BE1025818A1

BE1025818A1 - Glazen recipiënt omvattende een met inktstraal gedrukte afbeelding en een werkwijze voor het produceren ervan

Info

Publication number: BE1025818A1
Application number: BE20175347A
Authority: BE
Inventors: Johan Vandercruys; Marin Steenackers; De Velde Johan Van; Graaf Frederik Fernand S De
Original assignee: Anheuser Busch Inbev Nv
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2019-07-16
Also published as: AU2017264563A1; EP3455180B1; CN109562983B; US20190152844A1; JP2019517980A; ES2906855T3; RU2018141754A; KR20190027782A; CN109562983A; US11739024B2; WO2017194656A1; BE1025818B1; BR112018073151A2; DK3455180T3; EP3455180A1; CA3023806A1; PL3455180T3; US20230027042A1; BE1025818A9; MX2018013688A

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een glazen recipiënt omvattende een buitenste glasoppervlak met een inktstraal-gedrukte afbeelding aangebracht op genoemd oppervlak, gekenmerkt doordat een CEC met een dikte tussen 0 en 20 nm aanwezig is tussen het buitenste glasoppervlak en de inktstraal-gedrukte afbeelding. Een dergelijk glazen recipiënt is bij voorkeur een wegwerpdrankfles. Daarnaast heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor inktstraal-drukken van een afbeelding op een glazen recipiënt omvattende de stappen van: a) het produceren van een glazen recipiënt met een CEC-laag; b) het verwijderen van ten minste een gedeelte van de CEC-laag tot een niveau waarin de resterende CEC-laag een dikte heeft van 0 tot 20 nm; c) het inktstraal-drukken van een afbeelding op het glazen recipiënt.

Description

Glazen recipiënt omvattende een met inktstraal gedrukte afbeelding en een werkwijze voor het produceren ervan

Gebied van de uitvinding

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

Achtergrond van de uitvinding

Het is algemeen bekend in het vakgebied dat drankflessen op hun buitenoppervlak een gladde en beschermende transparante coating dragen, de zogenaamde cold-end coating (CEC). Een dergelijke CEC voorkomt dat het glazen recipiënt gekrast raakt en beschermt het in een schurende of bijtende omgeving. De CEC, kenmerkend een polyethyleenwas, zorgt ervoor dat het glasoppervlak glad wordt. De resulterende lage wrijvingscoëfficiënt vermindert de kracht bij contact tussen flessen in flessencolonnes en transport. Flessen die op deze manier zijn gecoat, bewegen vrij door inspectie- en vullijnen en ondergaan minder beschadiging aan het oppervlak. Een beschadigd oppervlak ziet er slecht uit voor de consument en verzwakt het glas, vaak met vroegtijdig breken tot gevolg. Daarnaast kan de fles, in de plaats van het weerstaan van een verhoging in barstdruk, lichter worden gemaakt zonder daarbij aan sterkte in te boeten.

Vandaag de dag wordt bij de productie van glazen recipiënten een tweestapscoating aangebracht om

B E2017/5347 krasbestendigheid en gladheid van de glazen recipiënten te verkrijgen. In de eerste stap wordt de zogenaamde hot-end coating (HEC) kenmerkend aangebracht door middel van chemische dampafzetting (CDA) van een metaalbevattende verbinding op de vers gevormde, hete en in enkelvoudige of dubbele lijn gepositioneerde glazen recipiënten. 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 van een metaaloxide, bijvoorbeeld tinoxide. De bedoeling is het coaten van de buitenkant van het glazen recipiënt met een homogene egale laag, met uitzondering van de zogenaamde eindlaag. Doordat dit wordt uitgevoerd in dampfase en op glazen recipiënten die in één lijn wordt voortbewogen, kan gemakkelijk een homogene verdeling worden verkregen. De dunne laag metaaloxide, vaak tinoxide, vormt de basis voor de tweede coating, de zogenaamde cold-end coating (CEC) . Na de HEC-toepassing worden de glazen recipiënten gewoonlijk door een speciaal type van oven gevoerd, ook koeloven genoemd.

Deze laatste is specifiek ontworpen voor temperen van glas en voor het afkoelen van de recipiënten op een beheerste manier.

Het glas wordt verwarmd tot het uitgloeipunt en vervolgens langzaam afgekoeld.

Dit proces vermindert de interne spanningen, waardoor het glas duurzamer wordt.

In een volgende processtap worden afbeeldingen van het logo, ingrediënten, enz. overeenkomstig de

B E2017/5347 inhoud van de fles kenmerkend af gedrukt op de CEC, bv.

door zeefdrukken.

Een belangrijk probleem is echter dat in alle industrieën, meer specifiek de verpakkingsindustrie, drukken steeds meer in de richting van digitalisatie met hogere snelheid, kwaliteit, flexibiliteit en efficiëntie gaat. Jammer genoeg is zeefdrukken geen digitale druktechniek, en, bijvoorbeeld, inktstraal-drukken wel. Ook offset- en flexograpfische druksystemen worden voor drukapplicaties steeds meer vervangen door industriële inktstraal-druksystemen omwille van hun flexibiliteit in gebruik, bv. variabel datadrukken, en om hun verhoogde betrouwbaarheid, waardoor ze in productielijnen kunnen worden opgenomen.

Bij inktstraal-drukken worden kleine druppeltjes vloeibare inkt rechtstreeks op een inktontvangend oppervlak geprojecteerd zonder fysiek contact tussen de drukinrichting en de inkt-ontvanger. De drukinrichting slaat de printgegevens elektronisch op en regelt een mechanisme voor het afbeeldingsgewij s proj ecteren van de druppels.

