CN101730617A - 采用预印失真制造热成形制品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了载有图像的热成形制品。采用载有网格图像(12)的第一片材(10)和具有至少两个腔体的模具，为每个腔体进行载有网格失真图案(16，18)的成形。基于对应的网格失真图案和目标图像，计算每个腔体的初始图像(20，22)。将初始图像施用到第二片材(24)。采用第二片材(24)和模具制造至少两个制品，每个制品均载有基本上类似于目标图像的失真图像。

Description

采用预印失真制造热成形制品的方法
技术领域
本发明涉及热成形制品以及制造热成形制品的方法。更具体地讲，本发明涉及制造载有文字和图像的热成形制品，例如商品包装。
背景技术
用于在平的片材上成形三维轮廓的方法已为人们所熟知。此类方法通常用来生产塑料包装，通常称作“吸塑”包装，所述包装可包括程式化的文字和图像以引起注意。所述文字和图像可与包装分开制造并设置在包装中或包装上或直接在包装上产生。
反面印刷技术将图像铺设在透明层表面上。当透过所述层观察时，其显示正面图像。所述图像采用常规印刷技术，例如使用多达十种不同颜色的紫外柔性版印刷或凹版印刷方法，进行反面印刷。所印刷的图像可为普通样式或者为用于吸引观察者注意的一种引诱型图形。通过采用半色调技术，可获得接近摄影的图像质量。
可在成形三维轮廓之前将图像反面印刷在吸塑包装上。由于成形会拉伸所述图像，因此有些方法将初始图像(由目标图像失真而来)施用到片材上，以便在成形后失真图像(即，由初始图像失真而来)类似于目标图像。
一种实例方法在样本片材上印刷网格，将其热成形为所需形状。根据由热成形引起的网格失真和目标图像来计算初始图像。将初始图像反面印刷到透明的热塑性薄膜的表面上。将所述薄膜层压到热塑性片材上，将初始图像封闭在薄膜和片材之间，这有助于防止在热成形期间图像上的开裂。将所述层压体热成形为所需形状，目标图像位于其上。
在另一个实例中，一层可膨胀泡沫在一侧上被一层
Figure G2008800082288D00011
覆盖而在另一侧上被一层聚乙烯覆盖，以形成层压体。将目标图像的预失真版式印刷到外面的
Figure G2008800082288D00021
表面。接着，将层压体热成形为载有目标图像的三维轮廓，在此期间泡沫层膨胀。
在另一个实例中，采用一个旋转式或移动式电子数据扫描仪来扫描通过在模具中形成平直网格所产生的失真网格。采集代表其中二维图像将一定会被压缩的区域和程度的数值。在所述数值和二维图像的扫描版本之间的比较将确定使二维图像和所述数值开始在某些参考点处对准所需的变化。将所述变化施用到二维图像上以形成改变的或压缩的二维图像。将改变的图像印刷到塑料原料上，所述塑料原料与模具对准并形成准三维图像。
发明内容
本发明涉及热成形制品及其制造方法。更具体地讲，本发明涉及制造载有图像的深拉伸热成形制品，例如商品包装。将不同于目标图像的初始图像印刷在可热成形的材料上。将所述材料热成形，从而将初始图像失真成为目标图像。
在一个方面，一般来讲，本发明的特征在于一种制造载有图像的热成形制品的方法。利用载有网格图像的第一片材和具有至少两个腔体的模具，为每个腔体进行载有网格失真图案的深拉伸成形。基于对应的网格失真图案和目标图像，计算每个腔体的初始图像。将初始图像施用到第二片材上。利用第二片材和模具，制造至少两个深拉伸制品。每个制品均载有基本上类似于目标图像的失真图像。
本发明的某些具体实施可包括下列一个或多个特征。制品的L/D比率小于约4∶1。L/D比率为约3∶1。L/D比率为约2∶1。通过反面印刷施用初始图像。通过在高应变区域选择性地施用墨图案来施用初始图像以防止图像开裂。通过下列技术中的至少一种施用初始图像：照相凹版印刷、紫外柔性版印刷、平版印刷或胶版印刷。将第一片材对准模具。将第二片材对准模具。在所施用的初始图像上，选择性地施用涂层。所述涂层为包含增滑剂的抗紫外线漆。将片材预热到约130°F。网格图像包括设置在第一片材将经受较大变形之处的较多线条。为每个腔体制造初始测试图像。将初始测试图像施用到测试片材上。为每个腔体成形失真测试图像。基于对应的失真测试图像计算每个初始图像。
如本文所用，“图像”被定义为位于消费品包装上的文字、图像、图画或图片。
通过阅读本发明的优选实施方案的说明和权利要求书，本发明的其它特征和优点将显而易见。
附图说明
图1是载有网格的可变形片材的一个实施方案的透视图；
图2是成形为两个制品的片材的透视图；
图3是载有两个图像的可变形片材的一个实施方案的透视图；
图4是载有成行墨点的可变形片材的顶部局部视图；
图5是成形为两个制品(各载有图像)的片材的透视图；和
图6是载有网格的可变形片材的一个实施方案的顶视图。
具体实施方式
多腔热成形是一种用于制造高容积的吸塑包装组件的众所周知的方法。然而，在大量的腔体(例如，十二或十六)上保持较高的尺寸公差是困难的并且成本较高。腔与腔之间变化的一些来源可为横跨几个腔体的材料纤维网上的温度曲线(例如，材料对于中间腔体比对于边缘腔体具有不同的温度)和相邻周期间工艺(例如，温度，压力)变化、采用不同的热成形机器和腔体尺寸。
甚至当所成形的组件具有容许尺寸时，印刷预成形材料(即，预印刷)以便所成形的组件载有目标图像也可呈现其它问题。在两个或多个成形组件上的同一位置的材料可来自预成形材料上的不同位置，从而导致不可接受的腔与腔之间的图像失真。具有所谓“深拉伸”的组件可因为高应变在图像上产生不可接受的裂纹。
参见图1至4，一般来讲，描述了一种用于制造载有基本相同图像的高容积吸塑包装组件的方法的实例。片材10载有精确印刷的网格图案12。多腔热成形方法在片材10上形成两个吸塑包装壳体14，从而对于每个壳体14使网格图案12失真成为独特的失真图案16和18。根据图案16和18以及目标图像，计算初始图像20和22并反面印刷在片材24上。同一多腔热成形方法成形壳体26，其中初始图像20和22成形为失真图像28，每个失真图像都基本上类似于目标图像。通过对于特定热成形方法的每个腔体计算初始图像，可使腔与腔之间的图像变化最小化。
参见图1，在片材10上印刷网格图案12。优选地，在某些实例中，网格图案12包括网格线30和成形线32。网格线30在片材10上均匀地间隔开，而成形线32则设置在将在成形期间承受高应变的区域中，这将允许更精确地计算那些区域中的应变和变形。在其它实例中，可将网格线30或成形线32删除。采用如下所述的用来印刷初始图像的同一印刷方法印刷网格。
网格图案12包括对准标记34。初始图像20和22必须与热成形模具对准，以便在热成形后失真图像28将基本上类似于目标图像。片材10必须以同样的方式对准，以便网格图案12的失真精确地代表初始图像20和22将如何被失真。换句话讲，失真图像28将不同于目标图像。在一些实例中，将热成形机定位器与对准标记34所指示的片材10上的一组位置建立联系以将片材10与热成形模具对准。在一些实例中，可采用光电单元来读出标记34并建立联系。
精确定位网格图案12允许对于热成形加工的每个腔体在一个或多个扩展的制造路径上采集准确数据，因此对于每个腔体允许更精确的加工能力。继而，所述数据有助于在热成形方法中计算更稳健的初始图像20和22，从而更有能力产生失真图像28。因此，重要的是在计算每个腔体的初始图像之前方法和加工能够产生足够的单位容积并保持可接受的加工能力。
片材10的一个优选实例为印刷级PVC材料，例如厚度为至少约0.015英寸的Klockner TH 280。片材10的一个可供选择的实例为PET材料，例如厚度为约至少0.015英寸的Klockner PETG Release TR。这两个实例均得自Klocnker Pentaplast of America(Rural Retreat，Virginia)。在一些实例中，片材10可如本领域所熟知的那样作为纤维网材料的一部分喂送印刷和热成形方法。在其它实例中，片材10也可如本领域所熟知的那样单独地喂送。
参见图2，通过热成形方法在片材10上成形了壳体14。在一个实例中，将片材10传送过辅助的预热工位，将片材10逐渐加热到约130°F。片材10然后进入热成形炉系统，在此处通过设定在600°F和980°F之间的顶部和底部加热零件将它加热到它的玻璃化转变状态。片材10前进到成形工位，在此处将标记34与热成形模具对准。当模具板和辅助板合到一起时形成了壳体14，其中模具侧上的真空和辅助板10上的压力迫使片材10适形于模具。片材10然后被传送到修整工位，将所述材料精确地剪切成有用尺寸。可采用其它热成形方法来成形壳体14。
壳体14用深拉伸热成形方法成形。一般来讲，热成形零件中的拉深深度可用长度与深度的比率(L/D)来表示。所述长度为零件的最小长度L，并且所述深度为在承载图像的区域中零件的厚度D。如本文所用，“深拉伸”热成形零件具有小于约4∶1的L/D。在一个实例中，在区域40中，壳体14具有约3.75英寸的L和约1英寸的宽度，从而导致约3.75∶1的L/D比率。在另一个实例中，壳体14可具有约3.75英寸的长度和约1.625英寸的深度，从而具有约2.3∶1的L/D比率。
根据从热成形之前和之后网格线30在区域38中的相对位移，可计算初始图像20。在一个实例中，网格线30与用购自Artwork Systems Inc.(Bristol，Pennsylvania)的Grid Warp软件程序生成的计算机网格有关。扫描网格图案12并用Grid Warp程序来比较计算机网格和扫描网格。映射每个方形计算机网格以匹配扫描网格上的相当位置。在映射了整个计算机网格后，定位目标图像，然后用Grid Warp的“翘曲”功能修改，产生初始图像20。用类似的方式，根据网格线在区域40中的位移来计算初始图像22。
参见图3至5，将初始图像20和22反面印刷到片材24的下表面42上。优选地，在一些实例中，采用紫外柔性版方法印刷初始图像20和22。固化的墨薄膜应当具有用键固定到片材24上的高标准墨，其是柔软的以遵从热成形包装的轮廓，并且弹性足以使墨层在热成形过程中被拉伸到其初始印刷表面积的两倍而不出现任何开裂。在其它实例中，可采用凹版印刷或平版印刷。在其它实例中，可采用胶版印刷方法和单独的片材喂送。
在成形期间经受高应变的区域中，存在着墨发生破裂或将会垂直于拉伸方向裂成细纹的可能性。墨印刷图案可改善失真图像28的成形。在一个实例中，在片材24上的一部分58上沿着线52印刷实色作为第一点阵50(即，一系列平行线圆点而不是整个全部覆盖)和其中点阵角度(即，圆点成一直线)与第一印刷层成互补角度的第二点阵54。此类互补角度的一个实例将是90和105度。当在方向A和A’的方向上拉伸所述部分58时，墨可随着变形拉伸而不会开裂，并因为互补圆点的原因所述图样并未显现出裂成分开的圆点细纹。
优选地，在一些实例中，印刷方法将漆(未示出)施用在初始图像20和22上作为最终“颜色”。作为另外一种选择，可在印刷后用专用方法施用漆。漆保护图像免于被抹掉和/或转移到其它表面上。例如，可在喂送到后续包装加工的辊中的纤维网材料上重复地成形壳体14。漆防止墨从一个壳体14的内表面44转移到另一个壳体14的外表面46。对于用于组装的脱模壳体14，漆也可起到防滑剂的作用。一个实例是得自Wikoff Color Corp.(Fort Mill，South Carolina)的UVC 8785。
参见图4，如以上所述一样的热成形方法在片材24上成形壳体26。每个壳体26均载有基本上类似于目标图像的失真图像28。用于评价失真图像28和目标图像之间相似度的一些标准可为例如颜色、清晰度、图像尺寸和位置、字体大小和图像的合适比例。
