CN110049874B - 一种装饰金属罐身的方法 - Google Patents

Abstract

一种装饰金属罐身的方法，包括使用非可上清漆墨将精细图案印刷到罐身上，并且在已印刷的非可上清漆墨保持湿润的同时将清漆涂覆在已印刷的精细图案上。图案被配置成一旦清漆干燥就在清漆中产生纹理图案。

Description

一种装饰金属罐身的方法

技术领域

本发明涉及在罐表面装饰中形成纹理，更具体地说，涉及使用表面清漆的凝聚形成这种纹理。

背景技术

金属罐，如钢和铝饮料罐，通常由两个件制成。第一部分包括具有一体基部的大致圆柱形容器主体，该容器主体由圆形金属盘通过拉伸和减薄工艺形成。第二部分包括其中形成有拉片或拉环的端部。例如用饮料填充罐，并且随后使用缝合工艺将端部固定到主体上。三件式罐也是已知的，包括附连有顶端和底端的轧制和焊接的罐身。

在本领域中，罐装饰机是已知的用于将装饰施加于罐身的外表面。典型的装饰机利用干胶印工艺在罐身填充之前和(一个或两个)端部缝合之前对罐身进行装饰。现有技术的罐装饰机是相对复杂的设备，但是在图1中示意性地示出。在图示的左手侧，示出了罐身传送机构1，其包括一组绕公共轴线旋转的心轴2。皮布轮以及一组6个上墨工位5显示在图的右手侧，每个上墨工位装载不同的墨颜色。每个上墨工位包括一组上墨辊和印刷滚筒，墨施加在印刷滚筒上。使用安装在印刷滚筒中每一个上的高浮雕板形成独特的原图。

皮布7经由相关皮布段6安装在皮布轮4上。当皮布经过上墨工位时，离散的原图被转印到它们上。结果是皮布上出现了多色复合图像。未印刷或“空白”的罐身被装载到心轴上。然后将它们带入印刷区3，在那里罐身与预上墨的皮布接触，即辊轧。

在一些生产线上，罐身预先涂有底涂层，底涂层在罐身进入罐装饰机之前干燥。典型地，底涂层被涂覆到裸露的金属表面，并且被涂覆为厚膜，为后续的印刷工艺提供反射基底。然后装饰机在罐身上底涂层顶部进行多色装饰。

多色装饰通常不能复原，因此清漆通常层叠在装饰的顶部，以提供光泽和防止磨损和/或腐蚀。清漆通常是透明的，涂覆厚度在3-5微米范围内。

罐装饰机在WO2012/148576和US3,766,851中有更详细的描述。

众所周知，与使用不影响上覆清漆的常规墨相比，通过使用拮抗清漆墨(实际上是非可上清漆墨)来装饰罐身，可以在上覆清漆中形成纹理。这种拮抗墨可能导致清漆在某种程度上凝聚，即凝集。图2是示出在装饰的罐身上产生的示例性触觉装饰的显微照片。图2的纹理效果是由标准清漆薄膜重(大约每平方米4-6克)在灰色非可上清漆墨区域上形成的。装饰可以使用可上清漆和非可上清漆墨的组合来进行，以产生光滑和触觉区域的组合。涂覆的清漆厚度高达10微米可以达到更极端的效果。

EP1211095描述了一种在产品上产生三维效果的方法。这包括使用含有添加剂的墨印刷图案，添加剂导致墨干燥后表面张力降低。随后用树脂涂布干燥的图案，于是树脂倾向于集合在非印刷区域，即形成凸起的脊。EP1211095没有描述适用于制造罐身的超高速生产线的工艺。

发明内容

根据本发明，提供了一种装饰金属罐身的方法，该方法包括使用非可上清漆墨将精细图案印刷到罐身上，以及在已印刷的非可上清漆墨保持湿润的同时将清漆涂覆在已印刷的精细图案上。图案被配置成一旦清漆干燥就在清漆中产生纹理图案。

