Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Direktdruck auf Behälter für Abfüll produkte sowie einen entsprechenden Behälter.

Der direkte und digitale Tintenstrahldruck auf Behälter, beispielsweise Getränkeflaschen, ist eine in Abfüllanlagen gebräuchliche Technik. Prinzipiell lassen sich damit unterschiedliche Materialien bedrucken, beispielsweise Kunststoffe (PET, PE, PP), Glas aber auch metallische Substrate. Aus prozesstechnischer Sicht haben sich dafür UV-härtende Tinten bewährt, da diese unmittelbar nach dem Aufträgen mittels UV-LED fixiert werden können, was auch als Pinnen oder Zwischen härtung bezeichnet wird.

Üblicherweise werden hierfür Tinten (Farben, Lacke) eingesetzt, die durch radikalische Polymeri sation bei Einwirken aktinischer Strahlung aushärten / trocknen, da dies eine schnelle Weiterver arbeitung des Substrats im Produktionsprozess ermöglicht.

Allerdings ist es relativ schwierig, eine ausreichende Anhaftung und mechanische Widerstands fähigkeit radikalisch polymerisierender Tinten auf Behältern zu erzielen. Kunststoffbehälter, wie solche aus PET, PP oder PE, haben oft unterschiedliche Oberflächeneigenschaften und enthal ten hierfür relevante Additive, wie Antioxidantien, Pigmente oder Antistatika. Glasflaschen werden mit einer die Anhaftung verschlechternden Kaltendvergütung (z.B. Polyethylenwachs) beschich tet, Dosen mit Lack. Erschwerend kommt hinzu, dass radikalische Farbsysteme bei der Polymeri sation schrumpfen. Dies wirkt sich ebenfalls negativ auf die Adhäsion zum Substrat aus.

Dem wird mit aufwändigen Vorbehandlungsprozessen entgegengewirkt. Die vergüteten Glasfla schen werden beispielsweise zuerst unter Beimengung eines Präkursors beflammt, um eine SiOx-Schicht zu erzeugen. Danach wird ein Haftvermittler aufgetragen. Im Nachgang müssen die Flaschen getrocknet werden. Kunststoffflaschen werden in der Regel beflammt oder erhalten eine Plasma- oder Corona-Behandlung.

Der Auftrag solcher Acrylat-Tinten erfolgt in der Regel zuerst mit Weiß, danach mit CMYK und zuletzt optional mit Varnish. Damit die Tinten nicht verlaufen und jeweils nicht in die Schicht da runter einsickern, werden diese direkt nach der Applikation durch Pinning mit einer UV-LED fixiert. Die Farbschichten werden schließlich gemeinsam ausgehärtet, wofür mit Hg, Fe oder Ga dotierte UV-Lampen verwendet werden. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass eine vergleichbare Durchhärtung mit UV-LED kaum zu erzielen ist, da deren Emissionsspektren (meist im UV-A) keine gute Vernetzung der Oberfläche ermöglichen, weshalb diese dann meist zu weich ist. Nach- teilig bei den oben beschriebenen Tinten auf Acrylat-Basis ist auch die für Lebensmittelanwen dungen begrenzte Rohstoffauswahl an Initiatoren. Ferner müssen diese oftmals in hoher Kon zentration eingesetzt werden, wenn mit LED ausgehärtet werden soll. Bei ungenügender Abstim mung zwischen UV-Härtung und Tintenzusammensetzung können zudem Rückstände an unver- netztem Initiator und Acrylaten in der Druckschicht verbleiben.

Aufgrund der oben genannten Umstände ist der apparative Aufwand für den Direktdruck in Ab füllanlagen insgesamt sehr hoch, sodass diesbezüglich Verbesserungsbedarf besteht.

Die gestellte Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Demnach dient dieses zum Direktdruck auf Behälter für Abfüll produkte, insbesondere Getränke oder dergleichen flüs sige Produkte aus dem Lebensmittelbereich. Bei dem Verfahren wird eine kationisch härtende Tinte mittels wenigstens eines Tintenstrahldruckkopfs auf die Behälter insbesondere während ihres Transports in einer Direktdruckmaschine aufgetragen. Ferner wird eine Härtung der aufge tragenen Tinte mittels UV-Bestrahlung ausgelöst.

Es hat sich nun überraschend herausgestellt, dass für die Verwendung in Matrixdruckern und beim Flexodruck beispielsweise aus der DE 102011 106 039 A1, DE 195 00 968 und DE 43 07 766 bekannte kationisch härtende Tinten vorteilhaft für den Direktdruck auf Behälter in Abfüllanlagen eingesetzt werden können.

