BR112019019365B1

BR112019019365B1 - Recipiente de vidro com imagem impressa por jato de tinta e um método para a fabricação do mesmo

Info

Publication number: BR112019019365B1
Application number: BR112019019365-0A
Authority: BR
Inventors: Marin Steenackers; Roel De Mondt; Johan Van de Velde; Jonas Vandecruys; Yolanda JUSTO; Roland Claes
Original assignee: Chemstream Bvba; Anheuser-Busch Inbev S.A.
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2024-01-23
Also published as: CN110494403A; CA3055478A1; US20230116920A1; US20200031153A1; MX2019010973A; CN110494403B; EP3375763B1; ES2781403T3; EP3375763A1; BE1025712B1; KR20190137813A; KR102548193B1; AR111287A1; DK3375763T3; BE1025712A1; US11660898B2; WO2018167260A1; BR112019019365A2

Abstract

a presente invenção é direcionada a um método de impressão a jato de tinta de uma imagem em um recipiente de vidro que compreende as etapas de: a) fabricar um recipiente de vidro com uma camada de cec; b) remover pelo menos parte da camada de cec para um nível em que a camada de cec restante tenha uma espessura menor que 20 nm, lavando o cec do recipiente de vidro com uma solução aquosa contendo tensoativo não iônico, enxaguando com água e soprando a água do recipiente por meio de uma corrente de ar pressurizada, c) imprimir a jato de tinta uma imagem no recipiente de vidro.

Description

CAMPO DE INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a recipientes de vidro, em particular, garrafas de vidro, decoradas com imagens impressas na superfície de vidro. Além disso, a presente invenção se refere a um método para fabricar tais recipientes de vidro.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] É comumente conhecido na técnica que as garrafas de bebidas apresentam um revestimento transparente lubrificante e protetor, o chamado revestimento de extremidade fria (CEC), na superfície externa. Tal CEC evita que o recipiente de vidro seja arranhado e protege o mesmo em um ambiente abrasivo ou cáustico. O CEC, normalmente uma cera de polietileno, faz com que a superfície do vidro fique escorregadia. O baixo coeficiente de atrito resultante diminui as forças no contato garrafa com garrafa nas linhas de engarrafamento e no transporte. As garrafas revestidas dessa maneira passam livremente pelas linhas de inspeção e enchimento e sofrem menos danos à superfície. Uma superfície danificada parece ruim para o consumidor e enfraquece o vidro, geralmente resultando em quebra prematura. Além disso, em vez de aceitar um aumento na pressão de ruptura, a garrafa pode ficar mais leve, mantendo sua força.

[0003] Atualmente, na fabricação de recipientes de vidro, é aplicado um revestimento em duas etapas, a fim de obter resistência a riscos e escorregamento dos recipientes de vidro. Na primeira etapa, o chamado revestimento de extremidade quente (HEC) é tipicamente aplicado por meio de deposição química de vapor (CVD) de um composto contendo metal nos recipientes de vidro recém-formados, quentes e com uma ou duas linhas posicionadas. Tal HEC é à base do precursor de revestimento que inclui estanho, titânio, outros compostos metálicos ou organometálicos decompostos pelo calor. Essa aplicação é feita dentro de um túnel ou capa de revestimento onde o HEC é aplicado por deposição química de vapor na formação de uma fina camada de óxido de metal, por exemplo, óxido de estanho. O objetivo é revestir a parte externa do recipiente de vidro com uma camada homogênea, exceto pelo chamado acabamento. Como isso é feito na fase de vapor e em recipientes de vidro transportados em uma única linha, é possível obter facilmente uma distribuição relativamente homogênea. A fina camada de óxido metálico, geralmente óxido de estanho, é a base do segundo revestimento, o chamado revestimento a frio (CEC). Após a aplicação do HEC, os recipientes de vidro são geralmente submetidos a um tipo especial de forno chamado também de recozimento. O último foi projetado especificamente para recozimento de vidro e para resfriar os recipientes de maneira controlada. O vidro é aquecido até o ponto de recozimento e depois resfriado lentamente. Esse processo alivia o estresse interno, tornando o vidro muito mais durável.

[0004] Em uma etapa de processo subsequente, convencionalmente, os revestimentos decorativos podem ser aplicados como, por exemplo, no documento WO9962645, em que um revestimento polimerizável curável é pulverizado na superfície do vidro após a remoção do CEC, a fim de melhorar a aderência do revestimento por aspersão à superfície do vidro. O revestimento curado pode ser usado como superfície para serigrafia.

[0005] Atualmente, imagens do logotipo, ingredientes, etc. correspondentes ao conteúdo da garrafa são tipicamente impressas no CEC, por exemplo, por serigrafia.

[0006] No entanto, um problema principal é que, em todas as indústrias, em particular na indústria de embalagens, a impressão está se movendo continuamente em direção à digitalização com maior velocidade, qualidade, flexibilidade e eficiência. Infelizmente, a serigrafia não é uma técnica de impressão digital, como é o caso da impressão a jato de tinta, por exemplo. Além disso, os sistemas de impressão offset e flexográfica estão sendo cada vez mais substituídos para aplicações de impressão por sistemas industriais de impressão a jato de tinta devido à sua flexibilidade no uso, por exemplo, impressão de dados variáveis e à sua confiabilidade aprimorada, permitindo sua incorporação nas linhas de produção.

[0007] Na impressão a jato de tinta, pequenas gotas de fluido de tinta são projetadas diretamente na superfície do receptor de tinta sem contato físico entre o dispositivo de impressão e o receptor de tinta. O dispositivo de impressão armazena os dados de impressão eletronicamente e controla um mecanismo para ejetar as gotas na imagem. A impressão é realizada movendo a cabeça de impressão pelo receptor de tinta ou vice-versa ou ambos.