Drukken wordt bewerkstelligd door een printkop over de inkt-ontvanger of vice versa, of beide, te bewegen.

Bij het spuiten van de inktstraal-inkt op een inkt-ontvanger omvat de inkt kenmerkend een vloeibare drager en een of meer vaste stoffen, zoals kleurstoffen of pigmenten en polymeren. Inktsamenstellingen kunnen ruwweg worden onderverdeeld in: op water gebaseerd, waarbij het droogmechanisme absorptie, penetratie en evaporatie omvat; op oplosmiddel gebaseerd, waarbij de droging voornamelijk evaporatie omvat; op olie

B E2017/5347 gebaseerd, waarbij de droging absorptie en penetratie omvat; warme smelt of faseverandering, waarbij de inkt vloeibaar is bij spuittemperatuur maar vast bij kamertemperatuur en waarbij drogen wordt vervangen door stolling; en door energie uithardbaar, waarbij het drogen 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 ontvangmedium, terwijl warme smelt-inkten en door energie uithardbare inkten ook kunnen worden gedrukt op niet-absorberende inkt-ontvangers. Door thermische vereisten die worden gesteld door warme smelt-inkten op de substraten, zijn vooral door bestraling uithardbare inkten interessanter geworden voor de verpakkingsindustrie.

Inktstraal-drukken op glazen recipiënten die tijdens productie een CEC nodig hebben om bovenstaande redenen, zoals flessen, heeft echter bewezen nog steeds moeilijk te zijn en te resulteren in slechte beeldkwaliteit van de afdrukken.

Daardoor blijft er nood aan geoptimaliseerde inktstraal-drukwerkwijzen voor glazen recipiënten die een CEC nodig hebben, vooral bij processen met hoge snelheid zoals drankflessencolonnes.

Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een glazen recipiënt omvattende een buitenste glasoppervlak met een inktstraal-gedrukte afbeelding aangebracht op genoemd oppervlak, gekenmerkt doordat een CEC met een dikte tussen 0 en 20 nm aanwezig is tussen

B E2017/5347 het buitenste glasoppervlak en de inktstraal-gedrukte afbeelding.

In een uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding heeft het glazen recipiënt een buitenste glasoppervlak met een inktstraal-gedrukte afbeelding aangebracht op genoemd oppervlak, gekenmerkt doordat het glazen recipiënt een interne barstdruk heeft van ten minste 7 bar, en doordat geen CEC, of een CEC met een dikte kleiner dan 20 nm, aanwezig is tussen het buitenste glasoppervlak en de inktstraal-gedrukte afbeelding.

Een dergelijk glazen recipiënt is bij voorkeur een wegwerpdrankfles.

Daarnaast heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor inktstraal-drukken van een afbeelding op een glazen recipiënt omvattende de stappen van:

a) het produceren van een glazen recipiënt met een CEC-laag;

b) het verwijderen van ten minste een gedeelte van de CEC-laag tot een niveau waarin de resterende CEClaag een dikte heeft van 0 tot 20 nm;

c) het inktstraal-drukken van een afbeelding op het glazen recipiënt.

In een uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding omvat de werkwijze de stappen van:

a) het produceren van een glazen recipiënt met een ten minste gedeeltelijk in water oplosbare CEC-laag;

b) het verwijderen van ten minste een gedeelte van de CEC-laag tot een gehalte waarin de resterende CEC-laag een dikte heeft van 0 tot 20 nm door het

B E2017/5347 spoelen van de CEC van het glazen recipiënt met water en het blazen van het water van het recipiënt door middel van een luchtstroom onder druk,

c) het inktstraal-drukken van een afbeelding op het glazen recipiënt.

Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding

Men heeft nu vastgesteld dat de redenen waarom inktstraal-drukken op glazen recipiënten die een CEC nodig hebben nog steeds moeilijk blijkt te zijn en te resulteren in slechte beeldkwaliteit van de afdrukken, de volgende zijn:

In de eerste plaats wordt verondersteld dat, zonder gebonden te willen zijn door theorie, de CEC kan interfereren met binding van inktstraalinkten en adhesie aan het glasoppervlak.

Ten tweede gebeurt, doordat de recipiënten in diverse rijen gepositioneerd zijn na het verlaten van de koeloven, het aanbrengen van CEC door spuitpistolen of pistolen die parallel bewegen tussen de respectieve rijen van de recipiënten, gepositioneerd boven of net tussen de rijen op schouderhoogte van de recipiënten. Een dergelijk spuitpatroon leidt 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 recipiënten, kan de hierin geopenbaarde werkwijze alleen worden uitgevoerd in een configuratie met een enkele transportband en niet in een traditionele en algemeen gebruikte configuratie met een transportband voor massatransport in meerdere rijen.

B E2017/5347

Ten derde is, voor een goed spuitvermogen en een snelle inktstraal-drukking, de viscositeit van inktstraalinkten kenmerkend veel lager dan bv. bij zeefdrukinkten. Zonder gebonden te willen zijn door theorie vertoont lagere viscositeit van de inktstraalinkt hogere mobiliteit op een te bedrukken oppervlak en grotere afhankelijkheid van de homogeniteit van het oppervlak. De slechte beeldkwaliteit van de afdrukken kan dus een gevolg zijn van de hoge mobiliteit van de inktstraalinkten met lagere viscositeit vóór verharding door bv. Uitdamping en/of polymerisatie en de niet-homogene verdeling van CEC-materiaal zoals hierboven beschreven. D.w.z., de laag-viskeuze en mobiele inktstraalinktdruppels hebben de neiging de oppervlaktegebieden te bevochtigen en te bewegen met een hogere oppervlakte-energie, dat resulteert in afdrukdefecten.