Kationisch härtende UV-Tinten, deren Härtung per Definition mittels UV-Bestrahlung ausgelöst wird, also durch eine Fotoinitiierung, weisen gegenüber den durch radikalische Polymerisation härtenden UV-Tinten den Vorteil auf, dass die Spaltprodukte des Fotoinitiators bei kationischen Tinten eine höhere Lebensdauer aufweisen, weshalb die Aushärtungsreaktion auch nach der UV- Bestrahlung weiterläuft. Dies führt zu einer insgesamt besseren Durchhärtung der aufgetragenen Tinte. Zudem schrumpfen kationische UV-Tinten weniger stark als die radikalisch polymerisierten UV-Tinten. Dies führt zu einer demgegenüber verbesserten Anhaftung kationischer UV-Tinten.

Zudem ist die auch nach der Bestrahlung weiterlaufende und schließlich vollständige Vernetzung kationischer Tinten hinsichtlich der Konformität für den Lebensmittelbereich vorteilhaft, da die Reaktionspartner (Tintenbestandteile) aufgrund ihrer vollständigen Vernetzung nicht mehr durch die Behälterwand in abgefüllte Lebensmittel migrieren können.

Unter einer kationischen Tinte, Beschichtung und/oder Formulierung versteht man ein System, welches über den kationischen Polymerisationsmechanismus aushärtet. Beispielsweise werden hierbei Epoxide oder Oxetane durch Ringöffnung vernetzt. Hierfür werden vorzugsweise Fotoini- tiatoren eingesetzt, die nach Fotolyse starke Protonensäuren bilden, beispielsweise Diarylodo- nium-Salze. Die jeweiligen Spaltprodukte sind relativ langlebig, weshalb die Reaktion nach der Bestrahlung mit UV-Licht noch weiterläuft.

Derartige kationische Systeme sind im Gegensatz zu den eingangs beschriebenen Systemen basierend auf einer radikalischen Kettenpolymerisation durch Vernetzung von Acrylaten zu se hen, bei der die eingesetzten Initiatoren (Typ I oder II) zu einer Radikalbildung führen, die wiede rum die radikalische Kettenpolymerisation auslöst.

Die Behälter sind insbesondere Flaschen. Denkbar ist aber auch ein Direktdruck auf Dosen oder dergleichen Behälter. Die Abfüllprodukte sind beispielsweise flüssige Lebensmittel. Denkbar sind aber auch pharmazeutische oder kosmetische Produkte oder solche aus dem Hygienebereich.

Vorzugsweise werden die zu bedruckenden Behälteroberflächen zur Vorbereitung des Tintenauf trags insbesondere ohne gleichzeitige Erzeugung einer SiOx-Schicht (ohne Beimengung eines Präkursors) beflammt und anschließend abgekühlt. Die Tinte wird dann insbesondere unmittelbar auf die derart vorbehandelten Behälteroberflächen aufgetragen, also beispielsweise ohne Auftrag eines zusätzlichen Haftvermittlers. Dadurch lässt sich die Vorbehandlung der Behälter, insbeson dere solchen aus Glas, gegenüber den bekannten Direktdruckverfahren deutlich vereinfachen. Optional ist die gleichzeitige Erzeugung einer SiOx-Schicht aber möglich und je nach Anwen dungsfall gegebenenfalls technisch vorteilhaft.

Vorzugsweise umfasst der Direktdruck einen ersten Teildruck mit Auftrag einer Grundfarbe, ins besondere Weiß, und anschließender UV-Fotoinitiierung ihrer Härtung sowie wenigstens einen daran anschließenden zweiten Teildruck mit Auftrag wenigstens einer Farbkomponente eines Farbmodells, insbesondere CMYK, und anschließender UV-Fotoinitiierung ihrer Härtung. Dies erfolgt jeweils mit kationisch härtender Tinte entsprechender Farbe und ermöglicht eine durch alle aufgetragenen Färb-/ bzw. Tintenschichten gleichmäßig gute Durchhärtung des Aufdrucks.

Optional kann eine Grundierung (Basecoat) vor der Grundfarbe (Weiß) aufgebracht werden, um gegebenenfalls die Druckqualität zu verbessern. Ebenfalls denkbar ist, eine transparente Grun dierung (Basecoat) anstelle der Grundfarbe (Weiß) aufzubringen, ebenso zu deren Ergänzung zur Qualitätsverbesserung. Auch könnten die Farbkomponenten (CMYK) direkt auf die Behälter oberfläche gedruckt werden. Vorzugsweise wird die Grundfarbe beim ersten Teildruck in Folge UV-Fotoinitiierung für den anschließenden Auftrag der Farbkomponenten zwischengehärtet / fi xiert. Ergänzend oder alternativ werden beim zweiten Teildruck zuerst sämtliche Farben des Farbmodells nacheinander aufgetragen und dann in Folge gemeinsamer UV-Fotoinitiierung we nigstens zwischengehärtet / fixiert und insbesondere endgehärtet. Unter einer Endhärtung ist zu verstehen, dass diese durch die jeweils letzte UV-Bestrahlung fo toinitiiert wird, also für das vollständige Aushärten der Tinte keine weitere Bestrahlung nachfolgt. An die UV-Endhärtung schließt sich eine im Wesentlichen bestrahlungslose Nachhärtung an, bei spielsweise beim Transport und/oder der Lagerung der bedruckten Behälter.

