MX2013003649A - Sistema y metodos de impresion en plastico y conformacion de plastico impreso. - Google Patents
Sistema y metodos de impresion en plastico y conformacion de plastico impreso.Info
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Abstract
Se proporcionan sistemas y métodos para imprimir sobre un sustrato plástico y conformar el sustrato plástico impreso, y productos impresos de éste. Un método para imprimir sobre un sustrato plástico y conformar el sustrato plástico impreso incluye imprimir en un medio de impresión para tener un patrón impreso sobre una superficie del sustrato plástico; termoformar del sustrato plástico para tener una forma que usa un dispositivo de termoformado; e incluir en un índice el sustrato plástico para alinear el sustrato plástico según el patrón impreso en relación con el dispositivo de termoformado.
Description
SISTEMA Y METODOS DE IMPRESIÓN EN PLASTICO Y CONFORMACION
DE PLASTICO IMPRESO
CAMPO DE LA INVENCION
Los aspectos de las realizaciones de la presente invención se relacionan con un sistema y método para imprimir sobre plástico y formar el plástico impreso, y productos impresos de este.
ANTECEDENTES
El termoformado es un proceso de manufactura en el cual una hoja o película plástica es calentada a una temperatura en la cual es flexible y entonces es formada en un molde para tener una forma específica correspondiente al molde y enfriada. Después de la formación en el molde, la hoja plástica es ajustada o cortada para crear un producto. El plástico puede ser calentado a una temperatura, por ejemplo, en el cual la hoja o película plástica puede ser estirada en el molde. La hoja o película plástica puede ser estirada sobre o dentro, del molde usando vacío o aire presurizado. El molde esta típicamente hecho de aluminio colado o maquinado, una composición, o cerámica, o madera.
Los plásticos termoformados representan casi 33 mil millones de dólares, en ganancias totales en los Estados Unidos. Estos productos plásticos termoformados son usados, en gran parte, en productos de empaque, tales como en la entrega de productos de alimentos frescos y congelados a consumidores, considerando la protección de contaminante que los plásticos ofrecen, y también incluyen por ejemplo tazas, contenedores, tapas y bandejas desechables. Los productos de empaque pueden ser configurados como blister, recipientes con tapa embisagradas (clamshell) u otras formas. Típicamente en los productos de empaque plástico termoformado, se aplican gráficas a los plásticos
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termoformados por medio del uso de etiquetas sensibles a la presión, o cartones o forros. Sin embargo, el empleo de una etiqueta sensible a la presión, o un cartón o un forro aumenta el costo de material y el costo de fabricación del producto final. Por ejemplo, típicamente, las etiquetas sensibles a la presión son aplicadas manualmente al plástico. Además, las etiquetas sensibles a la presión típicamente incluyen un adhesivo que hace al plástico no-reciclable, lo cual incrementa los gastos de desecho y tiene un impacto negativo al medio ambiental.
Varios métodos de impresión comúnmente son usados para imprimir sobre papel, incluyendo la litografía offset, flexografía y el rotograbado. La litografía offset es un proceso de impresión en el cual una imagen es transferida, o compensada, de un plato a una malla, y luego a una superficie de impresión. Utilizando la propiedad de repulsión entre el aceite y el agua, la litografía offset usa un plato de imagen de offset o tambor sobre el cual la imagen a ser impresa recoge una capa de tinta, mientras un área no impresa atrae una película a base de agua. Flexografía es un proceso de impresión que utiliza un plato de impresión flexible, por el cual una impresión es hecha por medio de crear un maestro reflejado positivo de la imagen requerida como un alivio tridimensional en el material de polímero o caucho. La Flexografía puede ser usada con tintas a base de agua y es usado para imprimir sobre varios materiales, incluyendo plásticos. El rotograbado es un proceso de impresión en el cual la tinta es aplicada a un cilindro grabado y transferida del cilindro directamente al sustrato en una prensa de impresión rotativa. El cilindro de rotograbado tiene las celdas de varios tamaños grabadas en este y, por lo tanto, es capaz de imprimir imágenes que tienen un gran rango de densidad. Sin embargo, los esfuerzos para imprimir directamente sobre plásticos convenientes para el termoformado han tenido muy poco éxito. Tomando en cuenta lo anterior, sería deseable imprimir directamente sobre un plástico que posteriormente pueda ser termoformado para tener una forma deseada.
