BE1025711A1 - Glazen container omvattend een door inkjet afgedrukte afbeelding en een werkwijze voor het produceren ervan - Google Patents

Abstract

De onderhavige uitvinding is gericht op een werkwijze voor het inkjetafdrukken van een afbeelding op een glazen container omvattend de stappen van: a) het produceren van een glazen container omvattend een CEC-laag; b) het verwijderen van ten minste een deel van de CEC-laag tot een niveau waarop de overblijvende CEC- laag een dikte heeft van minder dan 20nm door de CEC uit de glazen container te wassen met een waterige oplossing bevattend oppervlakteactieve stof, te spoelen met water en het water uit de container te blazen door middel van een luchtstroom onder druk, c) het inkjetafdrukken van een afbeelding op de glazen container.

Description

Glazen container omvattend een door inkjet afgedrukte afbeelding en een werkwijze voor het produceren ervan

Gebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op glazen containers, meer specifiek glazen flessen, gedecoreerd met afgedrukte afbeeldingen op het glasoppervlak. Verder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het produceren van dergelijke glazen containers.

Achtergrond van de uitvinding

Het is in het vakgebied algemeen bekend dat drankflessen een gladde en beschermende transparante coating, de zogenaamde cold-end coating (CEC), hebben op het buitenoppervlak. Dergelijke CEC voorkomt dat de glazen container wordt gekrast en beschermt deze in een schurende of bijtende omgeving. De CEC, kenmerkend een polyethyleenwas, zorgt ervoor dat het glasoppervlak glad wordt. De resulterende lage wrijvingscoëfficiënt vermindert de krachten tijdens fles-tegen-fles contact bij fleslijnen en transport. Flessen die op deze manier zijn gecoat bewegen vrij door inspectie- en vullijnen en ondervinden minder schade aan het oppervlak. Een beschadigd oppervlak ziet er slecht uit voor de consument en verzwakt het glas, dat vaak resulteer in vroegtijdig breken. Daarnaast kan, in de plaats van een verhoging in barstdruk te aanvaarden, de fles lichter worden gemaakt terwijl deze nog steeds zijn sterkte behoudt.

Vandaag de dag wordt bij het produceren van glazen containers een coating aangebracht in twee

BE2018/5162 stappen teneinde krasbestendigheid en gladheid van de glazen containers te verkrijgen. In de eerste stap wordt de zogenaamde hot-end coating (HEC) aangebracht door middel van chemische dampafzetting (CVD) van een metaalbevattende verbinding op de nieuw gevormde, hete en in een enkele of dubbele lijn gepositioneerde glazen containers. Een dergelijke HEC is gebaseerd op een coatingprecursor die tin, titanium, andere door warmte ontleedbare metalen of organometalen verbindingen omvat. Deze applicatie gebeurt in een zogenaamde coatingtunnel of coatingkap waar de HEC wordt aangebracht door chemische dampafzetting voor het vormen van een dunne laag metaaloxide, bijvoorbeeld tinoxide. De bedoeling is het coaten van de buitenkant van de glazen container met een homogene gelijke laag, behalve voor de zogenaamde eindlaag. Doordat dit gebeurt in dampfase en op in een enkele lijn getransporteerde glazen containers kan gemakkelijk een relatief homogene verdeling worden verkregen. De dunne laag metaaloxide, vaak tinoxide, vormt de basis voor de tweede coating, de zogenaamde cold-end coating (CEC) . Na het aanbrengen van de HEC worden de glazen containers gewoonlijk door een speciaal type van oven gevoerd, ook een uitgloeiingsoven genoemd. Deze laatste is specifiek ontworpen voor het uitgloeien van glas en om de containers op een beheerste manier af te koelen. Het glas wordt verwarmd tot de ontspanningstemperatuur en vervolgens langzaam afgekoeld. Dit proces verlicht de interne spanningen, wat het glas meer duurzaam maakt.

In een volgende processtap, kunnen, conventioneel, decoratieve coatings worden aangebracht

BE2018/5162 zoals bijvoorbeeld in WO9962645, waarin een uithardbare polymeriseerbare coating op het glasoppervlak wordt gespoten nadat de CEC is verwijderd om adhesie van de spuitbekleding op het glasoppervlak te verbeteren. De uitgeharde coating kan worden gebruikt als een oppervlak voor zeefdrukken.

Tegenwoordig, worden afbeeldingen van het logo, ingrediënten, enz. die overeenkomen met de inhoud van de fles kenmerkend afgedrukt op de CEC, bv. door zeefdrukken.

Een belangrijk probleem is echter dat in alle industrieën, meer specifiek de verpakkingsindustrie, afdrukken steeds verder gaat in de richting van digitalisatie met grotere snelheid, kwaliteit, flexibiliteit en efficiëntie. Spijtig genoeg is zeefdruk geen digitale afdruktechniek, zoals bijvoorbeeld inkjetafdrukken dat wel is. Ook offset- en flexografische afdrukystemen worden steeds meer vervangen door afdrukapplicaties door industriële inkjetafdrukystemen door hun flexibiliteit in gebruik, bv. variabele gegevens-afdrukken, en door hun verbeterde betrouwbaarheid, wat hun opname in productielijnen mogelijk maakt.

Bij inkjetafdrukkken worden kleine druppeltjes inktfluidum rechtstreeks op een inkt-ontvangend oppervlak geprojecteerd zonder fysiek contact tussen het printapparaat en de inktontvanger. Het printapparaat slaat de printgegevens elektronisch op en regelt een mechanisme voor het beeldgewijs uitdrijven van de druppels. Afdrukken wordt bewerkstelligd door het

BE2018/5162 bewegen van een printkop over de inktontvanger of vice versa, of beide.

Bij het stralen van de inkjetinkt op een inktontvanger omvat de inkt kenmerkend een vloeibare draagstof en kleurstoffen een of meer vaste stoffen, zoals of pigmenten en polymeren.

Inktsamenstellingen waterbasis, penetratie de droging waarbij de kunnen ruwweg worden verdeeld in: op waarbij het droogmechanisme absorptie, en uitdamping omvat; op solventbasis, waarbij voornamelijk uitdamping omvat; op oliebasis, droging absorptie en penetratie omvat; hete smelt of faseverandering, waarbij de inkt vloeibaar is bij de ejectietemperatuur maar vast bij kamertemperatuur en waarbij droging wordt vervangen door uitharding; en energie-uithardbaar, waarbij droging wordt vervangen door polymerisatie geïnduceerd door blootstelling van de inkt aan een stralings- of thermische energiebron.