Somit lässt sich die Druckqualität des Druckbilds durch Zwischenhärten / Fixieren der kationisch härtenden Tinten auf bewährte Weise steuern und zusätzlich eine gegenüber bekannten Druck verfahren verbesserte Durchhärtung und Widerstandsfähigkeit des Aufdrucks erzielen.

Vorzugsweise härtet man den Direktdruck nach UV-initiierter Endhärtung bestrahlungslos über eine vorgegebene Dauer nach und schützt den Direktdruck währenddessen bei Transport und Lagerung gegen mechanische Beschädigung, beispielsweise durch Bereitstellen von Scheuer rändern an den Behältern. Dadurch lässt sich eine vollständige Durchhärtung / Aushärtung des Aufdrucks bei gleichzeitigem Schutz vor mechanischer Beschädigung erzielen.

Vorzugsweise wird die Härtung der kationischen Tinte ausschließlich mit UV-A-Strahlung insbe sondere einer LED-Emission ausgelöst. Unter ausschließlicher UV-A-Bestrahlung ist beispiels weise zu verstehen, dass wenigstens 90% der emittierten Leistung im UV-A-Spektralbereich ab gegeben werden. Das heißt, dass sowohl Zwischenhärtung / Fixierung als auch Endhärtung im Wesentlichen mit UV-A-Licht ausgelöst werden. Dies ist hinsichtlich des apparativen Aufwands vorteilhaft. Entsprechende LED-Lichtquellen lassen sich vergleichsweise einfach steuern, weisen eine hohe Lebensdauer auf und sind in Anschaffung und Betrieb vergleichsweise kostengünstig.

Vorzugsweise wird die Tinte zum Auslösen einer Zwischenhärtung mit einer UV-A-Bestrahlung von 0, 1-0,5 J/cm ² , insbesondere von 0,2-0, 4 J/cm ² , und/oder zum Auslösen der Endhärtung mit einer UV-A-Bestrahlung von 0,5-1, 5 J/cm ² , insbesondere 0, 6-1,0 J/cm ² beaufschlagt. Derartige Bestrahlungen lassen sich mit UV-A-LED vergleichsweise problemlos erzeugen und erübrigen die Verwendung demgegenüber aufwendigerer Hg-Dampflampen oder dergleichen insbesondere zur Endhärtung.

Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform wird die Endhärtung der Tinte durch eine insbe sondere ergänzende UV-B- und/oder UV-C-LED-Emission fotoinitiiert. Dies kann bei bestimmten Druckanwendungen die Endhärtung beschleunigen.

Bei einer alternativen Ausführungsform wird die Endhärtung der Tinte durch Emission aus we nigstens einer Hg-Dampf lampe bei einer Bestrahlung von 0,1 -0,4 J/cm ² fotoinitiiert. Auch dies kann bei bestimmten Anwendungsfällen eine beschleunigte Endhärtung bewirken. Vorzugsweise wird der Umgebungsbereich des Direktdrucks und/oder ein Transportbereich / La gerbereich der Behälter klimatisiert. Hierbei wird beispielsweise eine relative Feuchte von 50% während der fotoinitiierten Zwischenhärtung, fotoinitiierten Endhärtung und/oder bei bestrah lungsloser Nachhärtung der Tinte nicht überschritten. Eine Klimatisierung ist beispielsweise im Bereich der Direktdruckmaschine und gegebenenfalls beim Behälterantransport vorteilhaft, um die Oberflächenfeuchte der zu bedruckenden Behälterbereiche zu begrenzen. Dies dient einer schnelleren Vernetzung kationisch aushärtender Tinten.

Die gestellte Aufgabe wird ebenso mit einer Vorrichtung nach Anspruch 11 gelöst. Demnach dient diese zum Direktdruck auf Behälter für Abfüllprodukte, insbesondere Getränke, gemäß dem Ver fahren gemäß wenigstens einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen. Die Vor richtung umfasst eine Direktdruckmaschine mit einer Tintenversorgung zum Bereitstellen katio nisch härtender Tinte, mit wenigstens einem an die Tintenversorgung angeschlossenen Tinten strahldruckkopf zum Auftrag der Tinte auf die Behälter insbesondere während ihres Transports in der Direktdruckmaschine, und mit wenigstens einer UV-Lichtquelle zur Fotoinitiierung einer Härtung der aufgetragenen Tinte. Damit werden die bezüglich des Anspruchs 1 beschriebenen Vorteile erzielt.

Die Fotoinitiierung betrifft die Zwischenhärtung / Fixierung und die Endhärtung der Tinte mittels UV-Bestrahlung.