SUMARIO DE LA INVENCION
De acuerdo con un aspecto de las realizaciones de la presente invención, un sistema y método de impresión directa sobre plástico y el termoformado del plástico impreso reducen costos por eliminar la necesidad de etiquetas sensibles a la presión, cartones o forros. Según otro aspecto de las realizaciones de la presente invención, un sistema y método de impresión directa sobre un plástico y el termoformado del plástico impreso reduce el impacto negativo al medio ambiental debido a que el producto impreso plástico es reciclable.
De acuerdo con un aspecto de las realizaciones de la presente invención, un sistema y método de impresión directa sobre un plástico y el termoformado del plástico impreso incluye un proceso de rollo-a-rollo de impresión sobre un sustrato plástico vía litografía offset, alineando el sustrato impreso plástico con respecto a un dispositivo de termoformado, y termoformando el sustrato impreso plástico para tener una forma deseada.
De acuerdo con otro aspecto de las realizaciones de la presente invención, un método de impresión directa sobre un plástico y el termoformado del plástico impreso incluye registrar un patrón impreso sobre un sustrato plástico basado en una forma formada del sustrato termoformado plástico.
De acuerdo con una realización de la presente invención, un sistema para imprimir sobre un sustrato plástico y formar el sustrato impreso plástico incluye: un dispositivo de impresión configurado para imprimir un medio de impresión sobre el sustrato plástico para tener un patrón impreso; un dispositivo de termoformado configurado para termoformar el sustrato plástico para tener una forma; y un dispositivo de indexación (incluir en un índice) para alinear el sustrato plástico según el patrón impreso en relación con el dispositivo de termoformado.
En una realización, el dispositivo de impresión incluye un dispositivo de litografía offset. El dispositivo de litografía offset puede incluir una malla de impresión configurada para transferir el medio de impresión al sustrato plástico, la hoja de impresión tiene una medida de dureza de 65 a 79 shore A (dureza shore escala A).
En una realización, el sistema además incluye una sección de desenrollado configurada para suministrar el sustrato plástico de un rollo de suministro; y una sección de enrollado configurada para enrollar el sustrato plástico a un rollo de recogida, el dispositivo de impresión siendo dispuesto entre la sección de desenrollado y la sección de enrollado, y el sistema siendo configurado para mover el sustrato plástico de la sección de desenrollado a la sección de enrollado a una rapidez sustancialmente constante.
El sistema además puede incluir una sección de alimentación configurada para alimentar el sustrato plástico al dispositivo de termoformado.
En una realización, el dispositivo de indexamiento está configurado para detectar una marca de registro sobre el sustrato plástico que corresponde al patrón impreso y parar un movimiento del sustrato plástico en relación con el dispositivo de termoformado en respuesta a la detección de la marca de registro.
De acuerdo con otra realización de la presente invención, un método de impresión sobre un sustrato plástico y la formación del sustrato impreso plástico incluye: imprimir un medio de impresión para tener un patrón impreso sobre una superficie del sustrato plástico; termoformar el sustrato plástico para tener una forma usando un dispositivo de termoformado; e indexar el sustrato plástico para alinear el sustrato plástico según el patrón impreso en relación con el dispositivo de termoformado.
En una realización, imprimir el medio de impresión sobre el sustrato plástico incluye la utilización de un dispositivo de litografía offset. La impresión del medio de impresión sobre el sustrato plástico además puede incluir la transferencia del medio de impresión al sustrato plástico que usa una malla de impresión del
dispositivo de litografía offset, la malla de impresión tiene una dureza de 65 a 79 shore A.
