JP2020500748A - 缶の表面装飾におけるテクスチャ形成 - Google Patents

Abstract

金属缶体装飾方法であって、ニス引き不能インクを用いて缶体上に微細パターンを印刷し、印刷されたニス引き不能インクが濡れている間に、印刷された微細パターンの上にニスを塗布することを含む方法。パターンは、ニスが乾いた後でニス内にテクスチャ付きパターンをもたらすように構成されている。

Description

本発明は、缶の表面装飾におけるテクスチャ形成に関し、より詳細には、表面ニスの凝集を用いたそのようなテクスチャの形成に関する。

スチールおよびアルミニウム飲料缶などの金属缶は一般に、二部式で製造される。第１の部分は、絞りしごき加工を用いて円形金属ディスクから形成された、一体型底を備えた略円筒形収容体を備えている。第２の部分は、中に形成されたタブまたはリングプルを有する端部を備える。缶は例えば飲料を満たされ、次に端部はシーミング加工を用いて本体に固着される。三部式缶も知られており、上端と下端が装着された、圧延溶接された缶体を備えている。

缶体の外表面に装飾を施すための、缶デコレータが当技術分野で知られている。一般的なデコレータは、缶体に充填する前、および端部（複数可）のシーミングの前に缶体に装飾を施すためにドライオフセット印刷加工を利用する。従来技術の缶デコレータは比較的複雑な装置であるが、図１には概略的に示されている。図の左側に、共通の軸の周りで回転する一組のマンドレル２を備えた缶体搬送機構１が示されている。図の右側にブランケットホイールが示されており、また、６個一組のインキングステーション５も示されており、それぞれが異なるインク色を装填されている。各インキングステーションは、インクが塗布される一組のインキングローラーと１つの印刷シリンダーを備えている。印刷シリンダーそれぞれに取り付けられた高レリーフ板を用いて別個のアートワークが形成される。

ブランケット７は、それぞれのブランケットセグメント６を介してブランケットホイール４に取り付けられている。ブランケットがインキングステーションを通過するにつれ、個別のアートワークがブランケットに転写される。結果は、ブランケット上への多色合成画像である。未印刷または「ブランクの」缶体がマンドレル上に装填される。これらは次に、印刷ゾーン３に持ち込まれ、そこで缶体はプレインク済みブランケットと接触させられる、すなわちブランケットにわたって巻かれる。

一部の製造ラインでは、缶体はベースコートでプレコートされ、ベースコートは缶体が缶デコレータに入る前に乾燥される。一般的に、ベースコートは素地の金属表面に施され、厚膜で施されて、後続の印刷加工のための反射型ベースを提供する。次にデコレータがベースコートの上から缶体に多色装飾を施す。

多色装飾は一般に弾性でなく、したがって、光沢と、磨耗および／または腐食からの保護を提供するために装飾の上に一般的にニスが重ねられる。ニスは一般的に透明であり、３〜５ミクロンの範囲の厚さで塗布される。

缶デコレータは、特許文献１と特許文献２により詳細に説明されている。

テクスチャは、ニスに拮抗するインク（効果的には、ニス引き不能（ｎｏｎ−ｖａｒｎｉｓｈａｂｌｅ）インク）を用いて缶体を装飾することによってニスを重ねて形成され得ることが知られており、それは、上に重なるニスに影響しない従来型インクとは対照的である。そのような拮抗するインクはニスを或る程度凝集させる、すなわち塊にする可能性がある。図２は、装飾済みの缶体の上に生成される典型的触覚装飾を表す顕微鏡写真である。図２のテクスチャエフェクトは、灰色のニス引き不能インクの領域の上の標準型ニスフィルム重量（平方メートル当たり約４〜６グラム）によって形成される。装飾は、平滑領域と触覚領域の組み合わせをもたらすためにニス引き可能インクとニス引き不能インクの組み合わせで実行されてよい。より極度なエフェクトが、１０ミクロンまで塗布されたニス厚さで達成され得る。