Vorzugsweise umfasst die UV-Lichtquelle wenigstens eine im UV-A emittierende LED und ist ferner dazu ausgebildet, die aufgetragene Tinte zur Fotoinitiierung einer Zwischenhärtung / Fixie rung mit einer UV-A-Bestrahlung von 0, 1-0,5 J/cm ² , insbesondere 0,2-0, 4 J/cm ² , und/oder zur Fotoinitiierung einer Endhärtung mit einer UV-A-Bestrahlung von 0,5-1, 5 J/cm ² , insbesondere 0, 6-1,0 J/cm ² , zu beaufschlagen.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner einen Flammtunnel zur Beflammung der zu etiket tierenden Behälter und einen Kühltunnel zur Kühlung der beflammten Behälter. Der Flammtunnel und der Kühltunnel sind der Direktdruckmaschine dann vorzugsweise unmittelbar vorgeschaltet. Das heißt, dass dazwischen keine weitere Vorbehandlung der Behälter erfolgt, wie beispielsweise Auftrag eines Haftvermittlers.

Die gestellte Aufgabe wird ebenso mit einem Behälter für Abfüllprodukte, insbesondere Getränke, nach Anspruch 14 gelöst. Der Behälter wird mit dem Verfahren und/oder der Vorrichtung gemäß wenigstens einer der beschriebene Ausführungsformen hergestellt. Demnach umfasst der Behälter einen Behälterkörper aus Glas, Kunststoff und/oder einem Zellu losewerkstoff und einem darauf, insbesondere ohne Zwischenschicht, direkt aufgetragenen Tin tenstrahlaufdruck umfassend eine Grundfarbschicht, insbesondere Weiß, und eine mehrfarbige Druckbildschicht, insbesondere aus CMYK, jeweils bestehend aus kationisch ausgehärteten Tin te ntropfen.

Vorzugsweise umfasst der Behälter wenigstens einen nach außen über den Tintenstrahlaufdruck überstehenden Scheuerrand. Damit lässt sich der Tintenstrahlaufdruck nach UV-Endhärtung in einer anschließenden Phase der Nachhärtung während des Transports und der Lagerung der bedruckten Behälter gegenüber mechanischen Beschädigungen schützen. Zudem bietet der Scheuerrand auch bei der anschließenden Kommissionierung und beim Gebrauch der Behälter einen entsprechenden mechanischen Schutz.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern mit kationisch härtender Tinte;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines entsprechenden Verfahrens; und

Figur 3 einen mit dem beschriebenen Verfahren bedruckten Behälter.

Wie die Figur 1 erkennen lässt, umfasst die Vorrichtung 1 zum Direktdruck auf Behälter 2 für flüssige Abfüllprodukte wie beispielsweise Getränke eine Direktdruckmaschine 3 mit einer Tin tenversorgung 4 zum Bereitstellen kationisch härtender Tinten 5 unterschiedlicher Farben und mit an die Tintenversorgung 4 angeschlossenen Tintenstrahldruckköpfen 6 zum Auftrag der Tin ten 5 auf die Behälter 2. Die Direktdruckmaschine 3 umfasst ferner ein Behälterkarussell 7 oder dergleichen prinzipiell bekanntes Transportmittel zum Transport der Behälter 2 während des Di rektdrucks mit den Tintenstrahldruckköpfen 6.

Die Direktdruckmaschine 3 umfasst wenigstens zwei UV-Lichtquellen 8 bis 10 zur Fotoinitiierung einer Härtung der auf die Behälter 2 aufgetragenen Tinte 5.

Im dargestellten Beispiel umfasst eine erste UV-Lichtquelle 8 wenigstens eine im Wesentlichen im UV-A-emittierende LED und ist ferner dazu ausgebildet, die zuvor aufgetragene Tinte 5 zur Fotoinitiierung ihrer Fixierung (Zwischenhärtung) mit einer UV-A-Bestrahlung von 0,1 -0,5 J/cm ² , zu beaufschlagen. Besonders bevorzugt ist hierfür eine UV-A-Bestrahlung von 0,2-0, 4 J/cm ² . Die erste UV-Lichtquelle 8 dient zur Härtung einer Grundfarbe des herzustellen Aufdrucks, in der Regel Weiß, um die Grundfarbe vor dem Aufträgen von Farbkomponenten eines Farbmodells, wie beispielsweise CMYK, zu fixieren und dadurch ein Verlaufen und/oder Einsickem nachfol gend aufgetragener Tinten 5 zu kontrollieren und gegebenenfalls zu verhindern.

Im Beispiel umfasst auch die zweite UV-Lichtquelle 9 wenigstens eine im Wesentlichen im UV-A- emittierende LED und ist ebenso dazu ausgebildet, die zuvor genannten Werte der Bestrahlung auf den Behältern 2 zu erzeugen. Jedoch dient die zweite UV-Lichtquelle 9 dazu, die Farbkom ponenten des Farbmodells nach deren sukzessivem Auftrag gemeinsam zu fixieren (zwischen zuhärten).