[0008] Ao jatear a tinta do jato de tinta em um receptor de tinta, a tinta normalmente inclui um veículo líquido e um ou mais sólidos, como corantes ou pigmentos e polímeros. As composições de tinta podem ser divididas aproximadamente em: à base de água, o mecanismo de secagem que envolve absorção, penetração e evaporação; à base de solvente, a secagem geralmente envolve evaporação; à base de óleo, a secagem envolvendo absorção e penetração; fusão a quente ou mudança de fase, na qual a tinta é líquida à temperatura de ejeção, mas sólida à temperatura ambiente e em que a secagem é substituída pela solidificação; e curável por energia, em que a secagem é substituída pela polimerização induzida pela exposição da tinta a uma fonte de energia térmica ou radiante.

[0009] Os três primeiros tipos de composições de tinta são mais adequados para um meio receptor absorvente, enquanto tintas de fusão a quente e tintas curáveis por energia também podem ser impressas em receptores de tinta não absorventes. Devido aos requisitos térmicos impostos pelas tintas de fusão a quente sobre os substratos, especialmente as tintas curáveis por radiação ganharam o interesse da indústria de embalagens.

[0010] No entanto, a impressão a jato de tinta em recipientes de vidro que precisam de um CEC durante a fabricação pelos motivos mencionados acima, como garrafas, provou ainda ser difícil e resultar em baixa qualidade de imagem das impressões.

[0011] Como resultado, permanece a necessidade de métodos otimizados de impressão a jato de tinta para recipientes de vidro que precisam de um CEC, especialmente em processos de alta velocidade, como linhas de engarrafamento de bebidas.

SUMARIO DA INVENÇÃO

[0012] A presente invenção é direcionada a um método de impressão a jato de tinta de uma imagem em um recipiente de vidro que compreende as etapas de:

[0013] a) fabricar um recipiente de vidro com uma camada de CEC;

[0014] b) remover pelo menos parte da camada de CEC para um nível em que a camada de CEC restante tenha uma espessura inferior a 20 nm, lavando o CEC do recipiente de vidro com uma solução aquosa contendo tensoativo não iônico, enxaguando com água e soprando a água do recipiente por meio de uma corrente de ar pressurizada,

[0015] c) imprimir a jato de tinta uma imagem no recipiente de vidro.

[0016] Além disso, a presente invenção é direcionada a um recipiente de vidro fabricado a partir de tal método.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0017] Agora, reconhece-se que as razões pelas quais a impressão a jato de tinta em recipientes de vidro que precisam de um CEC ainda se mostraram difíceis e resultam em baixa qualidade de imagem das impressões, são as seguintes:

[0018] Primeiro, acredita-se, sem estar vinculado a nenhuma teoria, que o CEC possa interferir na ligação das tintas a jato de tinta e na adesão à superfície do vidro.

[0019] Em segundo lugar, como os recipientes são posicionados em várias fileiras após a saída do forno de resfriamento, a aplicação do CEC ocorre por pistola ou pistolas de aspersão que se movem paralelamente entre as respectivas filas dos recipientes, posicionadas acima ou apenas entre as fileiras na altura dos ombros dos recipientes. Esse padrão de aspersão leva automaticamente a uma distribuição não homogênea do material de revestimento.

[0020] Embora o documento WO2013167558 descreva um método aprimorado para a aplicação de um CEC integrado no processo de fabricação de recipiente de vidro, o método revelado somente pode ser aplicado em uma configuração de esteira transportadora de linha única e não em uma configuração tradicional e amplamente utilizada de esteira transportadora de massa com várias linhas.

[0021] Em terceiro lugar, para uma boa capacidade de ejeção e impressão rápida a jato de tinta, a viscosidade das tintas a jato de tinta é tipicamente muito menor em comparação com, por exemplo, as tintas para serigrafia. Sem estar vinculado a nenhuma teoria, a menor viscosidade da tinta a jato de tinta exibe maior mobilidade em uma superfície a ser impressa e maior dependência da homogeneidade da superfície. A baixa qualidade da imagem das impressões pode, portanto, ser o resultado da alta mobilidade das tintas de jato de tinta com menor viscosidade antes da solidificação, por exemplo, por evaporação e/ou polimerização, e pela distribuição não homogênea do material CEC, como descrito aqui acima. Ou seja, as gotículas de tinta de jato de tinta de baixa viscosidade e móveis tendem a molhar e se mover para regiões de superfície com uma maior energia superficial, resultando em defeitos de impressão.

[0022] Foi agora inesperadamente constatado que, ao remover pelo menos parte da camada de CEC do substrato de vidro para um nível em que a camada de CEC restante tenha uma espessura de 0 a 20 nm, ou seja, de maneira substancial, completamente removida, a adesão e a qualidade de impressão das impressões, por exemplo, aberrações de cores e resolução, é significativamente melhorada em comparação com a qualidade de impressão em um substrato de vidro do qual o CEC não foi pelo menos parcialmente removido. Sem estar vinculado a nenhuma teoria, o motivo assumido para uma qualidade de impressão aprimorada é que, ao remover pelo menos parte da camada de CEC para um nível em que a camada de CEC restante tenha uma espessura de 0 a 20 nm, a homogeneidade da superfície aumenta e resulta em uma tendência reduzida das tintas móveis e jato de tinta de viscosidade inferior a se mover na superfície antes da solidificação.