特許文献３は、製品に三次元エフェクトをもたらす加工について記載している。これは、インクが乾いた後で表面張力を減少させることになる添加剤を含有したインクを用いてパターンを印刷することを包含する。乾燥したパターンには続いて樹脂がコーティングされ、それをもって樹脂は非印刷域に集まる傾向となる、すなわち、一段高くなった隆起部を形成する。特許文献３は、缶体を製造するために用いられる超高速生産ラインに適した加工については記載していない。

国際公開第２０１２／１４８５７６号パンフレット 米国特許第３，７６６，８５１号明細書 欧州特許第１２１１０９５号明細書

本発明により、金属缶体を装飾するための方法であって、ニス引き不能インクを用いて缶体に微細パターンを印刷し、ニス引き不能インクが濡れている間に、印刷された微細パターンの上からニスを塗布する方法が提供される。パターンは、ニスが乾くとニス内にテクスチャ加工されたパターンをもたらすように構成される。

微細パターン内に印刷されたフィーチャの寸法は、印刷されたフィーチャ間の間隔と実質的に同じであってよい。例えば、微細パターン内に印刷されたフィーチャ間の間隔は、１ｍｍ未満、好ましくは０．４ｍｍ未満であってよい。微細パターン内に印刷されたフィーチャ間の間隔は、０．２５ｍｍ未満、好ましくは０．０５〜０．１５ｍｍの間である。フィーチャサイズは、同じ寸法、例えば、同じラインまたはスポット幅を有してよい。ニス引き不能インクのフィルム重量は、１．５ミクロン未満であってよい。微細パターンはインタリオパターンであってよい。

微細パターンは、印刷領域と非印刷領域の実質的に規則的なアレイであってよく、それが実質的に規則的なテクスチャ付きパターンをもたらす。印刷領域は個別の領域であってよい。

方法は、ニス引き可能インクを前記パターンに印刷して、ニス引き可能インクとニス引き不能インクの交互の領域を提供することを含んでよい。ニス引き不能インク、または一方または両方のインク（ニス引き可能インクとニス引き不能インク）は透明インクであってよい。

テクスチャ付きパターン内のニスの最大厚さは、塗布されるニスの名目厚さの１．２〜３倍の間であり得る。

ニスを塗布するステップは、前記印刷ステップ後５００ミリ秒未満で、好ましくは５０〜１２０ミリ秒で実行されてよい。

前記印刷および塗布ステップに続いて、缶体は、インクとニスの両方を乾燥させるためにオーブンを通過してよい。

ニス引き不能インクは溶剤型ドライオフセットインクであり得る。

微細パターン間の領域は、これらの領域においてニスが金属基板に塗布されるように、インクで印刷されない。別法として、前記ニスを塗布する前に、第２の微細パターンが、ニス引き可能インクを用いて缶体上に印刷されてよく、前記第２の微細パターンと、前記第１に言及した微細パターンは実質的にオーバーラップしない。

インク、または複数のインクは、蛍光添加剤を含有した透明インクであってよく、蛍光添加剤は例えば、典型的に３５０〜４００ｎｍの波長での紫外光への露光によって活性化され得る。

インク、または複数のインクは、熱変色性または光変色性顔料を含有したインクであってよい。

第１に言及した微細パターンは、個別のニス引き不能インクスポットのアレイを備えてよい。各インクスポットは、１ｍｍ^２以下、好ましくは０．２ｍｍ^２未満の面積を有してよい。

ニスはカラー顔料もしくは染料またはエフェクトピグメントを含んでよく、例えばリーフィングアルミニウムもしくは非リーフィングアルミニウムフレーク、干渉エフェクトまたは真珠光沢エフェクトを含んでよい。