En una realización, durante el termoformado del sustrato plástico con objeto de tener la forma, el patrón impreso se formado para tener un patrón de forma asociado con la forma del sustrato plástico, y el método además incluye registrar el patrón impreso al dispositivo de termoformado, el registrar incluye: imprimir el medio de impresión para tener una prueba patrón impreso sobre una superficie de un sustrato plástico de prueba; termoformar el sustrato plástico de prueba para tener la forma que usa el dispositivo de termoformado, en donde, durante el termoformado del sustrato plástico de prueba para tener la forma, el patrón impreso de la prueba es formado para tener un patrón formado de prueba; analizar el patrón formado de prueba; y ajustar una base de datos para imprimir el patrón impreso sobre el sustrato plástico basado en el patrón formado de prueba. El patrón impreso de prueba puede incluir líneas de rejilla.
En una realización, el método además incluye: suministrar el sustrato plástico de un rollo de suministro antes de imprimir el medio de impresión sobre el sustrato plástico; enrollar el sustrato plástico a un rollo de recogida subsecuente a la impresión del medio de impresión sobre el sustrato plástico; y mover el sustrato plástico del rollo de suministro al rollo de recogida a una rapidez sustancialmente constante. El método además puede incluir la alimentación del sustrato plástico del rollo de recogida al dispositivo de termoformado.
En una realización, la etapa de indexar el sustrato plástico incluye: imprimir una marca de registro sobre el sustrato plástico en relación con el patrón impreso; detectar la marca de registro; y detener un movimiento del sustrato plástico en relación con el dispositivo de termoformado en respuesta a la detección de la marca de registro.
En una realización, un nivel dina (dyn) del sustrato plástico es mayor que 40 dyn/cm.
Según otra realización de la presente invención, un objeto impreso plástico incluye: un sustrato plástico; y una porción impresa que está directamente impresa sobre una superficie del sustrato plástico, y el sustrato plástico teniendo la porción impresa directamente impresa es termoformado para tener una forma.
La parte impresa puede incluir una tinta que tiene un grosor de 5 pm o menos. El objeto impreso plástico puede incluir una cubierta de empaque.
En una realización, un nivel dina (dyn) del sustrato plástico es mayor que 40 dyn/cm.
En una realización, un espesor del sustrato plástico es 0.381 milímetros (0.015 pulgadas) a 0.762 milímetros (0.030 pulgadas).
El sustrato plástico puede incluir un material seleccionado del grupo que consiste de tereftalato de polietileno (PET), poliestireno orientado (OPS), estireno, cloruro de polivinilo (PVC), y polipropileno.
Otras características y ventajas de la presente invención se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, tomada en conjunción con los dibujos anexos los cuales ilustran, por vía de ejemplo, características y aspectos de algunas realizaciones ejemplificativas de la presente invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las anteriores y otras características, aspectos, y ventajas de la presente invención serán mejor entendidos con respeto a la siguiente descripción, reivindicaciones añadidas, y dibujos que se acompañan donde:
La Figura 1A es un diagrama esquemático de una parte de impresión de un sistema para imprimir sobre plástico y formar el plástico impreso según una realización de la presente invención;
La Figura 1 B es un diagrama esquemático de una porción de formación del sistema para imprimir sobre plástico y formar el plástico impreso de la Figura 1 A;
La Figura 2 es una vista lateral esquemática de un aparato de litografía offset del sistema de las Figuras 1A Y 1 B, según una realización de la presente invención;
La Figura 3 es una vista en perspectiva de un objeto impreso plástico según una realización de la presente invención;
La Figura 4 es un diagrama de bloques mostrando las tareas de un método para imprimir sobre plástico y formar el plástico impreso, según una realización de la presente invención;
La Figura 5 es una vista esquemática en perspectiva de un sustrato plástico, mostrado en un estado no formado, incluyendo un patrón de prueba, según una realización de la presente invención; y
La Figura 6 es una vista esquemática de la perspectiva del sustrato plástico de la Figura 5, mostrado en un estado formado, incluyendo el patrón de prueba.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCION
En la siguiente descripción, se muestran y describen para fines de ilustración ciertas realizaciones ejemplificativas de la presente invención. Como reconocería aquellas personas con conocimientos medios en la materia, las realizaciones ejemplares descritas pueden ser modificadas de varios modos sin alejarse del espíritu y alcance de la presente invención. En consecuencia los dibujos y la descripción deben ser considerados como ilustrativos en la naturaleza, en lugar de restrictivos.