Er werd nu onverwacht vastgesteld dat door het verwijderen van ten minste een gedeelte van de CEC-laag van het glassubstraat tot een niveau waarbij de resterende CEC-laag een dikte heeft van 0 tot 20 nm, of nagenoeg volledig is verwijderd, adhesie evenals drukkwaliteit van de afdrukken, bv. kleurafwijkingen en resolutie, significant is verbeterd ten opzichte van 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 af drukkwaliteit dat door het verwijderen van ten minste een gedeelte van de CEC-laag tor een niveau waarbij de resterende CEC-laag een dikte heeft van 0 tot 20 nm, de homogeniteit van het oppervlak

B E2017/5347 is verhoogd en resulteert in een verminderde neiging van de mobiele en laag-viskeuze inktstraalinkten om vóór verharding over het oppervlak te bewegen.

In een eerste uitvoeringsvorm verschaft de onderhavige uitvinding een glazen recipiënt met een buitenste glasoppervlak met een met inktstraal-gedrukte afbeelding aangebracht op genoemd oppervlak, gekenmerkt doordat een CEC met een dikte tussen 0 en 20 nm aanwezig is tussen het buitenste glasoppervlak en de met inktstraal-gedrukte afbeelding. Een dikte van 0 tot 20 nm komt overeen met enkele monolagen of minder. De dikte van de CEC is bij voorkeur tussen 0 en 10 nm, en met een grotere voorkeur tussen 0 en 5 nm, en met de meeste voorkeur is de CEC volledig verwijderd.

Zoals hoger vermeld verschaft CEC verhoogde krasbescherming en verbetert de duurzaamheid, het uitzicht en de interne barstdruk van het glazen recipiënt. Door het drukken op glazen recipiënten die een CEC hadden tijdens de verwerkingsstappen die voorafgaan aan het drukken en verwijdering van die CEC, of een gedeelte ervan, vlak voor de afdrukstap, wordt een glazen houder verkregen die, na blootgesteld te zijn

B E2017/5347 aan de afdrukstap, nog steeds een interne barstdruk heeft van ten minste 7 bar, of ten minste 8 bar, of ten minste 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 met inktstraal-gedrukte afbeelding. In dit laatste geval is CEC verwijderd en heeft een dikte van 0 nm of nagenoeg 0 nm.

Zonder gebonden te willen zijn door theorie kan de excellente afdrukkwaliteit op substraten waarbij een HEC aanwezig is tussen het buitenste glasoppervlak en de inktstraal-gedrukte afbeelding worden verklaard door de homogene verdeling van de HEC doordat de HEC gewoonlijk wordt aangebracht in dampfase en op glazen recipiënten die in één lijn worden doorgevoerd, zoals hierboven beschreven.

De HEC omvat kenmerkend een metaaloxidelaag, kenmerkend een laag van 5 tot 20 nm. Meer specifiek kan genoemde metaaloxide in de metaaloxidelaag worden gekozen uit de groep omvattende: tinoxide, titaniumoxide, zirkoniumoxide en/of combinaties daarvan, zoals beschreven in US 3952118 en US 489816.

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

Kenmerkende voorbeelden van CEC's aangebracht op glazen recipiënten kunnen op polyethyleen, gedeeltelijk geoxideerd polyethyleen, polyglycolen, oliezuur of stearaat gebaseerde coatings zijn.

B E2017/5347

In een uitvoeringsvorm van een glazen recipiënt 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 inktstraal-gedrukte glazen recipiënten zoals verder in deze tekst zal worden uitgelegd, kan een ten minste gedeeltelijk in water oplosbare CEC voordelig zijn voor het recyclen van glazen wegwerprecipiënt-afval doordat het 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 wordt de CEC die ten minste gedeeltelijk in water oplosbaar is geïnterpreteerd als zijnde de CEC die ten minste gedeeltelijk verwijderbaar is door technisch water, leidingwater, gezuiverd water of gedistilleerd water zodat de glijhoek van de fles met ten minste 6° toeneemt na het wassen vs. voor het wassen. Glijhoeken worden bepaald door één fles bovenop twee horizontale flessen van hetzelfde type te plaatsen, in lijncontact. De kantelhoek is verhoogd bij een bepaalde snelheid en de kantelhoek waarop de bovenste fles begint weg te glijden wordt de glijhoek genoemd. Een glijhoek 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 op stearaat. In een andere specifieke voorkeursuitvoeringsvorm kan de ten minste gedeeltelijk in water oplosbare CEC gebaseerd zijn op polyethyleenglycol.

B E2017/5347

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

Verder kan een glazen recipiënt volgens de onderhavige uitvinding een silicium-bevattende laag, bij voorkeur een silica-bevattende laag (bv. pyrosil), bevatten tussen de CEC en de inktstraal-gedrukte afbeelding. Een dergelijke silicium-bevattende laag verschaft verhoogde bindingsplaatsen voor de inktstraalgedrukte laag (lagen). Verder kunnen ze resulteren in een ruw nano-poreus materiaaloppervlak voor verhoogde adhesie en een oppervlak met een hogere oppervlakteenergie. Het kan, bijvoorbeeld, worden afgezet door vlampyrolyse. Precursoren kunnen worden aangebracht als een damp, een geatomiseerde vloeistof, een geatomiseerde oplossing, en/of en dergelijke.