[0023] Em uma primeira modalidade, a presente invenção fornece um recipiente de vidro com uma superfície externa de vidro com uma imagem impressa a jato de tinta fornecida na dita superfície, caracterizada por o recipiente de vidro ter uma pressão de ruptura interna de pelo menos 0,7 MPa (7 bar) e em que nenhum CEC, ou um CEC com espessura inferior a 20 nm entre a superfície externa do vidro e a imagem impressa a jato de tinta. Uma espessura de 0 a 20 nm é equivalente a algumas monocamadas ou menos. De preferência, a espessura do CEC está entre 0 e 10 nm, e ainda com mais preferência, entre 0 e 5 nm, e com a máxima preferência, o CEC é completamente removido.

[0024] Como explicado acima, um CEC oferece maior proteção contra arranhões e melhora a durabilidade, a aparência e a pressão interna de ruptura do recipiente de vidro. Imprimindo em recipientes de vidro que tiveram um CEC durante as etapas do processo anteriores à impressão e removendo esse CEC, ou parte do mesmo, imediatamente antes da etapa de impressão, é obtido um recipiente de vidro que, após ser exposto à etapa de impressão, ainda possui uma explosão interna pressão de pelo menos 0,7 MPa (7 bar), ou pelo menos 0,8 MPa (8 bar), ou pelo menos 0,9 MPa (9 bar).

[0025] Além disso, pode ser fornecida uma modalidade em que um HEC pode estar presente entre a superfície de vidro externa e o CEC ou entre a superfície de vidro externa e a imagem impressa a jato de tinta. No último caso, o CEC é removido e tem uma espessura de 0 nm ou substancialmente 0 nm.

[0026] Sem estar vinculado a nenhuma teoria, a excelente qualidade de impressão em substratos nos quais um HEC está presente entre a superfície externa do vidro e a imagem impressa a jato de tinta pode ser explicada pela distribuição homogênea do HEC, já que o HEC geralmente é aplicado na fase de vapor e recipientes de vidro transportado em linha única, conforme explicado acima no presente documento.

[0027] O HEC compreende tipicamente uma camada de óxido de metal, tipicamente uma camada de 5 a 20 nm. Mais especificamente, o dito óxido de metal na camada de óxido de metal pode ser escolhido dentre o grupo que compreende: óxido de estanho, óxido de titânio, óxido de zircônio e/ou combinações dos mesmos, conforme descrito nos documentos US3952118 e US489816.

[0028] Em uma modalidade particular, de acordo com a presente invenção, a camada de óxido de metal do HEC pode ser um óxido de estanho obtido a partir de cloreto de monobutilestanho (MBTC) como precursor.

[0029] Exemplos típicos de CECs aplicados em recipientes de vidro podem ser revestimentos à base de polietileno, polietileno parcialmente oxidado, poliglicóis, ácido oleico ou estearato.

[0030] Em uma modalidade de um recipiente de vidro da presente invenção, o CEC pode ser pelo menos parcialmente solúvel em água entre 20 e 90 °C, de preferência, a 40 °C. Além dos benefícios na produção de recipientes de vidro impressos a jato de tinta, como será explicado mais adiante neste texto, um CEC pelo menos parcialmente solúvel em água pode ser benéfico para a reciclagem de resíduos de recipientes de vidro unidirecionais, pois pode ser removido pelo menos parcialmente enxaguando com água entre 20 e 90 °C, de preferência, a 40 °C.

[0031] No contexto da presente invenção, o CEC sendo pelo menos parcialmente solúvel em água é entendido como o CEC sendo removido pelo menos parcialmente por água técnica, água da torneira, água purificada ou água destilada, de modo que o ângulo de deslizamento da garrafa aumente em pelo menos 6° depois de enxaguar vs. antes de enxaguar. Os ângulos de escorregamento são determinados colocando um frasco em cima de duas garrafas horizontais do mesmo tipo, em contato com a linha. O ângulo de inclinação é aumentado a uma certa velocidade e o ângulo de inclinação em que a garrafa superior começa a deslizar é chamado de ângulo de deslizamento. Um ângulo de deslizamento pode ter valor maior que 30° a menor de 10°.

[0032] Em particular, o CEC pelo menos parcialmente solúvel em água pode ser à base de ácidos graxos, de preferência, à base de estearato. Em uma outra modalidade preferencial particular, o CEC pelo menos parcialmente solúvel em água pode ser à base de polietileno glicol.

[0033] Em uma modalidade preferencial, o CEC pode ser insolúvel em água. O CEC insolúvel em água é usado, de preferência, em recipientes de vidro, pois suporta temperaturas operacionais acima de 80 °C. Recipientes de vidro submetidos a enchimento a quente e aqueles que são pasteurizados ou esterilizados precisam de um desempenho de revestimento de alta temperatura. Além disso, como o CEC insolúvel em água não é removido por lavagem durante os ciclos de lavagem de recipientes, a produtividade da linha de enchimento pode ser aumentada eliminando o revestimento excessivo.

[0034] No contexto da presente invenção, um CEC insolúvel em água é entendido como um CEC que não pode ser diluído tampouco removido por água técnica, água da torneira, água purificada ou água destilada. Consequentemente, o ângulo de deslizamento da garrafa não aumentará após o enxágue vs. antes do enxágue.

[0035] Em particular, o CEC insolúvel em água pode ser à base de polietileno, à base de polietileno oxidado, à base de polipropileno glicol ou à base de ácido oleico.

[0036] Em uma outra modalidade de um recipiente de vidro da presente invenção, o CEC pode ser pelo menos parcialmente oxidado por tratamento com chama, corona ou plasma. É sabido na técnica que as tintas para serigrafia orgânica não aderem bem aos recipientes de vidro que foram tratados com CEC e que a chama, a corona ou a energia do plasma podem ser aplicadas aos recipientes de vidro para obter uma melhor adesão de um revestimento orgânico (por exemplo, uma tinta de jato de tinta) aos mesmos.