De eerste drie types van inktsamenstellingen zijn meer geschikt voor een absorberend ontvangstmedium, terwijl hete smelt-inkten en door energie uithardbare inkten ook kunnen worden afgedrukt op niet-absorberende inktontvangers. Door de thermische vereisten die worden gesteld door hete smelt-inkten op de substraten hebben vooral door straling uithardbare inkten de interesse van de verpakkingsindustrie gewekt.

Het inkjetafdrukken op glazen containers die een CEC nodig hebben tijdens productie om de hoger vermelde redenen, zoals flessen, heeft aangetoond nog steeds moeilijk te zijn en te resulteren in slechte beeldkwaliteit van de afdrukken.

BE2018/5162

Als gevolg daarvan blijft er nood aan geoptimaliseerde inkjetprintwerkwijzen voor glazen containers die een CEC nodig hebben, vooral bij processen met hoge snelheid, zoals lijnen voor het op flessen trekken van drank.

Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding is gericht op een werkwijze voor het inkjetafdrukken van een afbeelding op een glazen container omvattend de stappen van:

a) het produceren van een glazen container omvattend een CEC-laag;

b) het verwijderen van ten minste een deel van de CEC-laag tot een niveau waarop de overblijvende CEClaag een dikte heeft van minder dan 20 nm door de CEC uit de glazen container te wassen met een waterige oplossing bevattend oppervlakteactieve stof, te spoelen met water en het water uit de container te blazen door middel van een luchtstroom onder druk,

c) het inkjetafdrukken van een afbeelding op de glazen container.

Bovendien, is de onderhavige uitvinding gericht op een glazen container vervaardigd door een dergelijke werkwijze.

Uitgebreide beschrijving van de uitvinding

Het wordt nu erkend dat de reden waarom inkjetafdrukken op glazen containers die een CEC nodig hebben nog steeds moeilijk blijkt en resulteert in slechte beeldkwaliteit van de afdrukken de volgende zijn:

In de eerste plaats, gaat men ervan uit dat, zonder gebonden te zijn door theorie, de CEC de binding

BE2018/5162 van inkjetinkten en de adhesie aan het glasoppervlak kan beïnvloeden.

In de tweede plaats gebeurt, doordat de containers in meerdere rijen gepositioneerd zijn na het verlaten van de koeloven, het aanbrengen van CEC door een spuitpistool of pistolen die parallel bewegen tussen de respectieve rijen van de containers, gepositioneerd boven of vlak tussen de rijen op schouderhoogte van de containers. Dergelijke spuitpatronen leiden automatisch tot een niet-homogene verdeling van coatingmateriaal.

Hoewel WO2013167558 een verbeterde werkwijze beschrijft voor het aanbrengen van een CEC geïntegreerd in het productieproces voor glazen containers, kan de hierin geopenbaarde werkwijze alleen worden uitgevoerd in een transportbandconfiguratie met een enkele lijn en niet in een traditionele en algemeen gebruikte massatransportbandconfiguratie met meerdere rijen.

Ten derde is, voor een goed uitdrijvend vermogen en snelle inkjetafdrukken, de viscositeit van de inkjetinkten kenmerkend veel lager dan bv. bij zeefdrukinkten. Zonder gebonden te willen zijn door theorie vertoont lagere viscositeit van de inkjetinkt grotere mobiliteit op een oppervlak dat moet worden bedrukt en grotere afhankelijkheid van de homogeniteit van het oppervlak.

De slechte beeldkwaliteit van de afdrukken kan dus een resultaat zijn van de hoge mobiliteit van de lager-viskeuze inkjetinkten vóór verharding door, bv., uitdamping en/of polymerisatie, en de niet-homogene verdeling van CEC-materiaal zoals hierboven beschreven. D.w.z. de lager-viskeuze en mobiele inkjetinktdruppels hebben de neiging nat te

BE2018/5162 maken en te bewegen naar de oppervlaktegebieden met een hogere oppervlakte-energie, dat resulteert in afdrukdefecten.

Er werd zo onverwacht vastgesteld dat door het verwijderen van ten minste een gedeelte van de CEC-laag van het glassubstraat tot een niveau waarop de resterende CEC-laag een dikte heeft van 0 tot 20 nm, of in hoofdzaak volledig is verwijderd, adhesie evenals afdrukkwaliteit van de afdrukken, bv. kleurafwijkingen en resolutie significant is verbeterd in vergelijking met afdrukkwaliteit op een glassubstraat waarvan de CEC niet ten minste gedeeltelijk werd verwijderd. Zonder gebonden te willen zijn door theorie is de veronderstelde reden voor een verbeterde afdrukkwaliteit dat door het verwijderen van ten minste een gedeelte van de CEC-laag tot een niveau waarbij de resterende CEClaag een dikte heeft van 0 tot 20 nm, de homogeniteit van het oppervlak is toegenomen en resulteert in een verminderde neiging van de mobiele en laag-viskeuze inkjetinkten om op het oppervlak te bewegen alvorens te zijn uitgehard.

In	een eerste	uitvoeringsvorm, verschaft	de
onderhavige	uitvinding	een	glazen container	met	een
buitenste glasoppervlak	met	een door inkjet	afgedrukte
afbeelding	aangebracht	op	genoemd oppervlak,	met	het

kenmerk dat de glazen container een interne barstdruk heeft van ten minste 7 bar, doordat geen CEC, of een CEC met een dikte van minder dan 20 nm aanwezig is tussen het buitenste glasoppervlak en de door inkjet afgedrukte afbeelding. Een dikte van 0 tot 20 nm komt overeen met enkele monolagen of minder. Bij voorkeur, is de dikte

BE2018/5162 van de CEC tussen 0 en 10 nm, en met een grotere voorkeur tussen 0 en 5 nm, en met de meeste voorkeur wordt de CEC volledig verwijderd.