Er kan een primerlaag aanwezig zijn tussen het buitenste glasoppervlak en de inktstraal-gedrukte afbeelding teneinde adhesie van de inkt te verhogen,

d.w.z. op de CEC of op de HEC, of op een silicabevattende laag (bv. pyrosil). Een dergelijke primer kan gepigmenteerd zijn, wit of transparant, en kan een adhesiebevorderaar omvatten. Een dergelijke primer kan ook geoxideerd worden door vlam-, corona-, of

B E2017/5347 plasmabehandeling om adhesie van de inktstraalinkt te verhogen. Een wit gepigmenteerde primer, kenmerkend bevattende bv. titaniumdioxide, wordt bij voorkeur gebruikt voor het versterken van het contrast en de levendigheid van kleureninkten gedrukte op een geprimed substraat. Dit is vooral doeltreffend wanneer het substraat transparant is. Meer specifiek kan de primer een radicaal reactieve groep-rest omvatten 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.

De inktstraal-gedrukte afbeelding op een glazen recipiënt volgens de onderhavige uitvinding kan een of meer lagen inkt omvatten, bij voorkeur door energie uitgeharde inkt, d.w.z. dat de inkt op elke geschikte manier kan worden uitgehard, bijvoorbeeld, uitgehard door bestraling door elk geschikt type van bestraling zoals, bijvoorbeeld, ultraviolet,

elektronenstraal, of	dergelijke, of thermisch uitgehard
door convectie-oven,	infraroodlampen, of dergelijke, of
een combinatie van	zowel stralings- als thermische

energre.

Op het inktstraal-gedrukte glazen recipiënt 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 inktstraal-gedrukte afbeelding kan een drukresolutie hebben van ten minste 300 dpi.

B E2017/5347

Na het drukken kan een wrijvingscoëfficiëntverlagende coating op het volledige glazen recipiënt worden aangebracht.

Een glazen recipiënt volgens de onderhavige uitvinding kan een glazen fles zijn, bij voorkeur een drankfles en met de meeste voorkeur een wegwerpdrankfles. Een herbruikbaar glazen recipiënt dat na gebruik wordt blootgesteld aan bijtende spoelmiddelen zou na een beperkt aantal spoelbeurten geen HEC meer vertonen.

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

In een additioneel aspect van de onderhavige uitvinding wordt een uitvoeringsvorm verschaft van een werkwijze voor inktstraal-drukken van een afbeelding op een glazen recipiënt omvattende de stappen van:

a) het produceren van een glazen recipiënt met een CEC-laag;

c) het inktstraal-drukken van een afbeelding op het glazen recipiënt.

Verwijdering van de CEC tot een niveau waarin de resterende CEC een dikte heeft van 0 tot 20 nm CEC komt overeen met enkele monolagen of minder. De dikte van de resterende CEC is bij voorkeur tussen 0 en 10 nm, en met een grotere voorkeur tussen 0 en 5 nm.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding kan de CEC ten minste

B E2017/5347 gedeeltelijk oplosbaar zijn in water en kan ten minste gedeeltelijk worden verwijderd door spoelen met leidingwater, technisch water, gezuiverd water of gedistilleerd water. Afhankelijk van de spoeltijd en temperatuur kan het gehalte aan resterende CEC worden gevarieerd of geoptimaliseerd van minder dan 20 nm tot twee of een monolagen, of tot een gehalte waarbij alleen gescheiden sporen achterblijven op het oppervlak, of tot volledige verwijdering.

Technieken voor het verwijderen van een niet in water oplosbare CEC kunnen chemisch enten, zandstralen, oplossen in organisch oplosmiddel, vlam- of plasmabehandelingen enz. zijn.

In een specifieke uitvoeringsvorm van een werkwijze van de onderhavige uitvinding kan spoelen van de CEC voor ten minste gedeeltelijke verwijdering ervan van het glazen recipiënt worden uitgevoerd met technisch water, leidingwater, gezuiverd water of gedistilleerd water bij een temperatuur tussen 20 °C en 90 °C, bij voorkeur bij 40 °C. De spoeltijd kan variëren tussen 0,1 en 15 seconden, of tussen 0,1 en 10 seconden, afhankelijk van de mate van verwijdering van de CEC.

Na het spoelen kan het gespoelde glazen recipiënt worden gedroogd door het verwijderen van water in een voornamelijk vloeibare fase, bijvoorbeeld door het wegblazen van de waterdruppels of door het centrifugeren van de flessen. Er werd onverwacht vastgesteld dat door het actief verwijderen van water in vloeibare toestand (d.w.z. het voorkomen van droging) de adhesie evenals de drukkwaliteit van de afdrukken, bv. Kleurafwijkingen en resolutie significant is verbeterd

B E2017/5347 in vergelijking met drukkwaliteit op een glassubstraat waaruit de CEC ten minste gedeeltelijk werd verwijderd door spoelen en vervolgens gedroogd. Zonder gebonden te willen zijn door theorie gaat men uit van de veronderstelling dat watervlekken die achterblijven na het drogen de neiging van de mobiele en laag-viskeuze inktstraalinkten om vóór uitharding op het oppervlak te bewegen, kan vergroten.