[0037] Além disso, um recipiente de vidro de acordo com a presente invenção pode compreender uma camada contendo silicone, de preferência, uma camada contendo sílica (por exemplo, pirossil), entre o CEC e a imagem impressa a jato de tinta. Essa camada contendo sílica fornece locais de ligação aumentados para a(s) camada(s) impressa(s) a jato de tinta. Além disso, a mesma pode resultar em uma superfície áspera do material nanoporoso para maior adesão e uma superfície com uma maior energia superficial. A mesma pode ser depositada, por exemplo, por pirólise de chama. Os precursores podem ser entregues como vapor, um líquido atomizado, uma solução atomizada e/ou similares.

[0038] Uma camada de iniciador pode estar presente entre a superfície externa do vidro e a imagem impressa a jato de tinta, a fim de melhorar a adesão da tinta, isto é, no CEC ou no HEC, ou em uma camada contendo sílica (por exemplo, pirosil). Esse iniciador pode ser pigmentado, branco ou transparente e pode compreender um promotor de adesão. Esse iniciador também pode ser oxidado por tratamento com chama, corona ou plasma para melhorar a adesão da tinta a jato de tinta. Um iniciador pigmentado branco, tipicamente contendo, por exemplo, dióxido de titânio, é preferencialmente usado para aumentar o contraste e a vivacidade das tintas coloridas impressas em um substrato preparado. Isso é especialmente eficaz quando o substrato é transparente. Em particular, o iniciador pode compreender uma fração de grupo radicalmente reativo, como um grupo tiol, um grupo amina ou um grupo etilenicamente insaturado, como um éter de vinil, um éster de vinil, uma acrilamida, uma metacrilamida, um estiril ou, de preferência, um alil, um acrilato ou um metacrilato.

[0039] A imagem impressa a jato de tinta em um recipiente de vidro de acordo com a presente invenção pode compreender uma ou mais camadas de tinta, de preferência, tinta curada por energia, isto é, a tinta pode ser curada de qualquer maneira adequada, por exemplo, curada por radiação por qualquer tipo adequado de radiação como, por exemplo, ultravioleta, feixe de elétrons ou similar, ou curada termicamente por forno de convecção, lâmpadas infravermelhas ou similar, ou uma combinação de radiação e energia térmica.

[0040] No recipiente de vidro impresso a jato de tinta, uma camada protetora e/ou um revestimento transparente podem ser aplicados para proteger a imagem e/ou obter uma impressão mais brilhante ou fosca (ou outro efeito óptico).

[0041] A imagem impressa a jato de tinta pode ter uma resolução de impressão de pelo menos 300 dpi.

[0042] Após a impressão, um revestimento de redução do coeficiente de atrito pode ser aplicado em todo o recipiente de vidro.

[0043] Um recipiente de vidro de acordo com a presente invenção pode ser uma garrafa de vidro, de preferência, uma garrafa de bebida e com mais preferência, uma garrafa de bebida não retornável. Um recipiente de vidro retornável que é exposto a lavagens cáusticas após o uso, não apresentaria HEC após um número limitado de devoluções.

[0044] Além disso, um recipiente de vidro de acordo com a presente invenção pode ser, de preferência, uma garrafa cilíndrica.

[0045] Em uma modalidade adicional da presente invenção, pode ser fornecido um recipiente de vidro que tem uma superfície de vidro externa com uma imagem impressa a jato de tinta fornecida na dita superfície e que tem um CEC com uma espessura entre 0 a 20 nm presente entre a superfície de vidro externa e a imagem impressa a jato de tinta e em que pelo menos parte da área não impressa compreende um revestimento de redução de atrito.

[0046] Em outra modalidade de um recipiente de vidro em que pelo menos parte da área não impressa compreende um revestimento de redução de atrito, pode não haver CEC presente entre a superfície externa de vidro e a imagem impressa. Nesse caso, o CEC está ausente ou é completamente removido por lavagem com uma solução aquosa contendo tensoativo não iônico e tem uma espessura de 0 nm ou substancialmente 0 nm.

[0047] Um revestimento de redução de atrito oferece maior proteção contra arranhões e melhora a durabilidade, a aparência e a pressão interna de ruptura do recipiente de vidro. Uma vez que, para imprimir qualitativamente em recipientes de vidro que tinham um CEC durante as etapas do processo anteriores à impressão, o CEC é removido completamente, ou pelo menos para um nível entre 0 e 20 nm, um recipiente de vidro dotado de revestimento de redução de atrito em pelo menos parte do a área não impressa pode manter sua durabilidade, aparência e uma pressão interna de ruptura de pelo menos 0,7 MPa (7 bar), ou pelo menos 0,8 MPa (8 bar), ou pelo menos 0,9 MPa (9 bar).

[0048] Tal recipiente de vidro pode ter um ângulo de deslizamento de 6 a 10 ou até 20 graus mais baixo em comparação com garrafas de vidro que não possuem um revestimento de redução de atrito em pelo menos parte da área não impressa.

[0049] O revestimento de redução de atrito pode ser aplicado a partir de um precursor à base de água. De preferência, à base de polietileno, à base de poliglicol, à base de ácido oleico ou à base de estearato, à base de ácido graxo, à base de éster de ácido graxo ou à base de éster de ácido oleico e, com mais preferência, a um precursor à base de polietileno parcialmente oxidado.

[0050] O revestimento de redução de atrito também pode compreender componentes à base de silicone, como polidimetilsiloxano.