Zoals hierboven uitgelegd, biedt een CEC verhoogde krasbescherming en verbetert deze duurzaamheid, uiterlijk, en inwendige barstdruk van de glazen container. Door het afdrukken op glazen containers die een CEC hadden tijdens processtappen voorafgaand aan het afdrukken en verwijderen van die CEC, of een deel ervan, vlak voor de afdruktap, wordt een glazen container verkregen die, na te zijn blootgesteld aan de afdruktap, nog steeds een interne barstdruk heeft van minimaal 7 bar, of minimaal 8 bar, of minimaal 9 bar.

Verder kan een uitvoeringsvorm worden verschaft waarbij een HEC aanwezig kan zijn tussen het buitenste glasoppervlak en de CEC of tussen het buitenste glasoppervlak en de door inkjet afgedrukte afbeelding. In het laatste geval, is CEC verwijderd en heeft deze een dikte van 0 nm of nagenoeg 0 nm.

Zonder gebonden te zijn door theorie kan de excellente afdrukkwaliteit op substraten waarin een HEC aanwezig is tussen het buitenste glasoppervlak en de door inkjet afgedrukte afbeelding worden verklaard door de homogene verdeling van de HEC doordat de HEC gewoonlijk wordt aangebracht in dampfase en op glazen containers die in één lijn worden getransporteerd, zoals hierboven uiteengezet.

De HEC omvat kenmerkend een metaaloxidelaag, kenmerkend een laag van 5 tot 20 nm. Meer specifiek kan genoemd metaaloxide in de metaaloxidelaag worden gekozen

BE2018/5162 uit de groep omvattend: tinoxide, titaniumoxide, zirkoniumoxide en/of combinaties daarvan, zoals beschreven in US 3952118 en US 489816.

In een specifieke uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding kan de metaaloxidelaag van de HEC een tinoxide zijn verkregen van monobutyltinchloride (MBTC) als precursor.

Kenmerkende voorbeelden van CECs aangebracht op glazen containers kunnen op polyethyleen, op gedeeltelijk geoxideerd polyethyleen, op polyglycolen, op oleinezuur of op stearaat gebaseerde coatings zijn.

In een uitvoeringsvorm van een glazen container van de onderhavige uitvinding kan de CEC ten minste gedeeltelijk in water oplosbaar zijn tussen 20 en 90 °C, bij voorkeur bij 40 °C. Naast voordelen bij de productie van door inkjet afgedrukte glazen containers, zoals verder in deze tekst zal worden uiteengezet, kan een ten minste gedeeltelijk in water oplosbare CEC voordelig zijn voor het recycleren van glazen wegwerpcontainers doordat deze ten minste gedeeltelijk kan worden verwijderd door spoelen met water tussen 20 en 90 °C, bij voorkeur bij 40 °C.

In de context van de onderhavige uitvinding, dient de CEC die ten minste gedeeltelijk in water oplosbaar is te worden geïnterpreteerd als de CEC die ten minste gedeeltelijk wordt verwijderd door technisch water, leidingwater, gezuiverd water of gedistilleerd water, zodat de sliphoek van de fles verhoogt met ten minste 6° na het spoelen ten opzichte van voor het spoelen. Sliphoeken worden bepaald door één fles bovenop twee horizontale flessen van hetzelfde type, in

BE2018/5162 lijncontact, te plaatsen. De kantelhoek wordt verhoogd onder een bepaalde snelheid en de kantelhoek waaronder de bovenste fles begint weg te glijden wordt de sliphoek genoemd. Een sliphoek kan een waarde hebben van meer dan 30° tot minder dan 10°.

Meer specifiek kan de ten minste gedeeltelijk in water oplosbare CEC gebaseerd zijn op vetzuur, bij voorkeur gebaseerd zijn op stearaat. In een andere specifieke voorkeursuitvoeringsvorm kan de ten minste gedeeltelijk in water oplosbare CEC gebaseerd zijn op polyethyleenglycol.

In een voorkeursuitvoeringsvorm, kan de CEC in water onoplosbaar zijn. In water onoplosbare CEC wordt bij voorkeur gebruikt voor glazen containers omdat deze bestand is tegen werktemperaturen boven 80 °C. Glazen containers die onderhevig zijn aan heet vullen en die containers die zijn gepasteuriseerd of gesteriliseerd, hebben een hoge-temperatuur coatingprestatie nodig. Omdat, bovendien in water onoplosbare CEC niet wordt verwijderd door spoelen tijdens containerspoelcycli, kan de productiviteit van de vullijn worden verhoogd door overcoating te elimineren.

In de context van de onderhavige uitvinding, wordt onder een in water onoplosbare CEC verstaan een CEC die niet kan worden verdund noch verwijderd door technisch water, leidingwater, gezuiverd water of gedestilleerd water. Dientengevolge, zal de sliphoek van de fles na het spoelen niet toenemen ten opzichte van vóór het spoelen.

In het bijzonder, kan de in water onoplosbare CEC zijn gebaseerd op polyetheen, gebaseerd op

BE2018/5162 geoxideerd polyetheen, gebaseerd op polypropyleenglycol, of gebaseerd op oliezuur.

In een andere uitvoeringsvorm van een glazen container van de onderhavige uitvinding kan de CEC ten minste gedeeltelijk geoxideerd zijn door vlam-, corona-, of plasmabehandeling. Het is bekend in het vakgebied dat organische zeefdrukinkten zich niet goed hechten aan glazen containers die werden behandeld met CEC, en dat vlam-, corona- of plasma-energie aan de glazen containers kan worden aangebracht teneinde betere adhesie van een organische coating (bv. een inkjetinkt) daarop te verkrijgen.

Verder kan een glazen container volgens de onderhavige uitvinding een silicium-bevattende laag omvatten, bij voorkeur een siliciumdioxide-bevattende laag (bv. pyrosil), tussen de CEC en de door inkjet afgedrukte afbeelding. Een dergelijke siliciumbevattende laag verschaft verbeterde bindingsplaatsen voor de door inkjet afgedrukte la(a)g(en). Verder kunnen ze resulteren in een ruw nanoporeus materiaaloppervlak voor verhoogde adhesie en een oppervlak met een hogere oppervlakte-energie. Het kan, bijvoorbeeld, worden afgezet door vlampyrolyse. Precursoren kunnen worden geleverd als een damp, een geatomiseerde vloeistof, een geatomiseerde oplossing, en/of dergelijke.