精细图案中印刷特征的尺寸可以基本上与印刷特征之间的间距相同。例如，精细图案中的印刷特征之间的间距可以小于1mm，优选小于0.4mm。精细图案中的印刷特征之间的间距可以小于0.25mm，优选在0.05和0.15mm之间。特征大小可以具有类似的尺寸，例如线或点宽度。非可上清漆墨的膜重可以小于1.5微米。精细图案可以是凹版图案。

精细图案可以是已印刷区域和未印刷区域的基本规则阵列，其产生基本规则的纹理图案。印刷区域可以是离散区域。

该方法可以包括将可上清漆墨印刷到所述图案中，以提供可上清漆墨和非可上清漆墨的交替区域。非可上清漆墨，或墨中的一种或两种(可上清漆的和非可上清漆的)，可以是透明墨。

纹理图案内清漆的最大厚度可以是涂覆清漆的标称厚度的1.2至3倍。

涂覆清漆的步骤可以在所述印刷步骤后不到500毫秒，优选在50和120毫秒之间进行。

在所述印刷和涂覆步骤之后，罐身可以经过烘箱以干燥墨和清漆。

非可上清漆墨可以是溶剂基干胶印墨。

精细图案之间的区域可以不使用墨印刷，使得在这些区域中清漆被施加到金属基板上。替代地，在涂覆所述清漆之前，可以使用可上清漆墨将第二精细图案印刷到罐身上，所述第二精细图案和所述第一提及的精细图案基本上不重叠。

一种或多种墨可以是含有荧光添加剂的透明墨，荧光添加剂能够通过暴露于紫外光(例如波长通常在350和400纳米之间)而被活化。

一种或多种墨可以是包含热致变色或光致变色颜料的墨。

第一个提及的精细图案可以包括离散的非可上清漆墨点阵列。每个墨点可以具有1mm²或更小，优选小于0.2mm²的面积。

清漆可以包括有色颜料或染料，或效果颜料，例如叶状或非叶状铝片、干涉效果或珠光效果。

附图说明

图1示意性示出了现有技术中已知的罐装饰机设备；

图2是说明现有技术纹理效果的转换后的显微照片；

图3是示出根据本发明实施例的压花纹理效果的转换后的显微照片；

图4示意性示出了包括上墨工位和上清漆工位的罐装饰机；

图5示出了现有技术中已知的光滑纹理效果；

图6是示出光滑和压花纹理效果的组合的转换后的显微照片；

图7示出了示例性原图图案和印刷结果；

图8示出了覆盖有印刷和上清漆结果的转换后的显微照片的示例性原图图案；

图9示出了示例凹版图案；

图10示出了由正常墨膜重形成的纹理图案；

图11示出了由较高墨膜重形成的纹理图案；

图12示出了通过对墨图案覆盖清漆而产生的纹理图案，该墨图案包括可上清漆和非可上清漆墨的交替线条；和

图13显示了通过对墨图案覆盖清漆形成的纹理图案

具体实施方式

如上所述，通过使用非可上清漆墨装饰罐身，可以在罐身清漆中形成纹理。如图2所示，结果是粗糙的纹理，没有任何可辨别的图案。唯一可见的图案是由墨的固体区域与涂覆在所述墨上的清漆区域之间的不可预测的反应“随机”产生的图案。

图3示出了根据本发明的实施例，在金属罐身上的清漆中形成的规则纹理图案(放大×40倍)。图3的纹理图案是通过在非可上清漆(49R207664基底-白-INX^TM国际英国有限公司(INX^TMInternational UK Ltd))墨上涂覆中膜重清漆(大约每平方米4-6克)形成的。这种非可上清漆墨是一种基于溶剂的干胶印墨，不含水(不含蛋白质或硅树脂)。当然，也可以使用其他基于溶剂的干胶印墨。非可上清漆墨作为离散点或岛的阵列印刷在金属罐身基板上。每个点的面积为1mm²或更小，优选小于0.2mm²。