従来技術で知られる缶デコレータ装置の模式図である。 従来技術のテクスチャエフェクトを示す変換顕微鏡写真である。 本発明の一実施形態による、エンボス加工テクスチャエフェクトを示す変換顕微鏡写真である。 インキングおよびニス引きステーションを含む缶デコレータの模式図である。 従来技術で知られる平滑テクスチャエフェクトを示す図である。 平滑エフェクトおよびエンボス加工テクスチャエフェクトの組み合わせを示す変換顕微鏡写真である。 典型的アートワークパターンおよび印刷結果を示す図である。 印刷およびニス引き結果の変換顕微鏡写真にオーバーレイされた典型的アートワークパターンを示す図である。 一例のインタリオパターンを示す図である。 通常インクフィルム重量によって形成されたテクスチャパターンを示す図である。 より高いインクフィルム重量によって形成されたテクスチャパターンを示す図である。 ニス引き可能インクとニス引き不能インクの交互のラインを備えたインクパターンを上からニス引きすることによって生成されたテクスチャパターンを示す。 インクパターンを上からニス引きすることによって生成されたテクスチャパターンを示す。

上述のように、テクスチャは、ニス引き不能インクを用いて缶体を装飾することによって缶体ニスに形成され得る。図２に示すように、結果は、見分けられるパターンが一切ない粗テクスチャである。唯一見えるパターンは、インクの固体領域と、前記インクの上に塗布されたニスの領域との間の予測不能な反応によって「ランダムに」生成されたパターンである。

図３は、本発明の一実施形態により金属缶体上のニスに形成された規則的なテクスチャ付きパターン（×４０倍率）を示す。図３のテクスチャパターンは、ニス引き不能（４９Ｒ２０７６６４ベース−ホワイト−ＩＮＸ（商標）インターナショナルＵＫＬｔｄ）インクの上に中級フィルム重量ニス（平方メートル当たり約４〜６グラム）を塗布することによって形成される。このニス引き不能インクは溶剤型ドライオフセットインクであり、水を含まない（蛋白質またはシリコーン成分もない）。勿論、代わりに他の溶剤型ドライオフセットインクも用いられ得る。ニス引き不能インクは金属缶体基板上に、個別のスポットのアレイまたはアイランドとして印刷される。各スポットは、１ｍｍ^２以下、好ましくは０．２ｍｍ^２未満の面積を有してよい。

インクが印刷される温度は典型的に摂氏２５〜５０度の間であるが、これは、例えばインクタイプ、カバレージおよびデコレータへの冷却システムの有効性を含むいくつかの因子に基づく。ニス引き不能インクで形成された下地装飾の或る種の微細なフィーチャ（スポットのアレイ）からテクスチャパターンが生じる。印刷されたインクパターン（幅約０．３ｍｍ）の微細なディテールは、ニス引き不能インクでコーティングした領域の間の微細な隙間にニスを「押し込む」。これが、ニス引き不能白色インク表面から主にディウェッティングすることによって単純に面白い触覚仕上げを生成する。結果として得られる缶体は、規則的パターンがエンボス加工されたかのように見える。微細なフィーチャの規則性が、ディウェッティングエフェクトと相まって光学的エンボスエフェクトをもたらし、それが仕上げのテクスチャによって強化されるということが留意される。ニスの一部はニス引き不能インク領域の上に残ることも留意される。これは、缶体の耐磨耗特性を保持するために重要である。

このテクスチャエフェクトを形成するために、「ウェットオンウェット」加工、すなわち、印刷されたニス引き不能インクが濡れている間にニスが塗布される加工、が用いられることに留意することが重要である。図４は、多（色）インキングステーションを備えたブランケットデコレータを含む缶デコレータを模式的に示す。インキング後に、缶体は、トランスファーホイールに移動される前にオーバーニスユニットに移動され、そこから乾燥オーブン（摂氏２００度前後で動作する）に移動される。典型的ライン速度では、缶体がインキングされる時間とオーバーニスが塗布される時間の間は、５０〜１２０ミリ秒の範囲にある。この時間中にインクは有意に乾燥しない、すなわち、オーバーニスは濡れたインクの上に塗布されるということを意味する。「ウェットオンウェット」加工は、ウェットオンドライ」印刷と比べて、ニスが、インクが付いた領域を離れてインクが付いていない領域に移動する傾向を増強することが観察される。

対照として、図５は、同じ装飾パターンで達成されるが、インクがニス引き可能インクである平滑表面仕上げを示す。ニスは、ニス引き可能白色インクとベースの金属の両方の上で平滑に見え、触覚フィーチャはない。図５のテクスチャエフェクトは、白色のニス引き可能インク（ＲＮ２０３３４ベース）の上の標準型ニスフィルム重量（平方メートル当たり約４〜６グラム）によって形成される。