Er kan een primerlaag aanwezig zijn tussen het buitenste glasoppervlak en de door inkjet afgedrukte afbeelding teneinde adhesie van de inkt, d.w.z. op de CEC of op de HEC, of op een siliciumoxide-bevattende laag (bv. pyrosil) te verbeteren. Een dergelijke primer kan worden gepigmenteerd, wit of transparant, en kan een

BE2018/5162 adhesiebevorderaar omvatten. Een dergelijke primer kan ook worden geoxideerd door vlam-, corona-, of plasmabehandeling om adhesie van de inkjetinkt te verbeteren. Een wit gepigmenteerde primer, kenmerkend bevattende bv. titaniumdioxide, wordt bij voorkeur gebruikt voor het versterken van het contrast en de levendigheid van kleureninkten afgedrukt op een geprimed substraat. Dit is vooral effectief wanneer het substraat transparant is. Meer specifiek kan de primer een radicale reactieve groeprest zoals een thiolgroep, een aminegroep, of een ethylenisch onverzadigde groep zoals een vinylether, een vinylester, een acrylamide, een methacrylamide, een styril, of bij voorkeur een allyl, een acrylaat, of een methacrylaat omvatten.

De door inkjet afgedrukte afbeelding op een glazen container volgens de onderhavige uitvinding kan een of meer lagen inkt omvatten, bij voorkeur door energie uitgeharde inkt, d.w.z. de inkt kan op elke geschikte manier worden uitgehard, bijvoorbeeld door straling uitgehard door elk geschikt type van straling zoals, bijvoorbeeld, ultraviolet, elekronenstraal, of dergelijke, of thermisch uitgehard in een convectieoven, infraroodlampen, of dergelijke, of een combinatie van zowel stralings- als thermische energie.

Op de door inkjet afgedrukte glazen container kan een beschermlaag en/of een heldere coating worden aangebracht voor het beschermen van de afbeelding en/of het verkrijgen van een meer glanzende of matte impressie (of een ander optisch effect).

De door inkjet afgedrukte afbeelding kan een printresolutie hebben van ten minste 300 dpi.

BE2018/5162

Na het afdrukken kan een wrijvingscoëfficiëntverminderende coating worden aangebracht op de volledige glazen container.

Een glazen container volgens de onderhavige uitvinding kan een glazen fles, bij voorkeur een drankfles en met de meeste voorkeur een wegwerpfles zijn. Een herbruikbare glazen container die na gebruik wordt blootgesteld aan bijtende spoelmiddelen zou na een beperkt aantal spoelingen na terugbrengst geen HEC meer vertonen.

Verder kan een glazen container volgens de onderhavige uitvinding bij voorkeur een cilindervormige fles zijn.

In een verdere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding kan een glazen container worden verschaft met een buitenste glasoppervlak met een door inkjet afgedrukte afbeelding aangebracht op genoemd oppervlak en omvattend een CEC met een dikte tussen 0 en 20 nm aanwezig tussen het buitenste glasoppervlak en de door inkjet afgedrukte afbeelding, en waarbij ten minste een gedeelte van het niet-bedrukte gebied een wrijvingsverminderende coating omvat.

In een andere uitvoeringsvorm van een glazen container waarbij ten minste een gedeelte van het nietafgedrukte gebied een wrijvingsverminderende coating omvat, kan er geen CEC aanwezig zijn tussen het buitenste glasoppervlak en de afgedrukte afbeelding. In dit geval, is CEC afwezig of nagenoeg volledig verwijderd door wassen met een waterige oplossing met oppervlakteactieve stof en heeft deze een dikte van 0 nm of nagenoeg 0 nm.

BE2018/5162

Een wrijvingsverminderende coating verschaft verhoogde krasbescherming en verbetert de duurzaamheid, het uiterlijk en de inwendige barstdruk van de glazen container. Doordat, om kwalitatief af te drukken op glazen containers die een CEC hadden tijdens processtappen die het afdrukken voorafgaan, de CEC volledig is verwijderd, of ten minste tot een niveau tussen 0 en 20 nm, kan een glazen container voorzien van een wrijvingsverminderende coating op ten minste een gedeelte van het niet-bedrukte gebied zijn duurzaamheid, uiterlijk en een inwendige barstdruk van ten minste

7 bar, of ten minste 8	bar, of	ten	minste	9 bar
behouden.
Een dergelijke	glazen	container	kan een
sliphoek hebben van 6 tot	10, of	zelfs	tot	20	graden

minder in vergelijking met glazen flessen die geen wrijvingsverminderende coating hebben op ten minste een gedeelte van het niet-bedrukte gebied.

De wrijvingsverminderende coating kan worden aangebracht uit een op water gebaseerde precursor. Bij voorkeur een op polyethyleen gebaseerde, op polyglycol gebaseerde, op oliezuur gebaseerde of op stearaat gebaseerde, op vetzuur gebaseerde, op vetzuurester gebaseerde, of op oliezuurester gebaseerde, en met de meeste voorkeur een op gedeeltelijk geoxideerd polyethyleen gebaseerde precursor.

De wrijvingsverminderende coating kan ook op silicone gebaseerde componenten zoals polydimethylsiloxaan omvatten.

De wrijvingsverminderende coating kan ook vernetbare verbindingen omvatten. Een voorbeeld van

BE2018/5162 vernetbare wrijvingsverminderende componenten zijn oppervlakteactieve ge(meth)acryleerde siliconen. Te verkiezen commercieel verkrijgbare oppervlakteactieve ge(meth)acryleerde siliconen omvatten: Ebecryl™ 350 , een siliconediacrylaat van Cytec; het polyethergemodificeerde geacryleerde polydimethylsiloxaan BYK™ UV3500 en BYKT™ UV3530, het polyester-gemodificeerde geacryleerde polydimethylsiloxaan BYK™ UV3570, allen geproduceerd door BYK Chemie; Tego™ Rad 2100, Tego™ Rad 2200N, Tego™ Rad 2250N, Tego™ Rad 2300, Tego™ Rad 2500, Tego™ Rad 2600, en Tego™ Rad 2700, Tego™ RC711 van EVONIK; Silaplane™ EM7711, Silaplane™ EM7721, Silaplane™ EM7731, Silaplane™ EM0711, Silaplane™ EM0721, Silaplane™ EM0725, Silaplane™ TM0701, Silaplane™ TM0701T allen geproduceerd door Chisso Corporation; en DMS-R05, DMSRH, DMS-R18, DMS-R22, DMS-R31, DMS-U21, DBE-U22, SIB1400, RMS-044, RMS-033, RMS-083, UMS-182, UMS-992, UCS-052, RTT-1011 en UTT-1012 allen geproduceerd door Gelest, Inc.