印刷墨的温度通常在25到50摄氏度之间，尽管这将取决于许多因素，包括例如墨类型、覆盖范围和装饰机上冷却系统的效果。纹理图案是由用非可上清漆墨形成的底层装饰的某些精细特征(点阵列)产生的。已印刷墨图案中的精细细节(约0.3mm宽)“迫使”清漆进入非可上清漆墨涂布区域之间的精细间隙。仅仅是由于非可上清漆的白墨表面的初级去湿，这产生了一种有趣的触觉修饰。得到的罐身看起来像是用规则的图案压花的。值得注意的是，细微特征的规则性结合去湿效果产生了光学压花效果，该效果通过这种修饰的纹理得到增强。还应注意的是，一些清漆将保留在非可上清漆墨区域。这对于保持罐身的耐磨性很重要。

在产生这种纹理效果时，重要的是要注意使用“湿对湿”的工艺，即在已印刷的非可上清漆墨保持湿润的同时涂覆清漆。图4示意性地示出了包括具有多个(彩色)上墨工位的皮布装饰机的罐装饰机。上墨后，罐身在移动到转印轮并从那里进入干燥烘箱(在大约200摄氏度下操作)之前，被移动到一个覆盖清漆单元。在典型的线速度下，罐身被上墨到涂覆覆盖清漆之间的时间在50-120毫秒的范围内。在此期间，墨不会干燥到任何显著程度，这意味着覆盖清漆被涂覆到湿墨上。观察到与湿对干印刷相比，“湿对湿”工艺增强了清漆从上墨区域移动到非上墨区域的趋势。

作为对比，图5示出了用相同的装饰图案实现的光滑表面修饰，但是其中墨是可上清漆墨。清漆在可上清漆的白墨和基底金属上看起来都很光滑，没有触觉特征。图5的纹理效果是通过在白色清漆墨(RN20334基底)上的标准清漆薄膜重(大约每平方米4-6克)形成的。

图6示出了一种由可上清漆墨和非可上清漆墨组合而成的效果，使用了相同的底层装饰图案。墨的分布分别产生光滑的修饰和触觉修饰。两种不同墨图案之间的特征过渡优选是光滑的。这种过渡可以设置在主罐身与要颈缩的端部区域之间的接合处。这可能有助于避免压花修饰表面颈缩的问题。印刷包含可上清漆和非可上清漆墨组合的图案也可以在印刷表面的不同位置分别提供光滑或有触感的增强修饰。

图7示出了示例性的原图图案和印刷结果，其中蓝色地带标识要用非可上清漆墨印刷的区域，灰色地带标识未印刷的区域。最小间隔(特征之间)和特征尺寸在很大程度上取决于机器类型和条件，以及在线速度下保证所需效果所需的图案规格。发明人已经确定，在印刷期间，通常会出现个别图案特征的一些增长。这从图7中较大的印刷图案结构中可以明显看出。因此，特征尺寸和特征之间的最小间隔应该优选至少为0.1mm，以避免特征的合并。图案中特征之间的间隔可选地在0.1mm至1mm的范围内。图案中特征的尺寸可选地基本上等于图案中特征之间的间隔。例如，图案特征的面积可以占可印刷表面(即上面将形成纹理图案的表面)的总表面积的40-60％，例如50％。

图8示出了由印刷结果的转换后的显微照片(即显微照片已经转换成等效的线条图)覆盖的示例性原图图案。

图9示出了由连续线条形成的示例凹版图案。凹版图案可能非常适合用于本发明，因为它可能固有地具有在上覆清漆中产生纹理图案的特性。

图10是转换后的显微照片，示出由正常墨膜重(大约1微米)形成的图案，而图11是转换后的显微照片，示出由较高墨膜重(大约1.5微米)形成的图案。如图10和11所示，厚度小于1.5微米的墨膜重可以提供具有显著更明显边缘的纹理图案。