In een specifieke uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding omvat de werkwijze de stappen van :

b) het verwijderen van ten minste een gedeelte van de CEC-laag tot een gehalte waarin de resterende CEC-laag een dikte heeft van 0 tot 20 nm door het spoelen van de CEC van het glazen recipiënt met water en het blazen van het water van het recipiënt door middel van een luchtstroom onder druk,

c) het inktstraal-drukken van een afbeelding op het glazen recipiënt.

Water wordt bij voorkeur van het buitenoppervlak van het recipiënt geblazen door middel van een gelamineerde stroom lucht onder druk.

Voor het blazen van water (druppels) van een gespoeld glazen recipiënt kunnen luchtspruitstukken worden gebruikt bestaande uit een gesloten sectie van een buis die verbonden is met een luchttoevoer. Er worden kleine openingen aangebracht langs de lengte van de buis. Lucht wordt door de openingen gevoerd en gericht naar de flessen of potten in een poging om de

B E2017/5347 spoelvloeistof weg te blazen. Er kunnen ook platte luchtspuitstukken worden gebruikt, dat in feite ook een gesloten sectie van een buis is, maar waarbij de kleine openingen zijn vervangen door een aantal platte spuitstukken.

Voor een verhoogde efficiëntie, geluidsreductie en verminderd lucht- en energieverbruik kunnen bij voorkeur luchtmessen (ook luchtschoepen genoemd) worden gebruikt, of een luchtmessamenstel bestaande uit ten minste een en bij voorkeur twee of meer luchtmessen.

Een industrieel luchtmes is een onder druk gebrachte luchtverdeler die een reeks openingen of ononderbroken gleuven bevat waardoor lucht onder druk naar buiten wordt gestuurd in een dunnen lijn in een gelamineed stroompatroon. De snelheid van de uitgedreven lucht creëert vervolgens een impact-luchtsnelheid op het oppervlak van de fles. De dunne luchtlijn kan zorgvuldig worden gepositioneerd ten opzichte van instel-, rol- en klauwhoeken om de flessen nauwkeurig te raken wanneer ze voor het mes passeren om een gebied waar moet worden gedrukt te ontwateren.

De luchtmessen kunnen onmiddellijk grenzend aan de inktstraalprintkop worden gepositioneerd.

Het luchtmes (of messen) kunnen bij voorkeur worden gepositioneerd stroomopwaarts wijzend van de positie waar het is (zijn) gelokaliseerd, en de daaruit uitgedreven lucht raakt de flessen voordat de flessen het luchtmes bereiken.

Verder kan het luchtmes zodanig worden gepositioneerd dat de lineaire luchtstroom het te

B E2017/5347 ontwateren bovenste gebied raakt en het water omlaag drijft. Wanneer een fles in de richting van de luchtmessen beweegt, gaat de toenemende luchtdruk voort met de vloeistof omlaag en van de fles te duwen.

In een specifieke uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding wordt de CEC verwijderd tot een gehalte dat de glijhoek van de glazen fles met ten minste 6 °, of ten minste 10 °, of zelfs ten minste 20 verhoogt. Glijhoeken worden bepaald door één fles bovenop twee horizontale flessen van hetzelfde type te plaatsen, in lijncontact. De kantelhoek is verhoogd bij een bepaalde snelheid en de kantelhoek waarop de bovenste fles begint weg te glijden wordt de glijhoek genoemd. Een glijhoek 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 met inkt wordt besproeid.

Ook wordt, in een uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding, een werkwijze verschaft voor het inktstraal-drukken van een afbeelding op een glazen recipiënt, waarbij een primer laag wordt aangebracht op het glazen recipiënt na ten minste gedeeltelijke verwijdering van de CEC en vóór het inktstraal-drukken van een afbeelding op het glazen recipiënt. Een dergelijke primer kan gepigmenteerd zijn, wit of transparant, en kan een adhesiebevorderaar omvatten. Een dergelijke primer kan ook uithardbaar zijn door energie zodat de inktstraalinkt op de natte primer kan worden gestraald, waarbij de inktstraalinkt een viscositeit heeft die lager is dan de viscositeit van de primer, en

B E2017/5347 waarbij de primer en de inktstraalinkt gelijktijdig kunnen worden uitgehard door energie.

Een dergelijke primer kan gepigmenteerd zijn, wit of transparant, en kan een adhesiebevorderaar omvatten.

Een dergelijke primer kan ook geoxideerd worden door vlam-, corona-, of plasmabehandeling om adhesie van de inktstraalinkt te verhogen. Een wit gepigmenteerde primer, kenmerkend bevattende bv.

titaniumdioxide, wordt bij voorkeur gebruikt voor het versterken van het contrast en de levendigheid van kleureninkten gedrukte op een geprimed substraat. Dit is vooral doeltreffend wanneer het substraat transparant is. Meer specifiek kan de primer een radicaal 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 resterende CEC, of in het geval van volledige verwijdering van CEC, de HEC of de primerlaag kan ten minste gedeeltelijk worden geoxideerd door vlam, corona-, of plasmabehandeling teneinde adhesie van de inktstraalinkt daaraan te bevorderen.

In een verdere uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding kan, na de vlam-, corona-, of plasmabehandeling, een op silicium gebaseerde, bij voorkeur op silica gebaseerde (bv. pyrosil) laag worden aangebracht op het glazen recipiënt. Deze op silicium gebaseerde laag kan dus worden aangebracht op ten minste gedeeltelijk geoxideerde resterende CEC, op te minste gedeeltelijk geoxideerde HEC, of op ten minste gedeeltelijk geoxideerde primer vóór inktstraal-drukken

B E2017/5347 van de afbeelding. Een dergelijke silicium-bevattende laag verschaft verbeterde bindingplaatsen voor de inktstraallaag (lagen). Verder kunnen ze resulteren in een ruw nano-poreus materiaaloppervlak voor verhoogde adhesie en een oppervlak met een hogere oppervlakteenergie. Het kan, bijvoorbeeld, worden afgezet door vlampyrolyse. Precursoren kunnen worden aangebracht als een damp, een geatomiseerde vloeistof, een geatomiseerde oplossing, en/of en dergelijke.