De wrijvingsverminderende coating kan alternatief een kleurloze inktsamenstelling omvatten die een wrijvingsverminderende verbinding omvat.

In een verdere uitvoeringsvorm kan, naast een wrijvingsverminderende coating op ten minste een gedeelte van het niet-bedrukte gebied, ook de inkjetinkt van de afgedrukte afbeelding een wrijvingsverminderende verbinding omvatten.

In een bijkomend aspect van de onderhavige uitvinding wordt een uitvoeringsvorm verschaft door een werkwijze voor het inkjetafdrukken van een afbeelding op een glazen container omvattend de stappen van:

BE2018/5162

a) het produceren van een glazen container omvattend een CEC-laag;

b) het verwijderen van ten minste een deel van de CEC-laag tot een niveau waarop de overblijvende CEClaag een dikte heeft van minder dan 20 nm door de CEC uit de glazen container te wassen met een waterige oplossing bevattend oppervlakteactieve stof, te spoelen met water en het water uit de container te blazen door middel van een luchtstroom onder druk,

c) het inkjetafdrukken van een afbeelding op de glazen container.

De CEC kan in water oplosbaar, of ten minste gedeeltelijk in water oplosbaar zijn. Echter, zoals eerder uitgelegd in deze tekst, kan de CEC-laag, bij voorkeur, een in water onoplosbare CEC zijn.

Het verwijderen van de CEC tot een niveau waarin de resterende CEC een dikte heeft van 0 tot 20 nm CEC is equivalent aan enkele monolagen of minder. Bij voorkeur, is de dikte van de resterende CEC tussen 0 en 10 nm, en met een grotere voorkeur tussen 0 en 5 nm en met nog meer voorkeur in hoofdzaak 0 nm

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, kan de CEC ten minste gedeeltelij k worden verwijderd door te wassen met een waterige oplossing die een detergens bevat, waarbij voornoemd detergens een oppervlakteactieve stof of een mengsel van oppervlakteactieve stoffen bevat.

Afhankelijk van de duur en de temperatuur van het wassen, kan het niveau van resterende CEC dan worden gevarieerd of geoptimaliseerd van minder dan 20 nm tot twee of een monolagen, of tot een niveau waarbij alleen

BE2018/5162 afzonderlijke sporen achterblijven op het oppervlak, of tot volledige verwijdering.

Een oppervlakteactieve stof of een detergens bevattend een oppervlakteactieve stof of een mengsel van oppervlakteactieve stoffen gebruikt in de onderhavige uitvinding kan anionisch, niet-ionisch, zwitterionisch, amfolytisch en kationisch zijn, en mengsels daarvan.

De waterige oplossing kan verder een antischuimmiddel omvatten.

In een specifieke uitvoeringsvorm van een werkwijze van de onderhavige uitvinding, kan wassen van de CEC voor het ten minste gedeeltelijk verwijderen ervan uit de glazen container worden uitgevoerd bij een temperatuur van ten minste 70 °C, bij voorkeur ten minste 80 °C. De duur en de temperatuur van het wassen kunnen variëren afhankelijk van het verwijderingsniveau van de CEC.

Na wassen en spoelen met water, kan de gespoelde glazen container worden gedroogd door het verwijderen van water in een hoofdzakelijk vloeibare fase, bijvoorbeeld door wegblazen van de waterdruppels of door centrifugeren van de flessen. Er werd onverwacht vastgesteld dat door het actief verwijderen van water in vloeibare toestand (d.w.z. het vermijden van drogen), de adhesie evenals de afdrukkwaliteit van de afdrukken, bijv. kleurafwijkingen en resolutie, significant is verbeterd in vergelijking met afdrukkwaliteit op een glassubstraat waarvan de CEC ten minste gedeeltelijk werd verwijderd door wassen en spoelen, en vervolgens werd gedroogd. Zonder aan enige theorie gebonden te zijn, is de veronderstelde reden dat watervlekken die na

BE2018/5162 droging achterblijven de neiging kunnen doen toenemen van de mobiele en lager viskeuze inkjetinkten om vóór het stollen op het oppervlak te bewegen.

Bij voorkeur, wordt water uit het oppervlak van de container geblazen door middel van een onder druk staande luchtstroom, met de meeste voorkeur een laminaire stroming van perslucht.

Voor het blazen van water (druppels) uit een gespoelde glazen container, kunnen luchtspruitstukken worden gebruikt die bestaan uit een gesloten buisdeel dat is verbonden met een luchttoevoer. Er zijn kleine openingen voorzien langs de lengte van de buis. Lucht stroomt door de openingen en wordt gericht op de flessen of blikken in een poging om de spoelvloeistof af te blazen. Er kunnen ook vlakke luchtmondstukken worden gebruikt, die in feite ook een gesloten buisdeel zijn, maar de kleine openingen zijn vervangen door een aantal platte mondstukken.

Om redenen van geluidsvermindering, en energieverbruik, kunnen bij verhoogde efficiëntie, verminderd lucht- en voorkeur luchtmessen (ook luchtbladen genoemd) worden gebruikt, of een luchtmessamenstel bestaande uit ten minste één en bij voorkeur twee of meer luchtmessen.

Een industrieel luchtmes is een drukluchtplenum met een reeks openingen of doorlopende gleuven waardoor lucht onder druk in een dunne lijn in een laminair stromingspatroon naar buiten komt. De luchtafvoersnelheid creëert vervolgens een botsingsluchtsnelheid op het oppervlak van de fles. De dunne luchtlijn kan nauwkeurig worden gepositioneerd met

BE2018/5162 betrekking tot spoed-, rol- en gierhoeken om de flessen nauwkeurig te raken wanneer ze voor het mes passeren om een gebied te ontwateren waar het afdrukken moet plaatsvinden.