図６は、ニス引き可能インクとニス引き不能インクの組み合わせによって、同じ下地装飾パターンを用いて生成されるエフェクトを示す。インクの分布が平滑仕上げと触覚仕上げをそれぞれもたらす。２つの異なるインクパターン間のフィーチャの移行は平滑であることが好ましい。そのような移行は、主缶体と、狭くなる端部領域の間の接合部に配設されてよい。これは、エンボス加工された仕上げ表面のネッキングの問題を回避するために役立ち得る。ニス引き可能インクとニス引き不能インクの組み合わせを含むパターンを印刷することはさらに、それぞれ平滑であるかまたは触覚を有する増強された仕上げを印刷表面の異なる位置に提供可能である。

図７は、典型的アートワークパターンおよび印刷結果を示し、青色領域はニス引き不能インクで印刷されることになっている領域を識別し、灰色領域は印刷されない領域を識別する。最小間隔（フィーチャ間の）とフィーチャのサイズは、機械のタイプと状態ならびに、ライン速度で望まれるエフェクトを保証するために必要なパターン仕様に大きく依存している。発明者らは、印刷中に、個々のパターンフィーチャの何らかの成長が典型的に発生することを確認した。これは、図７のより大きな印刷されたパターン構造から明白である。したがってフィーチャサイズおよびフィーチャ間の最小間隔は、フィーチャの融合を裂けるために好ましくは少なくとも０．１ｍｍである。パターン内でのフィーチャ間の間隔は、任意選択的に、０．１〜１ｍｍであってよい。パターン内のフィーチャのサイズは任意選択的に、パターン内のフィーチャ間の間隔と実質的に等しい。例えば、パターンフィーチャの面積は、印刷可能な表面（テクスチャパターンが上に形成される面）の総表面積の４０〜６０％、例えば５０％を占めてよい。

図８は、印刷結果の変換顕微鏡写真（すなわち、顕微鏡写真が等価線図に変換されている）をオーバーレイした典型的アートワークパターンを示す。

図９は、連続線によって形成された一例のインタリオパターンを示す。インタリオパターンは、オーバーレイされるニスにテクスチャパターンを作製するための特性を本質的に保有するため、本発明での使用に非常に適している可能性がある。

図１０は、通常のインクフィルム重量（約１ミクロン）によって形成されたパターンを示す変換顕微鏡写真であり、それに対し図１１は、より高いインクフィルム重量（約１．５ミクロン）によって形成されたパターンを示す変換顕微鏡写真である。図１０および１１に示すように、１．５ミクロン厚未満のインクフィルム重量は、有意に縁がよりはっきりしたテクスチャパターンを提供できる。

一般に、缶を装飾する方法は缶体にニス引き不能インクの微細パターンを塗布し、次に、塗布されたインクの上にニスを塗布することを含み得る。ニスは例えばローラーコーターまたはアニロックス／グラビアコーターを用いて塗布されてよい。ローラーコーターのローラー間の隙間とローラーの速度がニスコーティングの厚さを決める。アニロックス／グラビアコーターでは、刻印されたローラーのセル体積と構造が、塗布されるニスのフィルム重量を決め、ローラーコーターよりも、ライン速度の変化に伴う変動が少ない。さらに、刻印されたアニロックスまたはグラビアローラーのセル構造と体積を変化させることで、缶にわたりまたネックイン領域などのフィルム重量低減領域で、ニスのフィルム重量に依存する缶の残りの部分と比べてエフェクトを減少させることなくネッキングを補助するべく、エフェクトのバリエーションをもたらすことができる。ニスは典型的には濡れたインクの塗布後に乾燥または硬化される。触覚パターンは、例えば、ＲＮ２０３３４ホワイトまたは同じニス引き不能（「ｎｏｖａｒ」）インクレンジからの透明色を含む他色を用いて形成されてよい。非触覚パターンは、４９Ｒ２０７６６４ホワイトまたは同じニス引き可能インクレンジからの他色を用いて形成されてよい。

ここでテクスチャパターンフィーチャの高さを考慮すると、これらは明白に、塗布されたニスの名目厚さと望ましいテクスチャの関数となる。例としてのみであるが、テクスチャ付き領域内の最大ニス厚さが名目ニス厚さの三倍未満であること、恐らくは好ましくは名目厚さの二倍未満であれば望ましい。より厚い領域は、ニスのオーバーラップが発生する缶体の領域であり得る。そのため、「アンダーラップ」が厚さＴを有している場合、オーバーラップは１．５Ｔの厚さを有し得る。ニス引き不能インクがオーバーラップ領域に存在する場合、これはニス厚さを３Ｔに増倍する。名目アンダーラップ厚さは約３ｇｓｍ（毎平方メートルグラム）となり、ドライフィルム密度は典型的に１．００−１．３０であり、これは２〜４ミクロンのＴの値をもたらし、缶のアンダーラップ領域に４〜８ミクロンのエンボスエフェクト凝集厚さをもたらし、３Ｔ領域に８〜１２ミクロンの凝集厚さをもたらす。勿論、狭線またはフィーチャ幅および／またはより低いニス厚さを用いたマットなフィーチャを含めて、その他のテクスチャおよび厚さが可能であり、望ましい。

上記の実施形態において、テクスチャパターンが作製されることになっている領域は、ニス引き不能インクのみで印刷される。しかしながら、他の実施形態では、エフェクトは、ニス引き可能インクとニス引き不能インクの組み合わせでの印刷によって増強され得る。例えば、ニス引き可能インクのグリッドが印刷され、ニス引き可能インクはそのグリッド内のスポットとして印刷されてよい。一部の事例では、インクはニス引き可能および／またはニス引き不能な透明インクであってよい。印刷は、基層の上に、または缶体材料に直接実行されてよい。

フィーチャサイズおよび／またはフィーチャ間隔（印刷された微細パターンの）を上述の場合よりも低減させる、例えば０．１ｍｍ以下にすることが望ましい場合があり得る。これを行うことによって、ニス引き不能インクのベタ領域を用いて従来技術によって達成されるタイプのエフェクトから別個であるとともに、上記で説明し図３に示したエンボスタイプのエフェクトもある制御されたマットな表面外観を、非常に微細に印刷されたラインを使用して生成することが可能になる。図１２は、幅が約０．１ｍｍの、実質的にオーバーラップしない、「キスフィッティング（ｋｉｓｓ‐ｆｉｔｔｉｎｇ）」配置構成で印刷された、ニス引き不能タイプとニス引き可能タイプの黒色インクの交互のラインを用いて生成された表面の、約×４０倍率での変換（光）顕微鏡写真である。ラインフィーチャにわたる限定的なブリッジングがあるものの、この倍率でも、交互のニスを施したフィーチャのライン構造は依然として明白である。しかしながら、裸眼で見た場合、ライン領域は、ライン領域を包囲するニス引き可能インクの均一な領域と比べてマットな外観を帯びる。

図１３（約×４０倍率）は、ニス引き不能インクで印刷された、連続しているというよりは間欠的または破れているラインを含むパターンを用いて形成された表面の変換顕微鏡写真であり、残りの領域はニス引き可能インクで印刷されている。これは、エフェクトブリッジングの量を低減させる手段を提供し、したがって、潜在的にマットエフェクトの制御を改善する。

当業者には、ラインまたはフィーチャ厚さ、ニスフィルム重量およびインク色およびタイプの組み合わせが、本発明の範囲内で異なるエフェクトの強さをもたらすことが明白であろう。この方法は潜在的に、全体的に光沢のある缶装飾内でマット仕上げの制御された特定領域をもたらし、それは、伝統的なマットまたは光沢オーバーニスを用いた場合は達成不能である。さらに、この方法は、図２に示すようなニス引き不能インクの固体プリントの上に塗布するニスを用いて達成可能なものよりも、より予測性が高く制御されたマット仕上げをもたらす。

当業者ならば、本発明の範囲から逸脱せずに、上述の実施形態に種々の変更がなされ得ることを理解するであろう。例として、可変なテクスチャパターンが単一の缶体製造ライン内で形成されることを可能にするために、国際公開第２０１４／１２８２００号に記載の方法および装置が採用されてよい。国際公開第２０１４／１２８２００号は、ポジ型二次イメージを、ブランケットホイール上のブランケットそれぞれの上の異なる二次イメージで、デコレータブランケット上に形成することを記載している。例えば、パターン付き表面を備えたこれらの二次イメージを提供することによって、異なるブランケットが異なるテクスチャパターンを提供できる。実際、ブランケット表面の領域は、刻印またはエンボスされて、最終ニス塗布缶体にテクスチャパターンをもたらすことができる。これは、印刷シリンダーの結果として印刷されたパターンへの代替または追加であってよい。

１ 缶体搬送機構
２ マンドレル
３ 印刷ゾーン
４ ブランケットホイール
５ インキングステーション
６ ブランケットセグメント
７ ブランケット

Claims (21)

1. ニス引き不能インクを用いて缶体上に微細パターンを印刷し、
   印刷されたニス引き不能インクが濡れている間に、前記印刷された微細パターンの上にニスを塗布することを含み、
   前記パターンは、ニスが乾いた後でニス内にテクスチャ付きパターンをもたらすように構成されている、金属缶体装飾方法。
2. 前記微細パターン内に印刷されたフィーチャの寸法は、前記印刷されたフィーチャ間の間隔と実質的に同じである請求項１に記載の方法。
3. 前記微細パターン内に印刷されたフィーチャ間の間隔は、１ｍｍ未満、好ましくは０．４ｍｍ未満である請求項１または２に記載の方法。
4. 前記微細パターン内に印刷されたフィーチャ間の間隔は、０．２５ｍｍ未満、好ましくは０．０５〜０．１５mmの間である請求項１または２に記載の方法。
5. 前記ニス引き不能インクのフィルム重量は、１．５ミクロン未満である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記微細パターンは、印刷領域と非印刷領域の実質的に規則的なアレイであってよく、それが実質的に規則的なテクスチャ付きパターンをもたらす請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記印刷領域は個別の領域である請求項５に記載の方法。
8. 前記微細パターンはインタリオパターンである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
9. ニス引き可能インクを前記パターンに印刷して、ニス引き可能インクとニス引き不能インクの交互の領域を提供することを含む請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記インク、または前記一方または両方のインクは透明インクである請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記テクスチャ付きパターン内のニスの最大厚さは、塗布されるニスの名目厚さの１．２〜３倍の間である請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記ニスを塗布するステップは、前記印刷ステップ後５００ミリ秒未満で、好ましくは５０〜１２０ミリ秒で実行される請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記印刷および塗布ステップに続いて、前記缶体を、インクとニスの両方を乾燥させるためにオーブンに通過させることを含む請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記ニス引き不能インクは溶剤型ドライオフセットインクである請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記微細パターン間の領域は、これらの領域においてニスが金属基板に塗布されるように、インクで印刷されない、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記ニスを塗布する前に、第２の微細パターンを、ニス引き可能インクを用いて缶体上に印刷し、前記第２の微細パターンと、前記第１に言及した微細パターンは実質的にオーバーラップしない請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記インク、または複数のインクは、蛍光添加剤を含有した透明インクであってよく、蛍光添加剤は例えば、典型的に３５０〜４００ｎｍの波長での紫外光への露光によって活性化される請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
18. インクまたは複数のインクは、熱変色性または光変色性顔料を含有したインクである請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記第１に言及した微細パターンは、個別のニス引き不能インクスポットのアレイを備える請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 各インクスポットは、１ｍｍ^２以下、好ましくは０．２ｍｍ^２未満の面積を有している請求項１８に記載の方法。
21. 前記ニスはカラー顔料もしくは染料またはエフェクトピグメントを含み、例えばリーフィングアルミニウムもしくは非リーフィングアルミニウムフレーク、干渉エフェクトまたは真珠光沢エフェクトを含む請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の方法。