[0051] O revestimento de redução de atrito também pode compreender compostos reticuláveis. Um exemplo de componentes redutores de atrito reticuláveis são os tensoativos de silicone (met)acrilados. Os tensoativos de silicone (met)acrilados disponíveis comercialmente preferenciais incluem: Ebecryl™ 350, um diacrilato de silicone da Cytec; o polidimetilsiloxano acrilado modificado em poliéter BYK™ UV3500 e BYKT™ UV3530, o polidimetilsiloxano acrilado modificado em poliéter BYK™ UV3570, todos fabricados pela BYK Chemie; Tego™ Rad 2100, Tego™ Rad 2200N, Tego™ Rad 2250N, Tego™ Rad 2300, Tego™ Rad 2500, Tego™ Rad 2600 e Tego™ Rad 2700, Tego™ RC711 da EVONIK; Silaplane™ FM7711, Silaplane™ FM7721, Silaplane™ FM7731, Silaplane™ FM0711, Silaplane™ FM0721, Silaplane™ FM0725, Silaplane™ TM0701, Silaplane™ TM0701T, todos fabricados pela Chisso Corporation; e DMS-R05, DMS-R11, 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 e UTT-1012, todos fabricados pela Gelest, Inc.

[0052] O revestimento de redução de atrito pode, alternativamente, compreender uma composição de tinta transparente, incluindo um composto de redução de atrito.

[0053] Em uma modalidade adicional, além do revestimento de redução de atrito em pelo menos parte da área não impressa, também a tinta a jato de tinta da imagem impressa pode compreender um composto de redução de atrito.

[0054] Em um aspecto adicional da presente invenção, é fornecida uma modalidade de um método de impressão a jato de tinta de uma imagem em um recipiente de vidro que compreende as etapas de:

[0055] a) fabricar um recipiente de vidro com uma camada de CEC;

[0056] b) remover pelo menos parte da camada de CEC para um nível em que a camada de CEC restante tenha uma espessura inferior a 20 nm, lavando o CEC do recipiente de vidro com uma solução aquosa contendo tensoativo não iônico, enxaguando com água e soprando a água do recipiente por meio de uma corrente de ar pressurizada,

[0057] c) imprimir a jato de tinta uma imagem no recipiente de vidro.

[0058] O CEC pode ser solúvel em água ou pelo menos parcialmente solúvel em água. No entanto, como explicado anteriormente neste texto, de preferência, a camada de CEC pode ser uma CEC insolúvel em água.

[0059] A remoção do CEC ao nível em que o CEC restante tem uma espessura de 0 a 20 nm de CEC é equivalente a algumas monocamadas ou menos. De preferência, a espessura do CEC restante está entre 0 e 10 nm e, com mais preferência, entre 0 e 5 nm e, ainda com mais preferência, substancialmente 0 nm.

[0060] Em uma modalidade preferencial da presente invenção, o CEC pode ser pelo menos parcialmente removido por lavagem com uma solução aquosa contendo um detergente, em que o dito detergente contém um tensoativo não iônico ou uma mistura de tensoativos não iônicos. Dependendo do tempo e da temperatura de lavagem, o nível de CEC restante pode ser variado ou otimizado de menos de 20 nm para duas ou uma monocamada, ou para um nível em que apenas vestígios separados permaneçam na superfície ou até a remoção completa.

[0061] A solução aquosa pode ainda compreender agente antiespuma.

[0062] Em uma modalidade específica de um método da presente invenção, a lavagem do CEC para pelo menos remover o mesmo parcialmente do recipiente de vidro pode ser realizada a uma temperatura de pelo menos 70 °C, de preferência, pelo menos 80 °C. O tempo e a temperatura de lavagem podem variar dependendo do nível de remoção do CEC.

[0063] Depois de lavar e enxaguar com água, o recipiente de vidro lavado pode ser seco removendo a água em uma fase predominantemente líquida, por exemplo, soprando as gotas de água ou centrifugando as garrafas. Foi inesperadamente constatado que, ao remover ativamente água no estado líquido (isto é, evitando a secagem), a aderência, bem como a qualidade de impressão das gravuras, por exemplo, aberrações de cor e resolução é significativamente melhorada em comparação com a qualidade de impressão sobre um substrato de vidro a partir do qual o CEC foi pelo menos parcialmente removido por lavagem e enxágue e subsequentemente seco. Sem estar vinculado a nenhuma teoria, o motivo assumido é que as manchas de água deixadas após a secagem podem aumentar a tendência de as tintas móveis e de jato de tinta com menor viscosidade se mover na superfície antes da solidificação.

[0064] De preferência, a água é soprada da superfície externa do recipiente por meio de uma corrente de ar pressurizada, com mais preferência, um fluxo laminar de ar pressurizado.

[0065] Para soprar água (gotículas) de um recipiente de vidro lavado, podem ser utilizados coletores de ar que consistem em uma seção fechada de tubo conectada a um suprimento de ar. Pequenos orifícios são fornecidos ao longo do comprimento do tubo. O ar passa pelos orifícios e é direcionado para as garrafas ou latas, em um esforço para soprar o líquido de lavagem. Também podem ser utilizados bocais de ar chatos, que de fato também são uma seção fechada do tubo, mas os pequenos orifícios são substituídos por vários bicos chatos.

[0066] Por razões de maior eficiência, redução de ruído e consumo reduzido de ar e energia, de preferência, facas de ar (também chamadas de lâminas de ar) podem ser usadas, ou um conjunto de faca de ar que consiste em pelo menos uma e, de preferência, duas ou mais facas de ar.

[0067] Uma faca de ar industrial é um plenum de ar pressurizado contendo uma série de orifícios ou ranhuras contínuas através das quais o ar pressurizado sai em uma linha fina em um padrão de fluxo laminar. A velocidade do ar de saída cria uma velocidade do ar de impacto na superfície da garrafa. A fina linha de ar pode ser cuidadosamente posicionada em relação aos ângulos de inclinação, rotação e guinada para atingir com precisão as garrafas quando as mesmas passam na frente da faca para remover água de uma área em que a impressão deve ocorrer.