De luchtmessen kunnen direct naast de inkjetprintkop worden gepositioneerd.

Bij voorkeur kan het luchtmes (of -messen) stroomopwaarts worden gepositioneerd van de positie waarop deze zich bevinden, en de lucht die daaruit wordt uitgestoten raakt de flessen voordat de flessen het luchtmes bereiken.

Verder, kan het luchtmes zodanig zijn gepositioneerd dat de lineaire luchtstroming het bovenste te ontwateren gebied raakt en het water naar beneden dwingt. Terwijl een fles naar de luchtmessen toe beweegt, blijft de toenemende luchtdruk de vloeistof naar beneden en uit de fles duwen.

In een specifieke uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding wordt de CEC verwijderd tot een niveau dat de sliphoek van de glazen fles met ten minste 6°, of ten minste 10°, of zelfs ten minste 20° verhoogt. Sliphoeken worden bepaald door één fles bovenop twee horizontale flessen van hetzelfde type, in lijncontact, te plaatsen. De kantelhoek wordt verhoogd onder een bepaalde snelheid en de kantelhoek waaronder de bovenste fles begint weg te glijden wordt de sliphoek genoemd. Een sliphoek kan een waarde hebben van meer dan 30° tot minder dan 10°.

Wanneer de CEC volledig is verwijderd, kan de HEC het oppervlak zijn waarop de afbeelding door inkjet wordt afgedrukt.

BE2018/5162

Alternatief wordt, in een uitvoeringsvorm volgens een onderhavige uitvinding, een werkwijze verschaft voor het inkjetafdrukken van een afbeelding op een glazen container, waarbij een primerlaag wordt aangebracht op de glazen container na ten minste gedeeltelijke verwijdering van de CEC en vóór het inkjetafdrukken van een afbeelding op de glazen container. Een dergelijke primer kan worden gepigmenteerd, wit of transparant, en kan een adhesiebevorderaar omvatten. Een dergelijke primer kan ook uithardbaar zijn door energie zodat de inkjetinkt op de natte primer kan worden gestraald, waarbij de inkjetinkt een viscositeit heeft die lager is dan de primerviscositeit, en waarbij de primer en de inkjetinkt gelijktijdig kunnen worden uitgehard door middel van energie. Een dergelijke primer kan worden gepigmenteerd, wit of transparant, en kan een adhesiebevorderaar omvatten. Een dergelijke primer kan ook worden geoxideerd door vlam-, corona-, of plasmabehandeling om adhesie van de inkjetinkt te verbeteren. Een wit gepigmenteerde primer, kenmerkend bevattende bv. titaniumdioxide, wordt bij voorkeur gebruikt voor het versterken van het contrast en de levendigheid van kleureninkten afgedrukt op een geprimed substraat. Dit is vooral effectief wanneer het substraat transparant is. Meer specifiek kan de primer een radicaal reactieve groeprest hebben zoals een thiolgroep, een aminegroep, of een ethylenisch onverzadigde groep zoals een vinylether, een vinylester, een acrylamide, een methacrylamide, een styril, of bij voorkeur een allyl, een acrylaat, of een methacrylaat.

BE2018/5162

De resterende CEC of, in geval van volledige verwijdering van CEC, de HEC van de primerlaag kan ten minste gedeeltelijk worden geoxideerd door vlam-, corona-, of plasmabehandeling teneinde de adhesie van de inkjetinkt daaraan te versterken.

In een verdere uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding kan, plasmabehandeling, een op voorkeur op siliciumdioxide na de vlam-, corona-, silicium gebaseerde, of bij gebaseerde (bv. pyrosil) laag worden aangebracht op de silicium gebaseerde laag kan glazen container. Deze dus worden aangebracht ten minste gedeeltelijk geoxideerde ten minste gedeeltelijk geoxideerde minste gedeeltelijk inkjetafdrukken van silicium-bevattende bindingsplaatsen voor ze resulteren in een op op geoxideerde resterende CEC,

HEC, of op een op ten primer vóór het de afbeelding. Een dergelij ke laag verschaft verbeterde de inkjetla(a)g(en). Verder kunnen ruw voor verhoogde adhesie en oppervlakte-energie. Het afgezet door geleverd als geatomiseerde nanoporeus materiaaloppervlak een oppervlak met een kan, bijvoorbeeld, hogere worden vlampyrolyse.

een damp, een

Precursoren kunnen worden geatomiseerde vloeistof, een oplossing, en/of dergelijke.

Glazen containers die geproduceerd worden volgens de worden dus afbeelding werkwij gevuld daarop inkjetprinter te de gevulde glazen

In de inkj et-printkop ze van de na het teneinde onderhavige uitvinding inkjetafdrukken van beschadiging van de de voorkomen door container.

stap van het accidenteel barsten inkjetafdrukken kan heen en weer scannen in van de een

BE2018/5162 longitudinale richting over de bewegende glazen container, en de inkjet-printkop kan niet afdrukken op de weg terug. Bidirectioneel afdrukken kan echter worden gebruikt en kan de voorkeur verdienen voor het verkrijgen van een hoge gebied-doorvoer op grote glazen containers. Een andere te verkiezen afdrukwerkwijze kan ook in meerdere doorvoeren afdrukken maar in een dwarse richting (circulair rond de fles) . Bij deze werkwijze kan de relatieve positie van de fles ten opzichte van de printkop worden veranderd na elke doorvoer teneinde afbeeldingen af te drukken die groter zijn dan de grootte van één printkop. Dit maakt vasthechting van het afgedrukte kunstwerk noodzakelijk. Een andere variatie op deze werkwijze maakt gebruik van de relatieve beweging van de flessen ten opzichte van de printkop terwijl de verschillende doorvoeren worden afgedrukt: men verkrijgt spiraalvormige afdrukking over de fles. In dit laatste geval zijn vasthechtdefecten minder uitgesproken. Een andere te verkiezen afdrukwerkwijze kan een afdrukproces met enkelvoudige doorvoer zijn, dat kan worden uitgevoerd met behulp van brede inkjetprintkoppen of meerdere inkjet-printkoppen die de volledige breedte van de af te drukken afbeelding een afdrukproces met enkelvoudige doorvoer blijven de inkj et-printkoppen gewoonlijk stationair en wordt het substraatoppervlak getransporteerd onder de inkjetprintkoppen.