De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, se proporciona un sistema y método de imprimir directamente sobre un plástico (p. ej.: un
sustrato plástico) y luego termoformar el plástico impreso (p. ej.: el plástico que tiene la materia impresa directamente impresa sobre ellos), tal que se pueden reducir costos y etapas de manufactura. Es decir las realizaciones de la presente invención descrita en la presente son dirigidas a sistemas y métodos para imprimir sobre el plástico y formar el plástico impreso, o imprimir sobre plástico a ser conformado, y productos impresos de estos.
La impresión al plástico para formarse según una realización ejemplar de la presente invención está basada sobre el rollo de la hoja de impresión, uno de los métodos de impresión más eficientes dentro de la industria de impresión. Según una realización ejemplar de la presente invención, el proceso de impresión a un sustrato plástico es un proceso de rollo-a-rollo en el cual el sustrato plástico en un estado no impreso es desenrollado de un rollo de suministro y es enrollado en un estado impreso en un rollo de recogida.
Con referencia a las Figuras 1A Y 1 B, un sistema 10 para imprimir sobre el plástico y formar el plástico impreso según una realización ejemplar de la presente invención incluye una parte de impresión (ver la Figura 1A) y una parte de formación (ver la Figura 1 B).
Como se muestra en la Figura 1A, el sistema 10 según una realización incluye un dispositivo de impresión 20, una sección de curado 30, una sección 40 de desenrollar para suministrar un sustrato plástico 100 al dispositivo de impresión 20, y una sección enrolladora intermedia 42 para recibir el sustrato plástico 100 en un estado impreso de la sección de curado 30.
La sección desenrollados 40 es configurada para suministrar el sustrato plástico 100, como una hoja o película, de un rollo de suministro 44 al dispositivo de impresión 20. La sección desenrollados 40 puede incluir uno o varios rodillos, motores, u otros dispositivos convenientes para suministrar el sustrato plástico
100 del rollo de suministro 44 al dispositivo de impresión 20. La sección enrolladora 42 está configurada para enrollar el sustrato plástico 100 en un estado impreso de la sección de curado 30 a un rollo de recogida intermedio 46. La
sección enrolladora 42 puede incluir uno o varios rodillos, motores, u otros dispositivos convenientes para enrollar el sustrato plástico 100 al rollo de recogida intermedio 46. El sistema 10 además puede incluir uno o varios rodillos, motores, u otros dispositivos convenientes en una o varias posiciones entre la sección desenrolladora 40 y la sección enrolladora 42 para mover o alimentar el sustrato plástico 100 del rollo de suministro 44 al rollo de recogida intermedio 46. El sistema 10 puede ser configurado para mover el sustrato plástico 100 de la sección desenrolladora 40 a la sección enrolladora 42 a una rapidez constante o sustancialmente constante.