Alternativ wäre es möglich, mehrere zweite UV-Lichtquellen 9 (gestrichelt dargestellt) zum Fixie ren einzelner Farbkomponenten vorzusehen, also beispielsweise eine bestimmte oder jede ein zelne Farbkomponente vor dem Aufträgen der nächsten auf geeignete Weise zwischenzuhärten.

Im Beispiel umfasst die dritte UV-Lichtquelle 10 ebenso eine im Wesentlichen im UV-A-emittie- rende LED und ist dann jedoch dazu ausgebildet, zur Fotoinitiierung einer Endhärtung sämtlicher zuvor aufgetragener Tinten 5 mit einer UV-A-Bestrahlung von 0,5-1, 5 J/cm ² zu beaufschlagen, insbesondere mit 0, 6-1,0 J/cm ² .

Generell wäre es denkbar und gegebenenfalls auch vorteilhaft, die zweite und dritte Lichtquelle 9, 10 zusammenzufassen und zur gleichzeitigen oder sukzessiven Erzeugung entsprechender Werte der Bestrahlung (siehe oben) anzusteuern.

Eine ausschließliche Zwischenhärtung / Fixierung und Endhärtung mittels UV-A-Strahlung hat den Vorteil, dass diese mit vergleichsweise geringem apparativem Aufwand und auf besonders wirtschaftliche Weise mit LED erzeugt werden kann. Unter ausschließlicher UV-A-Bestrahlung ist hierbei ein überwiegend und insbesondere zu wenigstens 90% im UV-A liegender Anteil der Emissionsleistung bzw. Bestrahlungsstärke zu verstehen.

Alternativ wäre es aber insbesondere für die gemeinsame Endhärtung des Aufdrucks denkbar, die Zwischenhärtung / Fixierung mittels UV-A-Bestrahlung durch UV-B-Bestrahlung und/oder UV- C-Bestrahlung zur Fotoinitiierung der Endhärtung zu ergänzen. Auch hierfür sind geeignete LED prinzipiell erhältlich.

Eine weitere Alternative zur Fotoinitiierung der Endhärtung ist die Bestrahlung des zuvor fixierten Aufdrucks mittels einer Quecksilberdampflampe oder dergleichen bei einer Bestrahlung von 0,1- 0,8 J/cm ² , insbesondere von 0,1 -0,4 J/cm ² . Die dritte Lichtquelle 10 könnte also je nach Anwen dungsfall auch mit herkömmlichen Komponenten gebildet werden, wie sie für die radikalische Polymerisation (Acrylat-Vernetzung) gebräuchlich sind.

Die Vorrichtung 1 kann ferner eine ausgangsseitige Versiegelungsstation 11 zum Versiegeln des fotoinitiierten Aufdrucks mit Varnish umfassen.

Zur Vorbehandlung der Behälter 2 für den Direktdruck umfasst die Vorrichtung 1 einen Flamm- tunnel 12 zum Beflammen der Behälter 2 und eine anschließenden Kühltunnel 13 zum Abkühlen der Behälter 2 unmittelbar vor dem Direktdruck.

Vorzugsweise ist keine weitere Vorbehandlung der Behälter 2 zwischengeschaltet, also beispiels weise auch keine Station zum Aufträgen eines Haftvermittlers auf die zuvor beflammten und ab gekühlten Behälter 2. Dadurch lässt sich der apparative und prozesstechnische Aufwand für die Vorbehandlung gegenüber bekannten Verfahren reduzieren. Dies beinhaltet auch, dass beim Be flammen der Behälter 2 vorzugsweise kein Präkursor beigemengt wird, um auf den Behältern 2 eine SiOx-Schicht zu erzeugen. Eine solche ist bei der beschriebenen Verwendung kationisch härtender Tinten 5 entbehrlich.

Hierbei versteht sich, dass die beispielhaft dargestellte Vorbehandlung für den Direktdruck auf Behälter 2 aus Glas angepasst ist. Die Vorbehandlung der Behälter 2 richtet sich vorrangig nach dem Behältermaterial und beinhaltet bei Behältern 2 aus Kunststoff beispielsweise eine Plasma- Behandlung, Corona-Behandlung und/oder ein Beflammen (ohne Präkursor).

In der Figur 1 ist ferner beispielhaft dargestellt, dass die Vorrichtung 1 oder zumindest die Direkt druckmaschine 3 mit ihrem Einlaufbereich 3a klimatisiert ist. Dies dient vorrangig einer Reduzie rung / Begrenzung der Luftfeuchte unmittelbar vor und beim Direktdruck auf ein geeignetes Maß. Beispielsweise soll sich an den aus dem Kühltunnel 13 einlaufenden Behältern 2 keine Feuchtig keit durch Taupunktunterschreitung niederschlagen. Zudem verläuft die kationische Härtung der Tinten 5 in der Regel umso schneller, je niedrigerer die darauf einwirkende Feuchte ist.