Inkjetprinttechnieken zoals gebruikt in de onderhavige uitvinding kunnen piëzo-elektrische inkjetprinting zijn, inkjetprinting van het continue

BE2018/5162 type en thermische, elektrostatische en akoestische druppel-op-aanvraag type.

Een te verkiezen straaltemperatuur is tussen 10 en 70 °C, met een grotere voorkeur tussen 20 en 60 °C, en met de meeste voorkeur tussen 25 en 45 °C.

Niet-uithardend oplosmiddel of inkjetinkten op basis van water kunnen worden gebruikt, maar bij voorkeur wordt door energie-uithardende inkjetinkt gebruikt. Door straling uithardbare inkjetinkt kan worden uitgehard door blootstelling aan actinische bestraling en/of door elektronenstraaluitharding. De bestralingsuitharding wordt bij voorkeur uitgevoerd door een algemene blootstelling aan actinische bestraling of door een algemene elektronenstraaluitharding. Thermisch uithardende inkjetinkt kan worden uitgehard door een convectie-oven, infraroodlampen, of dergelijke.

De uithardingsmiddelen kunnen worden opgesteld in combinatie met de printkop van de inkjetprinter en zich daarmee samen bewegen zodat de inkjetinkt zeer kort na het uitstoten wordt blootgesteld aan uithardende energie. In een dergelijke opstelling kan het moeilijk zijn om een energiebron te verschaffen die klein genoeg is om te worden verbonden aan en samen te bewegen met de printkop. Daarom kan een statisch gefixeerde energiebron worden aangewend, bv. een bron van uithardend UV-licht, verbonden met de stralingsbron door middel van flexibele stralingsgeleidende middelen zoals een optische vezelbundel of een inwendig reflecterende flexibele buis. Alternatief kan de actinische bestraling worden aangebracht vanuit een vaste bron naar de printkop door

BE2018/5162 een opstelling van spiegels inclusief een spiegel op de printkop.

De stralingsbron die gerangschikt is om niet te bewegen met de printkop kan ook een langwerpige stralingsbron zijn die zich dwars uitstrekt over de die moet/moeten worden uitgehard en grenzen aan de dwarse route van de printkop zodat de volgende rijen afbeeldingen gevormd door de printkop stapsgewijs of ononderbroken worden doorgevoerd onder die stralingsbron. De stralingsbron is bij voorkeur een ultraviolet-stralingsbron, zoals een hoge- of lage-druk kwiklamp die optioneel hellingselementen bevat, een koude kathodebuis, een blacklight, een ultraviolet-led, een ultravioletlaser of een knipperlicht.

Verder is het mogelijk om de door inkjet afgedrukte afbeelding uit te harden door, opeenvolgend of gelijktijdig, twee lichtbronnen van verschillende golflengte of lichtsterkte. Bijvoorbeeld, de eerste UVbron kan gekozen zijn om rijk te zijn aan UV-A, bv. een in gallium gedoopte lamp, of een andere lamp die zowel rijk is aan UV-A als UV-B. De tweede UV-bron kan vervolgens rijk zijn aan UV-C, meer specifiek in het bereik van 260 nm - 200 nm. Het gebruik van twee UVbronnen bleek voordelen, bv. een snelle uithardingssnelheid, te verschaffen.

Om uitharding te vergemakkelijken omvat de inkjetprinter vaak een of meer zuurstofdepletieeenheden. De zuurstofdepletie-eenheden plaatsen een deken van stikstof of een ander relatief inert gas (bv. CO2), met regelbare positie en regelbare inert gasconcentratie, om de zuurstofconcentratie in de

BE2018/5162 uithardende omgeving te verminderen. Zuurstof doet wel degelijk dienst als radicaalwegvanger en neemt alle beschikbare radicalen weg uit de polymerisatiereactie. Residuele zuurstofniveaus worden gewoonlijk bij 200 ppm gehouden, maar liggen over het algemeen in het bereik van 200 ppm tot 1200 ppm.

In de context van de onderhavige uitvinding kan de afbeelding die door inkjet moet worden afgedrukt elk type van foto, logo, tekst, grafische kunst, codering (QR-code, barcode) en dergelijke omvatten.

Na het afdrukken kan een wrijvingscoëfficiëntverminderende coating worden aangebracht op de volledige glazen container.

Alternatief en bij voorkeur kan een werkwijze voor het inkjetafdrukken van een afbeelding op een glazen container worden verschaft omvattend de stappen van :

a) het verschaffen van een glazen container waarvan een CEC ten minste gedeeltelijk is verwijderd door wassen met een waterige oplossing bevattend oppervlakteactieve stof tot een gehalte tussen 0 en 2 0 nm,

b) inkjetafdrukken van een afbeelding op een glazen container, waarbij een niet-afgedrukt gebied wordt vrijgelaten

c) het afzetten van een wrijvingsverminderende coating op ten minste een gedeelte van het nietafgedrukte gebied.

Een wrijvingsverminderende coating verschaft verhoogde krasbescherming en verbetert de duurzaamheid, het uiterlijk en de inwendige barstdruk van de glazen

BE2018/5162 container. Doordat, om kwalitatief af te drukken op glazen containers die een in water onoplosbare CEC hadden tijdens processtappen die het afdrukken voorafgaan, de CEC volledig is verwijderd, of ten minste tot een niveau tussen 0 en 20 nm, kan, door het aanbrengen van een wrijvingsverminderende coating op ten minste een gedeelte van het niet-bedrukte gebied, de duurzaamheid, het uitzicht en de inwendige barstdruk van de glazen container worden behouden.

Doordat het niet-bedrukte gebied kenmerkend kan worden nat gemaakt door oplossingen op basis van water, kan de wrijvingsverminderende coating bij voorkeur worden aangebracht uit een op water gebaseerde precursor. Daarnaast worden algemeen kenmerkend veel meer hydrofobe inkten dan hydrofiele inkten gebruikt. Als gevolg daarvan maakt een op water gebaseerde precursor het door inkjet afgedrukte afbeeldingsoppervlak niet nat, maar maakt in de plaats daarvan de HEC, of primer, of de resterende CEC op ten minste een gedeelte van het niet-bedrukte gebied nat.