[0068] As facas de ar podem ser posicionadas imediatamente adjacentes à cabeça de impressão a jato de tinta.

[0069] De um modo preferencial, a faca de ar (ou facas) pode ser posicionada apontando a montante da posição em que está localizada, e o ar emitido da mesma atinge as garrafas antes que as garrafas cheguem à faca de ar.

[0070] Além disso, a faca de ar pode ser posicionada de modo que o fluxo de ar linear atinja a área superior a ser desidratada e force a água para baixo. À medida que uma garrafa se move em direção às facas de ar, a pressão crescente do ar continua a empurrar o líquido para baixo e para fora da garrafa.

[0071] Em uma modalidade particular de acordo com a presente invenção, o CEC é removido para um nível que aumenta o ângulo de deslizamento da garrafa de vidro em pelo menos 6°, ou pelo menos 10°, ou mesmo pelo menos 20°. Os ângulos de deslizamento são determinados colocando uma garrafa em cima de duas garrafas horizontais do mesmo tipo, em contato alinhado. O ângulo de inclinação é aumentado a uma certa velocidade e o ângulo de inclinação em que a garrafa superior começa a deslizar é chamado de ângulo de deslizamento. Um ângulo de deslizamento pode ter valor maior que 30° a menor que 10°.

[0072] No caso em que o CEC seja completamente removido, o HEC pode ser a superfície na qual a imagem é jateada com tinta.

[0073] Alternativamente, em uma modalidade de acordo com a presente invenção, é fornecido um método de impressão a jato de tinta em uma imagem em um recipiente de vidro, em que uma camada de iniciador é aplicada no recipiente de vidro após pelo menos remoção parcial do CEC e antes da impressão a jato de tinta de uma imagem no recipiente de vidro. Esse iniciador pode ser pigmentado, branco ou transparente e pode compreender um promotor de adesão. Esse iniciador também pode ser curável por energia, de modo que a tinta a jato de tinta possa ser jateada no iniciador úmido, em que a tinta a jato de tinta tem uma viscosidade que é menor que a viscosidade do iniciador e em que o iniciador e a tinta a jato de tinta podem ser simultaneamente curados por energia. Esse iniciador pode ser pigmentado, branco ou transparente e pode compreender um promotor de adesão. Esse iniciador também pode ser oxidado por tratamento com chama, corona ou plasma para melhorar a adesão da tinta a jato de tinta. Um iniciador pigmentado branco, tipicamente contendo, por exemplo, dióxido de titânio, é preferencialmente usado para aumentar o contraste e a vivacidade das tintas coloridas impressas em um substrato preparado. Isso é especialmente eficaz quando o substrato é transparente. Em particular, o iniciador pode compreender uma fração de grupo radicalmente reativo, como um grupo tiol, um grupo amina ou um grupo etilenicamente insaturado, como um éter de vinil, um éster de vinil, uma acrilamida, uma metacrilamida, um estiril ou, de preferência, um alil, um acrilato ou um metacrilato.

[0074] O CEC restante, ou no caso de remoção completa do CEC, o HEC ou a camada de iniciador, pode ser pelo menos parcialmente oxidado por tratamento com chama, corona ou plasma, a fim de melhorar a adesão da tinta a jato de tinta a ele.

[0075] Em uma outra modalidade de acordo com a presente invenção, após o tratamento com chama, corona ou plasma, uma camada à base de silício, de preferência, à base de sílica (por exemplo, pirossil) pode ser aplicada no recipiente de vidro. Assim, essa camada baseada em sílica pode ser aplicada em CEC restante pelo menos parcialmente oxidado, em HEC pelo menos parcialmente oxidado ou em iniciador pelo menos parcialmente oxidado antes da impressão a jato de tinta da imagem. Essa camada contendo silício fornece locais de ligação aumentados para a(s) camada(s) de jato de tinta. Além disso, os mesmos podem resultar em uma superfície áspera do material nanoporoso para maior adesão e uma superfície com maior energia superficial. O mesmo pode ser depositado, por exemplo, por pirólise de chama. Os precursores podem ser entregues como vapor, um líquido atomizado, uma solução atomizada e/ou similares.

[0076] De preferência, os recipientes de vidro fabricados de acordo com um método da presente invenção são cheios após a impressão a jato de tinta da imagem, a fim de evitar danos à impressora a jato de tinta devido à ruptura acidental do recipiente de vidro cheio.

[0077] Na etapa de impressão a jato de tinta, a cabeça de impressão a jato de tinta pode digitalizar para frente e para trás em uma direção longitudinal através do recipiente de vidro em movimento, e a cabeça de impressão a jato de tinta pode não imprimir no caminho de volta. No entanto, a impressão bidirecional pode ser usada e pode ser preferencial para obter uma alta taxa de transferência de área em recipientes de vidro de tamanho grande. Outro método de impressão preferencial pode imprimir também em várias passagens, mas em uma direção transversal (circular ao redor da garrafa). Nesse método, a posição relativa da garrafa em relação ao cabeçote de impressão pode ser alterada após cada passagem para imprimir imagens maiores que o tamanho de uma cabeça de impressão. Isso requer costura do trabalho artístico impresso. Outra variação desse método usa o movimento relativo da garrafa em relação ao cabeçote de impressão ao imprimir as diferentes passagens: obtém-se uma impressão em espiral na garrafa. Neste último, os defeitos de costura serão menos evidentes. Outro método de impressão preferencial pode ser por meio de um “processo de impressão de passagem única”, que pode ser realizado com o uso de cabeças de impressão a jato de tinta largas ou várias cabeças de impressão a jato de tinta que cobrem toda a largura da imagem a ser impressa (escalonada ou conectadas entre si). Em um processo de impressão de passagem única, as cabeças de impressão a jato de tinta geralmente permanecem estacionárias e a superfície do substrato é transportada sob as cabeças de impressão a jato de tinta.