Die Klimatisierung kann beispielsweise in einem beispielhaft dargestellten Umgebungsbereich 14 in Form eines geeignet abgetrennten Raums erfolgen oder wenigstens innerhalb der Einhausung 3b der Direktdruckmaschine 3 und deren Einlaufbereich 3a. Dadurch lässt sich die Substrat feuchte, also die Oberflächenfeuchte der Behälter 2, und die Umgebungsfeuchte ab dem Kühl tunnel 13 zuverlässig einstellen. Schematisch angedeutet ist zudem ein Lagerbereich 15, in dem die fotoinitiiert endgehärteten Aufdrucke auf den Behältern 2 über einen vorgegebenen Zeitraum unter kontrollierten Bedingun gen nachhärten können. Darunter ist zu verstehen, dass die Endhärtung der Tinten 5 durch die UV-Bestrahlung initiiert wird, sich die vollständige Durchhärtung im Sinne einer Aushärtung in folge eines Weiterlaufen der zugrundeliegenden Reaktionen auch nach Beendigung der Bestrah lung erst nach einem im Wesentlichen bestrahlungslosem Nachhärten der kationischen Tinten 5 einstellt. Denkbar für das Nachhärten sind beispielsweise Zeiträume von mehreren Stunden bis Tagen. Das Nachhärten ist auch bei geeignet schonendem Transport der Behälter 2 möglich.

Die bestrahlungslose Nachhärtung ist prozesstechnisch vorteilhaft, da die Durchhärtung sämtli cher aufgetragenen Tinten 5 immer dann vollständig ist, wenn eine Mindestbestrahlung für die Fotoinitiierung der Endhärtung erreicht wird. Diese Anforderung lässt sich auf vergleichsweise einfache Weise einhalten. Um die geforderte Härte und Widerstandsfähigkeit der mit den kationi schen Tinten 5 erzeugten Aufdrucke einzustellen, ist somit nur relativ geringer Aufwand bei der Prozesssteuerung und -kontrolle erforderlich. Hierbei ist unter dem bestrahlungslos Nachhärten zu verstehen, dass eine Bestrahlung währenddessen nicht nötig ist. Ein zusätzlicher Lichteinfall hat aber auch keinen negativen Effekt auf die erzeugten Aufdrucke.

Die Figur 2 zeigt beispielhaft und schematisch den Ablauf eines bevorzugten Verfahrens 21 zum Direktdruck auf die Behälter 2.

Demnach werden die Behälter 2 in einem ersten Schritt 22 beispielsweise in Form von Glasfla schen mit einer Kaltendvergütung oder in Form von Kunststoffflaschen bereitgestellt. Ebenso denkbar sind Behälter 2 aus einem Zellulosematerial (Pulpe), sogenannte Pulpe-Flaschen.

In einem daran anschließenden zweiten Schritt 23 werden die Behälter 2 ohne Beimengung eines Präkursors im Flammtunnel 12 beflammt. Durch das Beflammen werden die Behälter 2 gereinigt und deren Oberflächen oxidiert. Optional kann das Beflammen die Behälterwand auf wenigstens 120°C erhitzen, um eine Kaltendvergütung der Behälter 2 zusätzlich zu homogenisieren, insbe sondere bis wenigstens auf die Schmelztemperatur der Kaltendvergütung (des Coatings) von beispielsweise 170°C.

In einem daran anschließenden dritten Schritt 24 werden die zuvor beflammten Behälter 2 im Kühltunnel 13 auf eine für den Direktdruck geeignete Verarbeitungstemperatur abgekühlt. Hierbei und beim anschließenden Transport der Behälter 2 zur Direktdruckmaschine 3 befinden sich die Behälter 2 in einer auf geeignete Weise klimatisierten Umgebung. Die Kühlung im Kühltunnel 13 vermeidet vorrangig, dass es aufgrund zu hoher Temperaturen zu Problemen bei der Tintenbenetzung kommen kann.

In einem daran anschließenden vierten Schritt 25 wird die Tinte 5 einer Grundfarbe, in der Regel Weiß, durch die Tintenversorgung 4 bereitgestellt und von wenigstens einem Tintenstrahldruck kopf 6 auf den jeweiligen Behälter 2 aufgetragen.

Die Funktionen der am Behälterkarussell 7 umlaufenden Behandlungspositionen (mit individuell drehbaren Drehtellem für die Behälter 2), der Tintenversorgung 4 und von Druckköpfen 6 sind prinzipiell bekannt und daher an dieser Stelle nicht erläutert.

In einem daran anschließenden fünften Schritt 26 wird die zuvor aufgetragene Tinte 5 der Grund farbe durch UV-A-Bestrahlung auf die zuvor beschriebene Weise fixiert (zwischengehärtet).