De wrijvingsverminderende coating-precursor kan gebaseerd zijn op polyethyleen, op polyglycol, op oleinezuur of op stearaat, op vetzuur, op vetzuurester, of op oleinezuurester, en bij voorkeur gebaseerd op gedeeltelijk geoxideerd polyethyleen.

De stap van het afzetten kan elke conventioneel gebruikt techniek gebruiken voor het afzetten van een wrijvingsverminderende coating op het oppervlak van een glazen container, zoals, bijvoorbeeld, door onderdompelen of sproeien.

BE2018/5162

De stap van het afzetten kan alternatief het afdrukken omvatten van het niet-bedrukte gebied met een heldere inktsamenstelling die een wrijvingsverminderende coating omvat.

In een verdere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding kan de afbeelding worden afgedrukt met een inktsamenstelling die een wrijvingsverminderende verbinding omvat. In dat geval wordt nagenoeg het volledige buitenoppervlak bedekt met een wrijvingsverminderende coating.

VOORBEELD:

Flesmonsters:

Niet-bedrukte eenmalige 33 Cl Adriaan bruine flessen werden gekocht bij Ardagh. Deze flessen werden

geproduceerd met een niet	in water oplosbare	CEC	op
basis van RP 40 die commercieel verkrijgbaar	is	bij
Arkema.
Flessen wassen:
De flessen werden	gewassen door ze te	plaatsen

in een waterbad bij 97 °C waaraan een oppervlakteactieve stof of detergens werd opgelost. De flessen werden verwijderd na 10 minuten en gespoeld met heet water. De flessen werden achtereenvolgens gedroogd met perslucht.

Er werden 3 verschillende oplossingen met oppervlakteactieve stoffen of detergentia gebruikt:

- Oplossing A: 20 g/l poly(ethyleenglycol) (8) tridecylether in water.

- Oplossing B: 50 g/l Superontvetter, commercieel verkrijgbaar bij het bedrijf Lamont Products NV (België) in water.

BE2018/5162

- Oplossing C: water zonder oppervlakteactieve stoffen of detergentia

Afdrukken :

Het inkjetafdrukken van de flessen werd uitgevoerd op een 'Laboratory

Unit' die commercieel verkrijgbaar is bij CURVINK bv (Nederland) en is uitgerust met een vlamlabmodule en een primerapplicatielabomodule. De volgende procedure werd gevolgd voor het afdrukken van de flessen:

De flessen werden gecoat met de primerapplicatielabmodule met behulp van een op alkoxysilaan gebaseerde primer in een

1omwentelingsmodus. De flessen werden gedroogd onder omgevingsomstandigheden werden achtereenvolgens gedurende 8 minuten. De flessen in de inkjetmodule geplaatst en het fleslichaam werd met inkjet bedrukt met een UVuithardbare witte inkt op acrylbasis. De witte inkt werd gespoten met een

GS12

XAAR 1001-kop in een single-passmodus met grijsschaalniveau 5. Een uniform volledig wit ontwerp en tekst werd afgedrukt. Het pinningniveau was ingesteld op 1 % en werd uitgevoerd met een 8W LED bar van Hoenle. Tot slot, werden de flessen uit de inkjetmodule gehaald en volledig uitgehard met een UVlamp in een 8-rotatiemodus.

Pasteurisatiesimulator:

Om een pasteurisatieproces te simuleren, werden de flessen in een waterbad geplaatst. Het volgende temperatuurprogramma werd gevolgd: 10 minuten bij 45 °C, 20 minuten bij 62 °C en 10 minuten bij 30 °C. De flessen werden uit het waterbad verwijderd en gedroogd onder omgevingsomstandigheden.

BE2018/5162

Adhesietest:

Om de adhesie van de afdrukken te evalueren, werd een mes gebruikt om door het afgedrukte kunstwerk te krassen. Er werden 5 horizontale en 5 verticale krassen aangebracht om 16 vierkanten te maken. De afstand tussen elke kras is 2 mm. Adhesietape (Tesa krepp 4304) werd stevig op het gekraste gebied geplakt en in één beweging verwijderd. Het oppervlak werd tijdens deze procedure visueel geïnspecteerd en de 10 hoeveelheid verwijderde coating werd vergeleken.

Resultaten :

Het printgebied op flessen die zijn gereinigd met oplossing A of B, vertoonde veel minder schade dan flessen gereinigd met oplossing C. Deze resultaten tonen 15 aan dat oppervlakteactieve stoffen nodig zijn om de CEC te verwijderen en een sterke adhesie te bereiken.

Claims (8)

1. CONCLUSIES

   1. - Werkwijze voor het inkjetafdrukken van een afbeelding op een glazen container omvattend de stappen van :

   a) het vervaardigen van een glazen container omvattend een CEC-laag;

   b) het verwijderen van ten minste een deel van de CEC-laag tot een niveau waarop de overblijvende CEClaag een dikte heeft van minder dan 20 nm door de CEC uit de glazen container te wassen met een waterige oplossing bevattend oppervlakteactieve stof, te spoelen met water en het water uit de container te blazen door middel van een luchtstroom onder druk.

   c) het inkjetafdrukken van een afbeelding op de glazen container.
2. 2. - Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de CEC in water onoplosbaar is.
3. 3. - De werkwijze volgens conclusie 1 of 2, omvattend de stap van het aanbrengen van een grondlaag op de glazen container na ten minste gedeeltelijke verwijdering van de CEC en voorafgaand aan het inkjetafdrukken van een afbeelding op de glazen container.
4. 4. - De werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 3, verder omvattend de stap van een vlam- of plasmabehandeling van de glazen container na ten minste gedeeltelijke verwijdering van de CEC.
5. 5. - De werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 4, verder omvattend de stap van het

   BE2018/5162 aanbrengen van een silicalaag op de glazen container na de vlam- of plasmabehandeling.
6. 6. - De werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 5, waarbij de CEC uit de glazen

   5 container wordt gewassen bij een temperatuur van ten minste 70 °C.
7. 7. - Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 6, omvattend de stappen van het vullen van de container met een vloeistof, bij voorkeur een drank na

   10 inkjetafdrukken van de afbeelding daarop.
8. 8. - Een glazen container vervaardigd volgens één van de voorgaande conclusies.