Glazen recipiënten geproduceerd volgens een werkwijze van de onderhavige uitvinding worden bij voorkeur gevuld na inktstraal-drukken van de afbeelding daarop in order teneinde beschadiging aan de inktstraalprinter door accidenteel barsten van het gevulde glazen recipiënt te voorkomen.

In de stap van het inktstraal-drukken kan de inktstraalprintkop heen en weer scannen in een longitudinale richting over het bewegende glazen recipiënt, en de inktstraalprintkop kan niet drukken op de terugweg.

Er kan echter bi-directioneel drukken de voorkeur verdienen voor gebied-doorvoer op grote andere te verkiezen meerdere passages drukken, worden toegepast en kan dit het verkrijgen van een hoge glazen recipiënten. Een afdrukwerkwijze kan ook in behalve in dwarse richting (cirkelvormig rond de fles) .

Bij deze werkwijze kan de relatieve positie van de fles versus de printkop na elke passage worden veranderd om afbeeldingen af te drukken die groter zijn dan de grootte van een printkop. Dit maakt aanhechting van het druk-kunstwerk noodzakelijk. Een andere variatie op deze werkwijze gebruikt relatieve beweging van de fles vs de

B E2017/5347 printkop tijdens het drukken van de verschillende passages: één verkrijgt spiraalvormig afdrukken over de fles. In dit laatste geval worden de aanhechtdefecten minder uitgesproken. Een andere te verkiezen drukwerkwijze kan een drukproces met enkelvoudige passage zijn, die kan worden uitgevoerd door middel van brede inktstraalprintkoppen of meerdere inktstraalprintkoppen die de volledige breedte van de af te drukken afbeelding bedekken (opgestapeld of met elkaar verbonden). In een drukproces met enkelvoudige passage blijven de inktstraalprintkoppen gewoonlijk stationair en wordt het substraatoppervlak verplaatst onder de inktstraalprintkoppen.

Inktstraaldruktechnieken zoals gebruikt in de onderhavige uitvinding kunnen piëzo-elektrische inktstraal-drukken, ononderbroken type en thermische, elektrostatische en akoestische druppel-op-aanvraag type zijn.

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.

Er kunnen niet-uithardende op oplossing of op water gebaseerde inktstraalinkten worden gebruikt, maar er wordt bij voorkeur door energie uithardbare inktstraalinkt gebruikt. Door bestraling uithardbare inktstraalinkt kan worden uitgehard door blootstelling aan actinische bestraling en/of door uitharding met elektronenstralen. Uitharding door bestraling wordt bij voorkeur uitgevoerd door een algemene blootstelling aan actinische straling of door een algemene uitharding met elektronenstralen. Thermisch uithardbare inktstraalinkt

B E2017/5347 kan worden uitgehard door convectieoven, infraroodlampen, of dergelijke.

De uithardingsmiddelen kunnen worden aangebracht in combinatie met de printkop van de inktstraalprinter en daarmee bewegen zodat de inktstraalinkt vlak na het stralen wordt blootgesteld aan uithardingsenergie. In een dergelijke opstelling kan het moeilijk zijn om een energiebron te verschaffen die klein genoeg is om te worden verbonden aan en te bewegen met de printkop. Daarom kan een statische, vaste energiebron worden aangewend, bv. een bron van uithardend UV-licht, met de stralingsbron verbonden door middel van flexibele stralingsgeleidingsmiddelen zoals een optische vezelbundel of een interne reflecterende flexibele buis. Alternatief kan de actinische straling uit een vaste bron worden toegediend aan de printkop door een rangschikking van spiegels omvattende een spiegel op de printkop.

De stralingsbron die is aangebracht om niet te bewegen met de printkop kan ook een langwerpige stralingsbron zijn die zich dwars uitstrekt over de uit te harden inktlaag (lagen) en grenzend aan een transversale route van de printkop zodat de opeenvolgende rijen van afbeeldingen die door de printkop worden gevormd, stapsgewijs of continu, onder die stralingsbron worden gevoerd. De stralingsbron is bij voorkeur een ultravioletstralingsbron, zoals een hoge- of lage-druk kwiklamp die optioneel hellende elementen omvat, een koude kathodebuis, een blacklight, een ultraviolet-LED, een ultravioletlaser of een knipperlicht.

B E2017/5347

Verder is het mogelijk om de inktstraalgedrukte afbeelding uit te harden door, opeenvolgend of gelijktijdig, twee lichtbronnen van verschillende golflengte of verlichtingssterkte. Bijvoorbeeld, de eerste UV-bron kan worden gekozen om rijk aan UV-A, bv. een in gallium gedoopte lamp, of een andere lamp met zowel hoog UV-A- als UV-gehalte zijn. De tweede UV-bron kan dan rijk zijn aan UV-C, meer specifiek in het bereik van 260 nm - 200 nm. Het gebruik van twee UV-bronnen heeft aangetoond voordelen te verschaffen, bv. een snelle uithardingssnelheid.