[0078] As técnicas de impressão a jato de tinta, como usadas na presente invenção, podem ser impressão a jato de tinta piezoelétrica, tipo contínuo e tipo de queda sob demanda térmica, eletrostática e acústica.

[0079] Uma temperatura de jateamento preferencial é entre 10 e 70 °C, com mais preferência entre 20 e 60 °C e com mais preferência entre 25 e 45 °C.

[0080] Podem ser usadas tintas de jato de tinta à base de solvente ou à base de água, mas, de preferência, é usada tinta de jato de tinta com cura energética. A tinta de jato de tinta curável por radiação, pode ser curada expondo a radiação actínica e/ou por cura por feixe de elétrons. De preferência, a cura por radiação é realizada por uma exposição geral à radiação actínica ou por uma cura geral por feixe de elétrons. A tinta a jato de tinta curável termicamente pode ser curada por forno de convecção, lâmpadas infravermelhas ou similares.

[0081] Os meios de cura podem ser dispostos em combinação com a cabeça de impressão da impressora a jato de tinta, viajando com o mesmo de modo que a tinta seja exposta à energia de cura logo após o jato. Nessa disposição, pode ser difícil fornecer uma fonte de energia suficientemente pequena conectada e viajando com a cabeça de impressão. Portanto, uma fonte de energia fixa estática pode ser empregada, por exemplo, uma fonte de luz UV de cura, conectada à fonte de radiação por meio de meios condutores de radiação flexíveis, como um feixe de fibra óptica ou um tubo flexível internamente refletivo. Alternativamente, a radiação actínica pode ser fornecida a partir de uma fonte fixa para a cabeça de impressão por uma disposição de espelhos, incluindo um espelho na cabeça de impressão.

[0082] A fonte de radiação disposta para não se mover com a cabeça de impressão também pode ser uma fonte de radiação alongada que se estende transversalmente através da(s) camada(s) de tinta a ser curada e adjacente ao caminho transversal da cabeça de impressão, de modo que as linhas subsequentes de imagens formadas pela cabeça de impressão sejam passadas, passo a passo ou continuamente, abaixo dessa fonte de radiação. A fonte de radiação é, de preferência, uma fonte de radiação ultravioleta, como uma lâmpada de mercúrio de alta ou baixa pressão contendo elementos inclinados opcionais, um tubo de cátodo frio, uma luz negra, um LED ultravioleta, um laser ultravioleta ou uma luz de flash.

[0083] Além disso, é possível curar a imagem impressa a jato de tinta usando, consecutiva ou simultaneamente, duas fontes de luz de comprimento de onda ou iluminação diferentes. Por exemplo, a primeira fonte de UV pode ser selecionada para ser rica em UV-A, por exemplo, uma lâmpada dopada com gálio ou uma lâmpada diferente, alta tanto em UV-A quanto em UV-B. A segunda fonte de UV pode, então, ser rica em UV-C, em particular na faixa de 260 nm a 200 nm. Verificou-se que o uso de duas fontes de UV apresenta vantagens, como uma velocidade de cura rápida.

[0084] Para facilitar a cura, a impressora a jato de tinta geralmente inclui uma ou mais unidades de esgotamento de oxigênio. As unidades de depleção de oxigênio colocam uma manta de nitrogênio ou outro gás relativamente inerte (por exemplo, CO2), com posição ajustável e concentração ajustável de gás inerte, a fim de reduzir a concentração de oxigênio no ambiente de cura. De fato, o oxigênio pode atuar como um limpador de radicais livres, removendo os radicais disponíveis da reação de polimerização. Os níveis residuais de oxigênio geralmente são mantidos tão baixos quanto 200 ppm, mas geralmente estão na faixa de 200 ppm a 1200 ppm.

[0085] No contexto da presente invenção, a imagem a ser impressa a jato de tinta pode compreender qualquer tipo de figura, logotipo, texto, arte gráfica, codificação (código QR, código de barras) e similares.

[0086] Após a impressão, um revestimento de redução do coeficiente de atrito pode ser aplicado em todo o recipiente de vidro.

[0087] Alternativa e preferencialmente, pode ser fornecido um método de impressão a jato de tinta de uma imagem em um recipiente de vidro que compreende as etapas de:

[0088] a) fornecer um recipiente de vidro do qual um CEC é pelo menos parcialmente removido por lavagem com uma solução aquosa contendo tensoativo não iônico a um nível entre 0 e 20 nm,

[0089] b) imprimir a jato de tinta uma imagem no recipiente de vidro, deixando uma área não impressa,

[0090] c) depositar um revestimento de redução de atrito em pelo menos parte da área não impressa.

[0091] Um revestimento de redução de atrito oferece maior proteção contra arranhões e melhora a durabilidade, a aparência e a pressão interna de ruptura do recipiente de vidro. Visto que, para imprimir qualitativamente em recipientes de vidro com um CEC insolúvel em água durante as etapas do processo que precedem a impressão, o CEC é removido completamente, ou pelo menos para um nível entre 0 e 20 nm, depositando um revestimento redutor em pelo menos parte da área não impressa, a durabilidade, a aparência e a pressão interna de ruptura do recipiente de vidro podem ser mantidas.

[0092] Uma vez que a área não impressa é tipicamente molhável por soluções à base de água, o revestimento de redução de atrito pode, de preferência, ser aplicado a partir de um precursor à base de água. Além disso, as tintas hidrofóbicas são normalmente muito mais usadas do que as tintas hidrofílicas. Como resultado, um precursor à base de água não molha a superfície da imagem impressa a jato de tinta, mas de fato molha o HEC, o iniciador ou o CEC restante em pelo menos parte da área não impressa.

