图13示出在制造金属罐时传统的增值，在那里对于金属罐制造商例如实现装饰层印刷并将装饰层涂覆到未拉伸罐颈的金属罐预成形坯上。装饰的设计者和未印刷的薄膜或软管的薄膜和软管供货者作为供应商。金属罐提供给金属罐灌装商，在那里灌装并在市场中到达最终消费者。
如同在图14和15两个示例性实施例中所示的那样，采用单独加工的装饰层对于金属罐灌装商来说能够迅速更换产品，装饰层以简单的、迅速的工艺步骤定位在金属罐上并只通过附着力连接在一起。在第一种情况下由金属罐制造商制造未印刷的金属罐预成形坯并提供给金属罐灌装商并在那里贮存和/或在金属罐制造商处贮存。由薄膜和软管供应商将未印刷的薄膜或软管提供给装饰层印刷厂和/或金属罐灌装商。在第二种情况下对这种未印刷的金属罐预成形坯“适时”地配备装饰层，有选择地卷出罐颈或罐下边缘并对金属罐灌装物质，封闭和包装。
因此存在一种系统，该系统由在第一种情况下制造出来的带收缩罐颈112的未装饰罐体111的金属罐预成形坯110和事先设有装饰100的最好由可收缩材料制成的装饰层10所组成，并且系统包括涂抹器22，以便将装饰层10定位到罐体111上。
这种“适时”制造工艺对于金属罐灌装商来说以预加工为基础的、贮存在灌装商那里的未印刷金属罐预成形坯能够对一次性的事件、人性化的直接1∶1销售以及未来趋势的准备迅速地作出反应。这一点使得在金属罐制造商那里能实现产品控制。尤其是能够根据市场营销决定来开始工艺步骤的第一阶段和第二阶段。按照图14和15的两个示例性增值表示，如何根据市场营销决定选择某个设计者的装饰并在装饰层印刷厂和/或在金属罐灌装商那里加工装饰层。这种市场营销决定例如由销售或市场办公室作出。这种市场营销决定显示出，例如通过按下按钮“良好印刷”由贮存器贮存某种选出的装饰并例如间隔地传递给装饰层印刷厂和/或金属罐灌装商，在那里加工例如印刷装饰层而在金属罐灌装商那里安置到金属罐预成形坯上。这种间隔地传送例如通过互联网电网非常迅速且经济地实现。根据市场营销决定来开始工艺步骤第二阶段。由市场营销决定也可以有选择地实现对灌装在这些金属罐中的物质的相应预处理，例如必要时“适时”对物质专门着色、设有特殊香气等。所选择的设有卷边罐颈或卷边罐下边缘的金属罐被灌装物质，配上封盖或配上封盖和底盖并包装，使得所制造的产品能够非常迅速地在市场中推销给最终消费者。也可以在不损失质量和利润的情况下按照顾客愿望履行小且个别构成的合同。所有这些能够经济地实现并能够实现竞争优势。