Voor het vergemakkelijken van de uitharding omvat de inktstraalprinter vaak een of meer zuurstofverarmingseenheden. De zuurstofverarmingseenheden plaatsen een deken van stikstof of ander relatief inert gas (bv. CO2), met regelbare positie en regelbare inert gas-concentratie, teneinde de zuurstofconcentratie in de uithardingsomgeving te verminderen. Zuurstof kan wel degelijk dienst doen als radicaalwegvanger, die beschikbare radicalen uit de polymerisatiereactie wegneemt. Residuele zuurstofgehalten worden gewoonlijk op 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 af te drukken afbeelding elk type van foto, logo, tekst, grafische kunst, codering (QR-code, barcode) en dergelijke omvatten.

Voorbeeld :

Materialen en procedures:

Flesstalen:

B E2017/5347

Flessen

A: Onbedrukte

Victoria flessen (amber glas) van 12 oz aangekocht bij Nueva

Fâbrica

Nacional de Vidrio, S.A.

flessen werden geproduceerd met een gedeeltelijk in water oplosbare

CEC op basis van

ARCOSOL M-7 0, commercieel verkrijgbaar bij ARCO,

Flessen B: Onbedrukte 33 cl

S.A. de C. V.

bruine Adriaan wegwerpflessen werden aangekocht bij Ardagh. Deze flessen werden geproduceerd met een niet in water oplosbare CEC op basis van RP 40, commercieel verkrijgbaar bij Arkema.

Flessen spoelen:

De flessen werden gespoeld met gedistilleerd water gedurende 10 seconden bij kamertemperatuur. De flessen werden opeenvolgend drooggeblazen met gecomprimeerde lucht.

Glij hoek :

Glij hoekmetingen werden uitgevoerd met een kanteltafel commercieel verkrijgbaar bij

Agr

International, Ine. De hoeksnelheid werd ingesteld op

3,6 °/sec. Voor elke omstandigheid werd de glijhoek

gemeten	voor 9 flessen	en werd	de	gemiddelde
glijhoekwaarde berekend.
Drukken :
	Inktstraal-drukken	van de	flessen werd

uitgevoerd op een Laboratoriumeenheid, commercieel verkrijgbaar bij CURVINK bv (Nederland) uitgerust met een vlam-laboratoriummodule en een primer-applicatie laboratoriummodule. De volgende procedure werd gevolgd voor het bedrukken van de flessen:

B E2017/5347

De flessen werden gebrand met de vlamlaboratoriummodule bij een snelheid van 250 mm/sec. De flessen werden achtereenvolgend gecoat in de vlamlaboratoriummodule met pyrosil (commercieel verkrijgbaar bij Sura Instruments) . Er werd een pyrosilconcentratie van 0,2 % gebruikt en de pyrosilsnelheid werd ingesteld op 250 mm/s. De flessen werden uit de vlamlaboratoriummodule verwijderd en afgekoeld onder omgevingsomstandigheden bij kamertemperatuur. De flessen werden opeenvolgend gecoat met de primerapplicatie laboratoriummodule door middel van een op alkoxysilaan gebaseerde primer in een 2-revolutiemodus. De flessen werden gedroogd onder omgevingsomstandigheden gedurende 8 minuten. De flessen werden opeenvolgend in de inktstraalmodule geplaatst en het flessenlichaam werd inktstraal-gedrukt met een UV-uithardbare witte inkt op basis van acryl. De witte inkt werd gestraald met een GS12 XAAR 1001-kop in een enkele passage met grijsschaal-niveau 5. Er werd een gelijkmatig volledig wit ontwerp evenals tekst gedrukt. Het pin-niveau werd ingesteld op 1 % en werd uitgevoerd met een 8W LED-staaf van Hoenle. Tenslotte werden de flessen uit de inktstraalmodule genomen en volledig uitgehard met een UV-lichtpeer 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 bij omgevingsomstandigheden.

B E2017/5347

Lijnsimulator :

Voor elke omstandigheid werden 28 flessen in een lijnsimulator geplaatst die commercieel verkrijgbaar is bij Agr International, Ine. Deze simuleert de omstandigheden waarin een fles een verpakkingslijn ondergaat. De volgende instellingen werden geselecteerd: water faucet aan; slijtplaat + hoogte bij EFG-2; snelheidsregeling op 8 (60 tpm); poortdruk bij 40 % glijding (36 tpm voor flessen). De flessen werden gedurende 30 minuten in de lijnsimulator geplaatst en visueel geïnspecteerd op mogelijke beschadiging aan het kunstwerk.

Resultaten :

De glijhoek van flessen A en B werd gemeten voor en na het spoelen van de fles. Voor flessen B: er werd een glijhoek van 14 ° gemeten vóór het spoelen en van 15 ° na het spoelen. Voor flessen A: er werd een glijhoek van 5 ° gemeten vóór het spoelen en van 27 ° na het spoelen.

Flessen A en B werden gedrukt volgens de hoger vermelde drukprocedure met of zonder voorafgaande spoelstap. Men heeft vastgesteld dat de drukkwaliteit van de afdrukken op Flessen A beter was dan de drukkwaliteit van de afdrukken op fles B. Vooral de gedrukte tekst vertoonde meer afdrukdefecten op Fles B dan op Fles A. De flessen werden opeenvolgend in een pasteurisatiesimulator en lijnsimulator geplaatst en visueel geïnspecteerd. Men heeft vastgesteld dat het bedrukte kunstwerk op flessen B veel meer beschadigingen vertoonde dan het bedrukte kunstwerk op flessen A.