In einem daran anschließenden sechsten Schritt 27 werden Tinten 5 von Farbkomponenten eines Farbmodells, beispielsweise die Farben CMYK, zur Herstellung eines Dekors / Druckbilds von den jeweils zugeordneten Tintenstrahldruckköpfen 6 sukzessive auf prinzipiell bekannte Weise aufgetragen.

In einem daran anschließenden siebten Schritt 28 werden sämtliche zuvor aufgetragenen Tinten 5 des Farbmodells gemeinsam durch UV-A-Bestrahlung fixiert (zwischengehärtet).

Daran anschließen kann sich ein optionaler achter Schritt 29, in dem ein Varnish auf die zuvor fixierten Tinten 5 aufgetragen wird.

In einem nachfolgenden neunten Schritt 30 wird die Endhärtung sämtlicher zuvor aufgetragener Tinten 5 und gegebenenfalls des Varnish gemeinsam durch UV-Bestrahlung fotoinitiiert.

Generell könnten der Prozessablauf nach dem sechsten Schritt vielfältig je nach Anwendungsfall modifiziert werden. Beispielsweise ist es denkbar, den neunten Schritt 30 in den siebten Schritt 28 zu integrieren, sodass dieser einen ersten Teilschritt 28a zum Zwischenhärten der Tinten 5 des Farbmodells und einen zweiten Teilschritt 28b zur Fotoinitiierung der Endhärtung sämtlicher zuvor aufgetragenen Tinten 5 umfassen kann. Auch könnte der achte Schritt 29 weggelassen werden oder nach der Endhärtung erfolgen. Diese Varianten sind abhängig von den Anforderun gen an den Direktdruck auf den jeweiligen Behältertyp, also beispielsweise abhängig von dessen Material und/oder Oberflächenbeschaffenheit.

Das Verfahren 21 umfasst schließlich einen abschließenden zehnten Schritt 31 zur im Wesentli chen bestrahlungslosen Nachhärtung der fotoinitiierten Endhärtung. Bei der Nachhärtung sind keine aktiven Maßnahmen zur vollständigen Durchhärtung des Aufdrucks nötig. Im Prinzip genügt es, die bedruckten Behälter 2 für einen vorgegebenen Zeitraum vor mechanischer Belastung der hergestellten Aufdrucke zu schützen.

Auch hinsichtlich der beschriebenen Bestrahlungsparameter und Kombination von Lichtquellen 8-10 sind verschiedenen Varianten denkbar. Falls beispielsweise die LED zum Zwischenhärten / Fixieren / Pinning keine ausreichend hohe Emissionsleistung für die Fotoinitiierung der Endhär tung liefert, bietet sich die Möglichkeit, eine separate UV-LED zum Zweck der Fotoinitiierung der Endhärtung zu integrieren.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass in den meisten Fällen eine UV-Lichtquelle 8, beispiels weise LED mit einer Wellenlänge von 395 nm, auch für die Fotoinitiierung der Endhärtung aus reichend ist. Dennoch kann eine Kombination von LED unterschiedlicher Wellenlängen / Spekt ralbereiche vorteilhaft sein. Zum Beispiel zeigt sich, dass in bestimmten Fällen eine Kombination von UV-B- und UV-C-LED vorteilhaft sein kann, um bereits unmittelbar nach dem Auftrag der Tinten 5 eine verbesserte Oberflächenhärte zu erzielen. Dies erleichtert die Handhabung der Be hälter 2 unmittelbar anschließend an den Direktdruck. Geeignet wäre beispielsweise eine Kom bination von Wellenlängen im Spektralbereich von 270-280 nm oder 360-370 nm zum einen und von 390-400 nm zum anderen. Auch eine Kombination mit einer UV-C-LED ist denkbar, die bei spielsweise im Bereich von 275 nm emittieret.

Experimentell wurde festgestellt, dass eine UV-A-Bestrahlung von 0,2-0, 4 J/cm ² zwar zu einer Härtung der Tinte 5 führt, diese aber unmittelbar nach der Bestrahlung meist noch nicht abriebfest ist. Eine Nachhärtung über 24 Stunden führte dann zu einer vollständig trockenen und durchge härteten Tinte 5 mit ausreichender Oberflächenhärte. Infolge höherer Werte der UV-A-Bestrah- lung, beispielsweise im Bereich von 0, 6-1 ,0 J/cm ² , konnte bereits unmittelbar anschließend eine ausreichend gute Vernetzung / Oberflächenhärte der Tinten 5 erzielt werden.

Verwendet man für dritte Lichtquelle 10 eine im UV emittierenden Hg-Dampflampe, so genügt schon eine geringere Bestrahlung, um eine ausreichende Aushärtung direkt nach der UV-Be- strahlung zu erzielen, beispielsweise eine Bestrahlung von 0,2-0, 3 J/cm ² . Hierbei spielt allerdings die jeweilige Schichtdicke der Tinten 5 eine Rolle, ebenso deren Zusammensetzung.