Con referencia a la Figura 2, el dispositivo de impresión 20 según una realización es un aparato de litografía offset configurado para imprimir sobre el sustrato plástico 100, tal como en un proceso de rollo-a-rollo de alta velocidad. Sin embargo, en otras realizaciones de la presente invención, el dispositivo de impresión 20 puede ser un dispositivo de impresión de flexografía o de rotograbado. Como se representa en la Figura 2, en el aparato de litografía offset, un primer plato 22 o tambor (p.ej., un plato a base de aluminio) es "expuesto" digitalmente para crear un proceso de cuatro colores (CMYK) y/o muchos otros colores usando el sistema de color PMS (Pantone) que es bien conocido en la técnica. El proceso usa la simple capacidad que "el agua y el aceite no se mezcla" para colocar una película muy delgada de agua sobre el primer plato 22 que inmediatamente es dispersado cuando entra en contacto con la imagen expuesta sobre el primer plato 22 requerido para un color dado. El primer plato 22 entra en contacto con una fuente de agua 23 para colocar la película del agua sobre el primer plato 22. Entonces el primer plato 22 entra en contacto con una fuente de tinta 24 y el área expuesta es "entintada" con el color deseado. Aquella imagen es transferida a una hoja de impresión 25, similar a una esponja dura, que toma la imagen offset. La hoja de impresión 25 puede ser dispuesta sobre un plato o tambor de transferencia 26 y transfiere la imagen al sustrato plástico 100. Como el sustrato plástico 100 no es absolutamente plano, la dureza o medición de dureza de la hoja de impresión 25 es específico a la impresión sobre plásticos
termoformable. La hoja de impresión 25 es configurada para transferir el medio impresión al sustrato plástico 100 y, en una realización ejemplar, tiene medición de dureza de 65 a 79 shore A.
Mientras la Figura 1A representa sólo un dispositivo de impresión 20, el sistema 10 puede incluir una pluralidad de dispositivos de impresión 20 configurados para imprimir uno o varios medios de impresión sobre el sustrato plástico 100 para tener uno o vario patrones. Por ejemplo, la pluralidad de dispositivos de impresión 20 puede ser configurados para imprimir una pluralidad de capas, en serie a lo largo de una longitud del sustrato plástico 100 y/o simultáneamente a lo largo del ancho del sustrato plástico 100.
La sección 30 de curado puede incluir un dispositivo de curado de haz de electrones (EB) que es configurado para curar una o varias capas del medio de impresión mientras el sustrato plástico 100 es movido del dispositivo de impresión 20 al rollo de recogida intermedio 46.
Con la referencia a la Figura 1 B, el sistema 10 según una realización además incluye un dispositivo de ¡ndexamiento 50, un dispositivo de termoformado y extracción 60, una sección desenrolladora intermedia 80 para suministrar el sustrato plástico 100 en un estado impreso al dispositivo de indexamiento 50, y una sección enrolladora 82 para recibir una parte restante no formada del sustrato plástico 100 del dispositivo de termoformado y extracción 60.
La sección desenrolladora intermedia 80, o la sección de alimentación, es configurada para suministrar el sustrato plástico 100 teniendo el patrón impreso del rollo de recogida intermedio 46 al dispositivo de indexamiento 50. La sección desenrolladora intermedia 80 puede incluir uno o varios rodillos, motores, u otros dispositivos convenientes para suministrar el sustrato plástico 100 teniendo el patrón impreso del rollo de recogida intermedio 46 al dispositivo de indexamiento 50. La sección enrolladora 82 es configurada para recibir la parte no formada restante del sustrato plástico 100 del dispositivo de termoformado y extracción 60 y enrollar la parte no formada restante del sustrato plástico 100 a un rollo de recogida 84. La sección enrolladora 82 puede incluir uno o varios rodillos, motores, u otros dispositivos convenientes para enrollar la parte no formada restante del sustrato plástico 100 al rollo de recogida 84. El sistema 10 además puede incluir uno o varios rodillos, motores, u otros dispositivos convenientes en una o varias posiciones entre la sección desenrollados intermedia 80 y la sección enrolladora 82 para mover o alimentar el sustrato plástico 100 del rollo de recogida intermedio 46 al rollo de recogida 84. El sistema 10 puede ser configurado para mover el sustrato plástico 100 de la sección desenrollados intermedio 80 a la sección enrolladora 82 a una rapidez constante o sustancialmente constante.