[0093] O precursor de revestimento de redução de atrito pode ser à base de polietileno, à base de poliglicol, à base de ácido oleico ou à base de estearato, à base de ácido graxo, à base de éster de ácido graxo ou à base de éster de ácido oleico e, de preferência, à base de polietileno parcialmente oxidado.

[0094] A etapa de depósito pode incluir qualquer técnica convencionalmente usada para depositar um revestimento de redução de atrito na superfície de um recipiente de vidro, como, por exemplo, imersão ou aspersão.

[0095] Alternativamente, a etapa de depósito pode compreender a impressão da área não impressa com uma composição de tinta transparente compreendendo um revestimento de redução de atrito.

[0096] Em uma outra modalidade da presente invenção, a imagem pode ser impressa com uma composição de tinta que compreende um composto de redução de atrito. Nesse caso, substancialmente toda a superfície externa é coberta com um revestimento de redução de atrito.

EXEMPLO Amostras de garrafa:

[0097] Garrafas marrons 33CI Adriaan não retornáveis não impressas foram adquiridas junto à Ardagh. Essas garrafas foram produzidas com um CEC não solúvel em água com base em RP 40 comercialmente disponível junto à Arkema.

Lavagem de garrafa:

[0098] As garrafas foram lavadas colocando as mesmas em banho-maria a 97 °C no qual um tensoativo ou detergente foi dissolvido. As garrafas foram removidas após 10 minutos e lavadas com água quente. As garrafas foram sucessivamente secas com ar comprimido.

[0099] Foram utilizadas 3 soluções diferentes com tensoativos ou detergentes:

[0100] - Solução A (à base de um tensoativo não iônico): 20 g/l de éter poli(etileno glicol) (8) tridecílico em água.

[0101] - Solução B (à base de tensoativo aniônico): 20 g/l em água

[0102] - Solução C (à base de tensoativos não iônicos): Superontvetter de 50g/l, disponível comercialmente junto à empresa Lamont Products NV (Bélgica) em água.

Impressão:

[0103] A impressão a jato de tinta das garrafas foi realizada em uma “Unidade de Laboratório” disponível comercialmente junto à CURVINK bv (Holanda) equipada com um módulo de laboratório flamejante e um módulo de laboratório de aplicação de iniciador. Seguiu-se o procedimento para imprimir as garrafas:

[0104] as garrafas foram revestidas com o módulo de laboratório de aplicação de iniciadores com o uso de um iniciador à base de alcoxi silano em um modo de 1 revolução. As garrafas foram secas em condições ambientais durante 8 minutos. As garrafas foram sucessivamente colocadas no módulo de jato de tinta e o corpo da garrafa foi impresso com uma tinta branca à base de acrílico curável por UV. A tinta branca foi injetada com uma cabeça GS12 XAAR 1001 em um modo de passagem única usando o nível 5 da escala de cinza. Um design uniforme em branco e texto foi impresso. O nível de fixação foi fixado em 1% e foi realizado com uma barra de LED de 8W da Hoenle. Finalmente, as garrafas foram retiradas do módulo de jato de tinta e totalmente curadas com uma lâmpada UV no modo de 8 rotações.

[0105] Simulador de pasteurização:

[0106] Para simular um processo de pasteurização, as garrafas foram colocadas em banho-maria. O seguinte programa de temperatura foi seguido: 10 minutos a 45 °C, 20 minutos a 62 °C e 10 minutos a 30 °C. As garrafas foram removidas do banho de água e secas em condições ambientais.

Teste de adesão:

[0107] Para avaliar a adesão das impressões, uma faca foi usada para arranhar a arte impressa. 5 riscos horizontais e 5 verticais foram aplicados para criar 16 quadrados. A distância entre cada arranhão é de 2 mm. A fita adesiva (Tesa krepp 4304) foi fortemente gravada na área arranhada e removida em um movimento. A superfície foi inspecionada visualmente nesse procedimento e a quantidade de revestimento removido foi comparada.

Resultados:

[0108] A área de impressão em garrafas que foram limpas com a solução A ou C mostrou muito menos danos do que garrafas limpas com a solução B. Esses resultados mostram que os tensoativos não iônicos são os preferenciais em comparação com outros tipos de tensoativos para remover o CEC e obter uma forte adesão.

Claims

1. Método de impressão a jato de tinta de uma imagem em um recipiente de vidro, caracterizado por compreender as etapas de: a) fabricar um recipiente de vidro com uma camada de CEC; b) remover parte da camada de CEC para um nível em que a camada de CEC restante tenha uma espessura menor que 20 nm, lavando o CEC do recipiente de vidro com uma solução aquosa contendo tensoativo não iônico, enxaguando com água e soprando a água do recipiente por meio de uma corrente de ar pressurizada. c) imprimir a jato de tinta uma imagem no recipiente de vidro.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o CEC ser insolúvel em água.

3. Método, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por compreender a etapa de aplicação de uma camada de iniciador no recipiente de vidro após remoção parcial do CEC e antes da impressão a jato de tinta de uma imagem no recipiente de vidro.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender ainda a etapa de um tratamento de chama ou plasma do recipiente de vidro após remover parcialmente o CEC.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por compreender ainda a etapa de aplicação de uma camada de sílica no recipiente de vidro após o tratamento com chama ou plasma.

6. Método, acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o CEC ser lavado do recipiente de vidro a uma temperatura de 70°C.

7. Recipiente de vidro com uma imagem impressa a jato de tinta, caracterizado por a imagem impressa a jato de tinta ser obtida de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores.