CN105026169A - 在金属容器基体上的喷墨印刷 - Google Patents

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Abstract

一种用于形成饮料容器端部（34a）的方法，所述饮料容器端部在其拉环（36a）上具有喷墨标记（50a），所述方法包括经由喷墨将墨施加至拉环料的表面的步骤，其中，所述拉环料表面是未润滑的且大体上不具有工厂润滑剂。所述方法进一步包括在施加墨的步骤之后对所述拉环料进行润滑的步骤、将所述拉环料制成拉环的步骤、以及将所述拉环与端部壳体进行组合以形成所述饮料容器端部的步骤。

Description

在金属容器基体上的喷墨印刷
背景技术
本发明涉及金属饮料和金属食物容器，更具体地涉及标记或装饰金属容器和/或其原材料，特别是拉环料（tab stock）或拉环。
常规的饮料容器包括容器体部及容器端部。饮料容器体部典型地由3000系列铝合金所形成。饮料容器端部典型地由5000系列合金所形成。用于形成容器体部和容器端部的铝片典型地涂覆有润滑剂，例如约5-10 mg/m2的癸二酸二辛酯（DOS）的蜡状涂层，以防止铝片在卷绕、输送和展开期间的磨损或划伤。DOS的量是小心调节的，以确保其与后续的漆料涂层兼容。生产者可以使用其它的润滑剂。
对于用于形成拉环的铝而言，铝拉环料典型地需要轻油润滑剂，用于在拉环压力机（tab press）中的拉环制作工艺。可以在润滑之前提供设置成卷绕状的拉环料，或者润滑剂可以在端部制作车间处加入。拉环条在形成之后被传送至转换压力机（conversion press），在那里拉环通过铆钉被固定至容器端部壳体。
在用于饮料容器的铝基体上的喷墨印刷已经在多篇现有技术参考资料中被公开。例如，标题为“Beverage Can Having Instant Winner Type Game Thereon,”美国专利号5,992,892公开了通过喷墨印刷在饮料容器上印刷标识。标题为“Method Of Manufacturing An Aluminum Design Tab End Using An Ink Jet Printing For A Beverage Can”的公布WO/2002085553公开了在饮料容器端部的拉环上的计算机化设计的喷墨印刷。
然而，从商业上来看，喷墨印刷在铝饮料容器或拉环上并不流行。相反，容器体部通常在称作容器装饰机的机器中由干式平版印刷（dry offset printing）来进行装饰。而且，有时在商业上针对拉环来使用一个或多个涂层的激光烧蚀（laser ablation）。
除了出于美学、品牌的和信息原因的装饰之外，饮料容器有时包括诸如QR码、DataMatrix码及类似的二维码（dimensional codes），其在本文中将被称作2D码。2D码被公知为将信息提供给消费者。
关于墨可以施加到其上的表面而言，表面能量（或表面张力）是固体的基本性质，并且从诸如聚乙烯（PE）的塑料的低水平变化到玻璃及金属表面的高水平。表面张力是液体的可比拟性质。对于将要对固体表面进行润湿的液体，液体的表面张力必须低于固体的表面能量或表面张力。对于在许多塑性及金属表面上的印刷墨、胶漆（glue varnish）等的粘附而言，表面能量是一个决定性的标准。片材的表面能量或表面张力通常以mN/m（毫牛顿每米）或者以dyn/cm（达因每厘米）来测量，其具有相同的数值。除了一些例外，一般的规则是材料的表面能量越高，其越适合于容纳涂层。所知道的是，表面上的污染物会导致低的表面能量。作为通常的限制，38 dyn/cm有时被称作阈值，在该阈值之下，粘附将会不好。
发明内容
本系统和方法提供了一种用于施加喷墨印刷技术至金属基体、特别是用于制作饮料容器的铝基体的技术。优选地，喷墨印刷工艺将标识或装饰施加在将在饮料容器拉环上的铝拉环料上。
发明人已经发现铝线圈（coil）常见的DOS涂层（当从铝制造厂供应至饮料容器制造商时）干扰墨在金属基体上的粘附，这使得在饮料容器制造常见的商用速度中，喷墨印刷并不可行。而且，发明人推测其它润滑剂可以被铝线圈生产者采用，这可能具有针对喷墨印刷的相似的缺点。
发明人已经示出，商用的墨可以在拉环料已经使用溶剂进行清洁之后被施加至常规的铝拉环料。可以使用用于增加表面能量的其它方法。
在一个实施例中，一种用于形成饮料容器端部的方法（所述饮料容器端部在其拉环上具有喷墨标记）包括经由喷墨将墨施加至拉环料的表面的步骤，其中，所述拉环料表面是未润滑的且大体上不具有工厂润滑剂。所述方法进一步包括在施加墨的步骤之后对所述拉环料进行润滑的步骤、将所述拉环料制成拉环的步骤，以及将所述拉环与端部壳体进行组合以形成所述饮料容器端部的步骤。
在另一个实施例中，一种用于形成饮料容器端部的方法（所述饮料容器端部在拉环料上具有喷墨标记）包括经由喷墨将墨施加至拉环料的表面的步骤，所述拉环料表面是未润滑的且大体上不具有DOS。在所述施加墨的步骤之后，所述方法进一步包括将所述拉环料滚转成线圈的步骤，借此，所述拉环料适合被制成饮料或食物容器的拉环。
在又一个实施例中，拉环料材料是未润滑的且大体上不具有工厂润滑剂。拉环料材料包括通过在拉环料材料的表面上喷墨印刷所形成的标识，并且至少有一部分表面具有小于44 dyn/cm的表面能量。
附图说明
图1是图示了本发明的方面的系统的示意性视图；
图2是图示了第一拉环实施例的饮料容器的透视图；
图3是图示了第二拉环实施例的饮料容器的透视图；并且
图4是图示了第一拉环实施例的饮料容器的透视图。
具体实施方式
针对铝饮料容器拉环料描述用于喷墨印刷的系统和方法。如在图1中所示，用于形成饮料容器拉环的系统10包括铝拉环料的线圈12、开卷机（dereeler）14、隔离机构16、喷墨印刷站18、润滑站20和拉环压力机22。开卷机14和隔离滚转系统16优选地是常规的。
喷墨印刷站18优选地使用常规的喷墨印刷技术，其利用与饮料容器工业常见的材料和涂层兼容的墨。润滑系统20优选地是常规的。拉环压力机22通过切削并弯曲材料条（在图1中未示出）的一部分来形成拉环。例如，压力机22可以是由瑞士的Bruderer制作的模型BSTA-90/20或者由美国的Minster制作的模型PM2-80。
卷绕的拉环料典型地具有三个或四个拉环的宽度。拉环料典型地是5000系列合金，诸如具有0.0110英寸或更少厚度的5182合金。拉环料大体上不具有诸如DOS的工厂润滑剂，使得其具有合适的表面，用于由喷墨印刷工艺的涂层粘附。喷墨印刷优选地施加至拉环料的下侧（即，在拉环压力机中形成时变成拉环下侧的表面）。本发明还包括在拉环料的顶侧上的喷墨印刷。在已经完全被准许用于预期应用的印刷工艺期间施加高柔韧性UV固化的喷墨的墨。
图2图示了饮料容器30，其包括容器体部32和通过双重接缝（double seam）附接至容器体部32的容器端部34。拉环36包括下侧38和顶侧40（在图2中未示出）。由诸如QR码的2D条形码图示的标识50位于拉环下侧38上。2D条形码50是根据本文描述的方法来生产的。本发明不受限制地包括如信息、促销或抽奖信息的其它标识。
图3图示了包括拉环36a的饮料容器30a。由标志所图示的标识50a位于顶侧40a上。标志50a是根据本文描述的方法来生产的。
图4图示了包括拉环36b的饮料容器30b。由标志所图示的标识50b位于拉环的下侧38b上。标志50b是根据本文描述的方法来生产的，这样使得喷墨印刷形成了标志50b的负像（negative）。标志50b是通过可见的铝周围的墨所形成的。
拉环料线圈12可来自于大体上不带有诸如DOS的工厂润滑剂的供应商，或者拉环料可以在喷墨印刷站18之前进行处理。线圈可以使用针对特定润滑剂所选择的常规溶剂来清洁。诸如电晕处理、等离子体处理和火焰处理的其它常规方法可用于在拉环料进入喷墨印刷站之前增加其表面能量。在形成印刷拉环之后，拉环可到达转换压力机（在图中未示出），用于施加至容器端部壳体。可替代地，喷墨印刷可在拉环料被卷绕之前进行，例如通过铝的生产者。
至少在工厂润滑剂是DOS的情形中，可能有利的是（诸如通过溶剂清洁或其它常规方法）处理拉环料，以具有在表面张力测试上小于44 dyn/cm的表面能量，优选地小于42 dyn/cm或者小于40 dyn/cm、38 dyn/cm，或者更优选地在表面张力测试上小于36 dyn/cm。正如熟悉在金属包装基体上进行印刷的技术人员所理解的，最小表面能量存在较低的实践极限，这取决于墨的特定选择和基体性质。
根据本技术，喷墨工艺是单一阶段工艺，这区别于有色涂层的商用激光烧蚀。而且，通过本技术施加的墨典型地在亮的铝背景上将是暗的。因此，与使用激光刻蚀中可能需要考虑的反向处理不同，2D码将常规地进行印刷。在这点上，通过喷墨印刷所施加的2D码可以更容易地由智能手机和其它无线通信设备所读取。而且，喷墨印刷技术是能广泛适用的，这在于其提供许多颜色、速度，其能够匹配超过每分钟400行程、优选地超过每分钟600行程、更优选地超过每分钟700行程的具有两、三、四或者更多拉环宽度料（tab width stock）的商用拉环料线速。
已经在本文中描述了优选实施例和方法，以图示本发明的方面。本发明不局限于本文描述的特定实施例和方法。相反，发明人意图在权利要求书所限定的本发明的完全范围中来提供本发明。

Claims (34)

1.一种用于形成饮料容器端部的方法，所述饮料容器端部在其拉环上具有喷墨标记，所述方法包括以下步骤：
经由喷墨将墨施加至拉环料的表面，所述拉环料表面是未润滑的且大体上不具有工厂润滑剂；
在所述施加墨的步骤之后对所述拉环料进行润滑；
将所述拉环料制成拉环；并且
将所述拉环与端部壳体进行结合以形成所述饮料容器端部。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括卷绕所述拉环料的步骤，其中所述施加步骤在所述卷绕步骤之前进行。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括展开所述拉环料的步骤，其中所述施加步骤在所述展开步骤之后进行。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述施加步骤是在所述拉环料的下侧上进行的。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述施加步骤是在所述拉环料的顶侧上进行的。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述施加步骤包括将标识施加至所述拉环料。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述工厂润滑剂是DOS。
8.如权利要求7所述的方法，在所述施加步骤之前，所述拉环料具有在表面张力测试上小于44 dyn/cm的表面能量。
9.如权利要求7所述的方法，在所述施加步骤之前，所述拉环料具有在表面张力测试上小于42 dyn/cm的表面能量。
10.如权利要求7所述的方法，在所述施加步骤之前，所述拉环料具有在表面张力测试上小于40 dyn/cm的表面能量。
11.如权利要求7所述的方法，在所述施加步骤之前，所述拉环料具有在表面张力测试上小于38 dyn/cm的表面能量。
12.如权利要求7所述的方法，在所述施加步骤之前，所述拉环料具有在表面张力测试上小于36 dyn/cm的表面能量。
13.如权利要求1所述的方法步骤，进一步包括容纳所述拉环料以及从所述拉环料上清洁工厂润滑剂的步骤。
14.如权利要求1所述的方法步骤，进一步包括增加所述拉环料的所述表面能量的步骤。
15.如权利要求1所述的方法，包括前述权利要求中的任一项。
16.一种用于形成饮料容器端部的方法，所述饮料容器端部在拉环料上具有喷墨标记，所述方法包括以下步骤：
经由喷墨将墨施加至拉环料的表面，所述拉环料表面是未润滑的且大体上不具有DOS；
在所述施加墨的步骤之后，将所述拉环料滚转成线圈，借此，所述拉环料适合被制成饮料或食物容器的拉环。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述施加步骤是在所述拉环料的下侧上进行的。
18.如权利要求16所述的方法，其中，所述施加步骤是在所述拉环料的顶侧上进行的。
19.如权利要求16所述的方法，其中，所述施加步骤包括将标识施加至所述拉环料。
20.如权利要求16所述的方法，在所述施加步骤之前，所述拉环料具有在表面张力测试上小于44 dyn/cm的表面能量。
21.如权利要求16所述的方法，在所述施加步骤之前，所述拉环料具有在表面张力测试上小于42 dyn/cm的表面能量。
22.如权利要求16所述的方法，在所述施加步骤之前，所述拉环料具有在表面张力测试上小于40 dyn/cm的表面能量。
23.如权利要求16所述的方法，在所述施加步骤之前，所述拉环料具有在表面张力测试上小于38 dyn/cm的表面能量。
24.如权利要求16所述的方法，在所述施加步骤之前，所述拉环料具有在表面张力测试上小于36 dyn/cm的表面能量。
25.如权利要求16所述的方法步骤，进一步包括容纳所述拉环料以及从所述拉环料上清洁工厂润滑剂的步骤。
26.如权利要求16所述的方法步骤，进一步包括增加所述拉环料的所述表面能量的步骤。
27.如权利要求16所述的方法，包括前述权利要求中的任一项。
28.一种拉环料材料，其是未润滑的且大体上不具有工厂润滑剂，所述拉环料材料包括在其表面上由喷墨印刷而形成的标识，所述表面至少有一部分具有小于44 dyn/cm的表面能量。
29.如权利要求28所述的拉环料，其中，所述拉环料材料大体上不具有DOS。
30.如权利要求28所述的拉环料，其中，所述表面至少有部分具有小于42 dyn/cm的表面能量。
31.如权利要求28所述的拉环料，其中，所述表面至少有一部分具有小于40 dyn/cm的表面能量。
32.如权利要求28所述的拉环料，其中，所述表面至少有一部分具有小于38 dyn/cm的表面能量。
33.如权利要求28所述的拉环料，其中，所述表面至少有一部分具有小于36 dyn/cm的表面能量。
34.如权利要求28所述的拉环料，包括前述权利要求中的任一项。
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