在一些实例中，壳体26保持连接到片材24上并进行存储直到产品被包装。在一些实例中，包装方法可与热成形方法合并。
参见图3和4，在一些实例中，协调图像20和22以便增加印刷和热成形方法的整体能力。协调包括在片材24上用单色印刷图像20和22并成形壳体14。所得的单色图像28根据图像规范进行评价并根据需要调节图像20和22。
参见图6，上述的实例并不限于两个腔体。在一些实例中，片材80可可载有用于成形十二个壳体腔体的网格图案82。考虑了具有其它数目腔体的其它实例，其仅受热成形物品的样式和热成形方法本身的限制。
在发明详述中引用的所有文件都在相关部分中以引用方式并入本文中；对于任何文件的引用不应当解释为承认其是有关本发明的现有技术。当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
虽然已经举例说明和描述了本发明的特定实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明实质和范围的情况下可以做出各种其他改变和变型。因此，权利要求书意欲包括在本发明范围内的所有这样的改变和变型。

Claims (10)

1.一种制造载有图像的热成形制品的方法，其特征在于所述方法包括：
采用载有网格图像的第一片材和具有至少两个腔体的模具，对每个腔体进行载有网格失真图案的深拉伸成形；
基于对应的网格失真图案和目标图像，计算每个腔体的初始图像；
将所述初始图像施用到第二片材上；以及
采用所述第二片材和所述模具，制造至少两个深拉伸制品，每个制品载有基本上类似于所述目标图像的失真图像。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述制品的L/D比率小于约4∶1。
3.如权利要求1所述的方法，其中施用所述初始图像包括反面印刷所述图像。
4.如权利要求1所述的方法，其中施用所述初始图像包括在高应变区域中选择性地施用墨图案以防止图像开裂。
5.如权利要求1所述的方法，其中施用所述初始图像包括以下技术中的至少一种：凹版印刷、紫外柔性版印刷、平版印刷或胶版印刷。
6.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将第一片材与所述模具对准。
7.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述第二片材与所述模具对准。
8.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在所施用的初始图像上选择性地施用涂层。
9.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：为每个腔体制造初始测试图像；将所述初始测试图像施用到测试片材上；为每个腔体成形失真测试图像；以及基于对应的失真测试图像计算每个初始图像。
10.一种制造载有图像的热成形制品的方法，其特征在于所述方法包括：
预热第一片材，所述第一片材载有包括设置在第一片材将经受较大变形之处的较多线条的网格图像；
将所述第一片材与具有至少两个腔体的模具对准；
为每个腔体进行载有网格失真图案的深拉伸成形；
基于对应的网格失真图案和目标图像，计算每个腔体的初始图像；
为每个腔体制造初始测试图像；将所述初始测试图像施用到测试片材上；为每个腔体成形失真测试图像；以及基于对应的失真测试图像计算每个初始图像；
将所述初始图像紫外柔性版反面印刷到第二片材上，包括在高应变区域中选择性地施用墨图案以防止图像开裂；
将紫外漆选择性地施用到所述初始图像上；
预热所述第二片材；
将所述第二片材与所述模具对准；以及
在所述第二片材中制造至少两个深拉伸制品，每个制品均载有基本上类似于所述目标图像的失真图像。
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