通常，用于装饰罐的方法可以包括将非可上清漆墨的精细图案涂覆到罐身上，然后在已涂覆的墨的顶部涂覆清漆。清漆可以例如使用辊式涂布机或网纹/凹印涂布机涂布。辊式涂布机的辊之间的间隙和辊的速度决定了清漆涂层的厚度。在网纹/凹印涂布机中，雕刻辊的单元体积和结构决定了涂覆清漆的膜重，并且与辊式涂布机相比，随着线速度的变化，使其变化较小。此外，雕刻网纹辊或凹印辊的单元结构和体积可以改变，以在罐和膜重减少的区域(例如在颈缩区域)上产生效果变化，从而有助于颈缩，而不会降低依赖于高清漆膜重的罐的其余部分的效果。清漆通常在涂覆于湿墨后干燥或固化。触觉图案可以使用例如RN20334白色或来自相同非可上清漆(“诺瓦”(“novar”))墨系列其他颜色(包括透明的)形成。非触觉图案可以使用49R207664白色或来自相同清漆墨系列的其他颜色形成。

现在考虑纹理图案特征的高度，这些将显然是所涂覆清漆的标称厚度和所需纹理的函数。仅作为示例，可能希望纹理区域内的最大清漆厚度小于标称清漆厚度的三倍，可能小于标称厚度的两倍。较厚的地带可以在罐身发生清漆重叠的区域中。因此，如果“下层”具有厚度T，那么重叠可以具有1.5T的厚度。如果非可上清漆墨存在于重叠区域中，这可以将清漆厚度加倍到3T。标称下层厚度将约为3gsm(克每平方米)，干膜密度通常为1.00-1.30，这给出了介于2和4微米之间的T值，给出了在罐的下层区域4-8微米和在3T区域8-12微米的压花效果聚集厚度。当然，其他纹理和厚度也是可能的/合乎需要的，包括使用窄线条或特征宽度和/或较小清漆厚度的无光泽特征。

在上述实施例中，要形成纹理图案的地带仅用非可上清漆墨印刷。然而，在其他实施例中，可以通过用可上清漆和非可上清漆墨的组合印刷来增强效果。例如，可上清漆的墨网格可以用可上清漆的墨作为网格内的点印刷。在某些情况下，墨可以是透明墨，可上清漆和/或非可上清漆的。印刷可以在基层顶部上进行，也可以直接在罐身材料上进行。

在一些情况下，可能希望将(已印刷的精细图案的)特征尺寸和/或特征间隔减小到上述尺寸以下，例如0.1mm或更小。通过这样做，有可能使用非常精细的印刷线条产生受控的无光泽表面外观，该印刷线条既不同于在现有技术中使用非可上清漆墨的固体区域获得的效果类型，也不同于上述和图3所示的压花类型效果。图12是一幅放大约×40倍的已转换(照片)显微照片，该照片是用以基本上不重叠的“吻配”排列印刷的非可上清漆和可上清漆的黑色墨的宽度约为0.1mm的交替线条产生的表面。尽管有一些有限的跨线条特征的桥接，但在此放大倍数下，交替上清漆的特征的线条状结构仍显而易见。然而，当用肉眼观察时，与包围它们的可上清漆墨的均匀区域相比，线条区域呈现出无光泽外观。

图13(放大约×40倍)是一张使用图案形成的表面的转换显微照片，该图案包括用非可上清漆墨印刷的间断或断裂而非连续线条形成，其余区域用可上清漆墨印刷。这提供了一种减少效果桥接量的方法，因此，潜在地改善了对无光泽效果的控制。