Claims

CONCLUSIES

1.-Glazen recipiënt met een buitenste glasoppervlak met een inktstraai-gedrukte afbeelding aangebracht op genoemd oppervlak, gekenmerkt doordat een CEC met een dikte tussen 0 en 20 nm aanwezig is tussen het buitenste glasoppervlak en de inktstraal-gedrukte afbeelding.
2.- Glazen recipiënt volgens conclusie 1, waarbij het glazen recipiënt een interne barstdruk heeft van ten minste 7 bar, en waarbij geen CEC, of een CEC met een dikte kleiner dan 20 nm, aanwezig is tussen het buitenste glasoppervlak en de inktstraal-gedrukte afbeelding.
3.- Glazen recipiënt volgens conclusie 1, waarbij een HEC glasoppervlak en glasoppervlak en aanwezig is tussen het buitenste de CEC of tussen het buitenste de inktstraal-gedrukte afbeelding.
4.-Glazen recipiënt volgens een der voorgaande conclusies, waarbij genoemde HEC-laag een metaaloxidelaag is.
5. -Glazen recipiënt volgens conclusie 3, waarbij genoemde metaaloxide in de metaaloxidelaag is gekozen uit de groep bestaande uit: tinoxide, titaniumoxide, zirkoniumoxide en/of combinaties daarvan.
6. -Glazen recipiënt volgens conclusie 3, waarbij genoemde metaaloxide tinoxide is, verkregen van monobutyltinchloride als precursor.
7. - Glazen recipiënt volgens een der voorgaande conclusies, waarbij genoemde CEC ten

B E2017/5347 minste gedeeltelijk oplosbaar is in water bij 50 °C.
8. - Glazen recipiënt volgens een der voorgaande conclusies, waarbij genoemde CEC gebaseerd is op vetzuur.
9. - Glazen recipiënt volgens conclusie 6, waarbij genoemde CEC ten minste gedeeltelijk geoxideerd is door vlam- of plasmabehandeling.
10. - Glazen recipiënt volgens conclusie 6, 7 of 8, omvattende een silica bevattende laag tussen het buitenste glasoppervlak en de inktstraal-gedrukte afbeelding.
11. - Glazen recipiënt volgens een der voorgaande conclusies, omvattende een primerlaag aanwezig tussen het buitenste glasoppervlak en de inktstraal-gedrukte afbeelding.
12. - Glazen recipiënt volgens conclusie 10, waarbij genoemde primer wit of transparant is en een adhesiebevorderaar omvat.
13. - Glazen recipiënt volgens conclusie 11, waarbij genoemde inktstraal-gedrukte afbeelding een of meer lagen door energie uitgeharde inkt omvat.
14. - Glazen recipiënt volgens een der voorgaande conclusies, omvattende een beschermlaag en/of een heldere coating bovenop de inktstraalgedrukte afbeelding.
15. - Glazen recipiënt volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inktstraalgedrukte afbeelding een afdrukresolutie heeft van ten minste 300 dpi.

B E2017/5347
16. - Glazen recipiënt volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het glazen recipiënt een glazen fles, bij voorkeur een drankfles is en met de meeste voorkeur een wegwerpdrankfles
17. - Werkwijze voor het inktstraaldrukken van een afbeelding op een glazen recipiënt omvattende de stappen van:

a) het produceren van een glazen recipiënt omvattende een CEC-laag;

b) het verwij deren van ten minste een gedeelte van de CEC-laag tot een niveau waarin de resterende CEC- laag een dikte heeft van 0 tot

2 0 nm ;

c) het inktstraal-drukken van een afbeelding op het glazen recipiënt.
18. - Werkwijze volgens conclusie 17, waarbij de CEC-laag ten minste gedeeltelijk oplosbaar is in water, en waarbij het verwijderen van ten minste een gedeelte van de CEC-laag tot een gehalte waarin de resterende CEC-laag een dikte heeft van 0 tot 20 nm wordt uitgevoerd door het spoelen van de CEC van het glazen recipiënt met water en het blazen van het water van het recipiënt door middel van een luchtstroom onder druk.
19. - Werkwijze volgens conclusie 17 of 18, omvattende de stap van het aanbrengen van een primerlaag op het glazen recipiënt na ten minste gedeeltelijke verwijdering van de CEC en vóór het inktstraal-drukken van een afbeelding op het glazen recipiënt.

B E2017/5347
20. - Werkwijze volgens conclusies 17 tot en met 19, verder omvattende de stap van een vlamof plasmabehandeling van het glazen recipiënt na ten minste gedeeltelijke verwijdering van de CEC.
21. - Werkwijze volgens conclusie 20, verder omvattende de stap van het aanbrengen van een silicalaag op het glazen recipiënt na de vlamof plasmabehandeling.
22. - Werkwijze volgens een der conclusies 17 tot en met 21, omvattende de stap van het aanbrengen van een beschermlaag en/of heldere coating bovenop de inktstraal-gedrukte afbeelding.

23.- Werkwijze volgens een der conclusies 17 tot en met 22, waarbij de CEC van het glazen recipiënt wordt gespoeld met water bij een temperatuur tussen 20 °C en 90 °C. 24.- Werkwij ze volgens een der

conclusies 17 tot en met 23, waarbij verwijdering van de CEC de glijhoek van het glazen recipiënt met ten minste 6 ° vergroot.
25. Werkwijze volgens een der conclusies 17 tot en met 24, omvattende de stappen van het vullen van het recipiënt met een vloeistof, bij voorkeur een drank na inktstraal-drukken van de afbeelding daarop.