Dennoch bietet die Fotoinitiierung der kationischen Zwischenhärtung und Endhärtung mittels UV-A-Bestrahlung einen Vorteil gegenüber der Fotoinitiierung radikalischer UV-Tinten, die dann oftmals eine für die weitere Handhabung zu weiche Oberfläche aufweisen, insbesondere wegen eines dafür eigentlich nötigen UV-C-Anteils. Zudem erfordert die kationische Härtung eine deutlich geringere Menge an Fotoinitiatoren und ermöglicht durch das im Wesentlichen strahlungslose Nachhärten eine im Wesentlichen vollstän dige Durchhärtung und Reaktion der einzelnen Komponenten, im Gegensatz zu der oftmals im Endergebnis unvollständigen radikalischen Polymerisation.

Die mittels UV-Bestrahlung fotoinitiierte Endhärtung der kationisch härtenden Tinten 5 kann je nach Weiterverarbeitung der Behälter 2 und deren Ausgestaltung relativ flexibel angepasst wer den.

Idealerweise sind die Behälter 2 so ausgebildet, dass sich die bedruckten Flächen einzelner Be hälter 2 beim Transport gegenseitig nicht berühren können.

Wie die Figur 3 schematisch andeutet, weist der Behälter 2 beispielsweise eine Behälterkörper 2a aus Glas mit wenigstens einem Reibrand 2b (Scheuerrand) auf, der nach außen hin gegen über einer wie beschrieben bedruckten Fläche 2c des Behälterkörpers 2a in prinzipiell bekannter Weise übersteht.

Schematisch dargestellt ist ferner ein mittels des zuvor beschriebenen Verfahrens 21 / mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung 1 auf dem Behälter2 hergestellter Tintenstrahlaufdruck 22. Die ser besteht im Wesentlichen aus im Tintenstrahldruckverfahren direkt auf den Behälter 2 aufge tragenen kationisch härtenden Tinten 5 in Form wie beschrieben angetrockneter / gehärteter Tin te ntropfen.

Denkbar ist in Kombination oder anstelle von Behältern 2 mit Reibrändern 2b (Scheuerrändern) ein Transport, bei dem sich die Behälter 2 gegenseitig nicht berühren.

Sollten weder Reibränder 2b noch berührungslose Transportverfahren in Frage kommen, so kann gegebenenfalls die UV-Bestrahlung zur Fotoinitiierung der Endhärtung so verstärkt werden, dass auch bei einer herkömmlichen (für sich genommen keinen besonderen mechanischen Schutz bietenden) Handhabung und/oder Ausgestaltung der Behälter 2 eine ausreichende mechanische Widerstandsfähigkeit des Tintenstrahlaufdrucks 22 bis zu dessen vollständiger Durchhärtung ge geben ist.

Auch ist es denkbar, die bedruckten Behälter 2 durch abschließendes Aufsprühen einer Schutz schicht, beispielsweise aus Polyethylenwachs, zu schützen.

Gegenüber bekannten Direktdruckverfahren zum Bedrucken von Behältern in Abfüllanlagen re duziert der Einsatz kationisch härtender Tinten 5 den apparativen und prozesstechnischen Auf wand. Beispielsweise entfallen zusätzliche Stationen für Haftvermittler / Primer, dem zugeordnete Trockentunnel und UV-Tunnel. Dies spart Platz und reduziert den Aufwand für Ressourcen wie Verbrauchsmaterial und Energiekosten.

Tintenführende Komponenten der Direktdruckmaschine 3, wie beispielsweise die Druckköpfe 6, können gegenüber vagabundierender UV-Strahlung auf prinzipiell bekannte Weise in Anlehnung an bekannte Direktdruckverfahren abgeschirmt werden.

Das beschriebene Verfahren bietet unter anderem die folgenden Vorteile gegenüber bekannten Verfahren auf der Basis radikalisch polymerisierender Tinten: deutlich verschlankte Prozesse und dadurch geringere Anschaffungs- und Instandhaltungskosten; weniger Platzbedarf und geringere Betriebskosten; geringerer Energiebedarf unter anderem durch Weglassen ansonsten benötigter UV-Strahler; Primer sind entbehrlich, und zugehörige Lösemittel, wie beispielsweise Alkohol, kön nen nicht mehr verdampfen; Beschleunigung des Prozessablaufs; erhöhte Produktsicherheit (Konformität) gemäß den Anforderungen für die Lebensmittelherstellung; geringer Restgeruch der kationisch härtenden Tinten nach ihrer Vernetzung; und insgesamt bessere (vollständige) Durchhärtung der Tinten auch weitgehend unabhängig von der eingesetzten Bestrahlung, da nur ein Mindestwert der Bestrahlung (eine Mindestdosis) eingehalten werden muss.