本领域技术人员应该清楚，线条或特征厚度、清漆膜重以及墨颜色和类型的组合将在本发明的范围内产生不同的效果强度。这种方法有可能在整体光泽罐装饰中提供受控的、特定的无光泽修饰区域，而这是使用传统无光泽或光泽覆盖清漆无法实现的。此外，如图2所示，与在非可上清漆墨的固体印刷上涂覆清漆实现的修饰相比，这种方法提供了更可预测和受控的无光泽修饰。

本领域技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。举例来说，在WO/2014/128200中描述的方法和设备可以用于允许在单个罐身生产线中产生可变的纹理图案。WO/2014/128200描述了在装饰机皮布上形成正的副图像，皮布轮上的皮布中每一个上具有不同的副图像。例如，通过给这些副图像提供图案化的表面，不同的皮布可以提供不同的纹理图案。事实上，皮布表面的区域可以被雕刻或压花以印刷图案，从而在最终上清漆的罐身中产生纹理图案。这可以作为印刷滚筒印刷图案的替代或补充。

Claims (26)

1.一种装饰金属罐身的方法，包括：

使用非可上清漆墨将第一精细图案印刷到所述罐身上，其中第一精细图案中印刷特征之间的间隔小于1mm，并且所述印刷特征的面积占可印刷表面的总表面积的40-60％；和

在所述已印刷的非可上清漆墨保持湿润的同时，将清漆涂覆在所述已印刷的第一精细图案上，

所述第一精细图案被配置成一旦所述清漆干燥就在所述清漆中产生纹理图案。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一精细图案中印刷特征的尺寸与所述印刷特征之间的间距相同。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一精细图案中印刷特征之间的间距小于0.4mm。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一精细图案中印刷特征之间的间距小于0.25mm。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一精细图案中印刷特征之间的间距在0.05与0.15mm之间。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述非可上清漆墨的膜重小于1.5微米。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一精细图案是产生基本规则纹理图案的已印刷和未印刷区域的基本规则阵列。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述印刷区域是离散区域。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一精细图案是凹版图案。

10.根据权利要求1所述的方法，包括将可上清漆墨印刷到所述第一精细图案中，以提供可上清漆墨和非可上清漆墨的交替区域。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述可上清漆墨和非可上清漆墨中的一种或两种是透明墨。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述纹理图案内清漆的最大厚度是所涂覆清漆的标称厚度的1.2至3倍。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述涂覆清漆的步骤在所述印刷步骤之后不到500毫秒进行。

14.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述涂覆清漆的步骤在所述印刷步骤之后50毫秒和120毫秒之间进行。

15.根据权利要求1或2所述的方法，包括在所述印刷和涂敷步骤之后，使所述罐身经过烘箱，以干燥所述墨和所述清漆。

16.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述非可上清漆墨是溶剂基干胶印墨。

17.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一精细图案之间的区域未用墨印刷，使得在这些区域中所述清漆被涂覆到所述罐身。

18.根据权利要求1或2所述的方法，包括在涂覆所述清漆之前，使用可上清漆墨在所述罐身上印刷第二精细图案的步骤，所述第二精细图案和所述第一精细图案不重叠。

19.根据权利要求10所述的方法，其中所述可上清漆墨和非可上清漆墨中的一种或两种是含有荧光添加剂的透明墨，所述荧光添加剂能够通过暴露于紫外光而被活化。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述紫外光的紫外光波长在350和400纳米之间。

21.根据权利要求10所述的方法，其中所述可上清漆墨和非可上清漆墨中的一种或两种是包含热致变色或光致变色颜料的墨。

22.根据权利要求1或2所述的方法，所述第一精细图案包括离散的非可上清漆墨点阵列。

23.根据权利要求21所述的方法，其中每个墨点具有1mm²或更小的面积。

24.根据权利要求21所述的方法，其中每个墨点具有小于0.2mm²的面积。

25.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述清漆包括有色颜料或染料，或效果颜料。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述效果颜料是叶状或非叶状铝片、干涉效果或珠光效果之一。

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