El dispositivo de indexamiento 50 conforme a una realización recibe el sustrato plástico 100 del rollo de recogida intermedio 46. El dispositivo de indexamiento 50 es configurado para indexar o alinear el sustrato plástico 100 teniendo el patrón impreso con el dispositivo de termoformado y extracción 60. De esta manera, serán alineados el patrón impreso y una parte del sustrato plástico 100 que es formado para tener una forma. El dispositivo de indexamiento 50 según una realización incluye un sensor 52 (p.ej., un sensor de rayo de luz) para reconocer una marca de sincronizado impresa sobre el sustrato plástico 100 en relación espacial al patrón impreso. El dispositivo de indexamiento 50 además puede incluir un controlador 54 para iniciar/parar la alimentación del sustrato plástico 100 de la sección desenrollados intermedia 80 al dispositivo de termoformado y extracción 60 en respuesta al sensor 52 que detecta la marca de sincronización para correctamente alinear el patrón impreso del sustrato plástico 100 con un molde o dado del dispositivo de termoformado y extracción 60. El dispositivo de indexamiento 50 según una realización puede ser configurado para indexar el sustrato plástico 100 en relación con el dispositivo de termoformado y extracción 60 en una dirección longitudinal y/o a lo ancho de la dirección del sustrato plástico 100.
El dispositivo de termoformado y extracción 60 es configurado para formar el sustrato plástico 100 para tener una forma. Más específicamente, debido a que el dispositivo de ¡ndexamiento 50 alinea el patrón impreso sobre el sustrato plástico 100 con el dispositivo de termoformado y extracción 60, el dispositivo de termoformado y extracción 60 forma una parte impresa del sustrato plástico 100 para tener una forma. El dispositivo de termoformado y extracción 60 incluyen un molde tal como dados el macho y la hembra, y puede usarse un vacío para acoplar el sustrato plástico 100 en el molde (p.ej., jalando o empujando). El dispositivo de termoformado y extracción 60 está configurado para calentar el sustrato plástico 100 a una temperatura formable que es específica al material del sustrato plástico 100. Después de que el sustrato plástico 100 es formado en el molde para tener una forma, una parte (p.ej., una parte impresa que tiene la forma, tal como un objeto impreso aquí descrito más adelante con respecto a la Figura 3) es liberada del molde y puede ser extraída de la parte no formada de la hoja. La parte restante no formada del sustrato plástico 100 entonces puede ser enrollada al rollo de recogida 84.
Según una realización ejemplar de la presente invención, como se ha descrito arriba y representado en las Figuras 1A Y 1 B, el sustrato plástico 100 en el estado impreso es enrollado sobre el rollo de recogida intermedio 46 y posteriormente desenrollado del rollo de recogida intermedio 46 y suministrado de ahí al dispositivo de ¡ndexamiento 50. Sin embargo, la presente invención no está limitada a esto y, en otra realización, la sección enrolladora intermedia 42, el rollo de recogida intermedio 46, y la sección desenrolladora intermedia 80 puede ser omitida. Es decir en otra realización, el sustrato plástico 100 en un estado impreso puede ser suministrado del dispositivo de impresión 20 al dispositivo de ¡ndexamiento 50 sin ser enrollado primero.
El sustrato plástico 100 puede ser formado como una hoja, una película, una hoja, una extrusión, o cualquier otra configuración de sustrato conveniente. El sustrato plástico 100 puede incluir un material seleccionado del grupo que
consiste de tereftalato de polietileno (PET), poliestireno orientado (OPS), estireno, cloruro de polivinilo (PVC), y polipropileno. Sin embargo, la presente invención no está limitada a esto y, en otras realizaciones, el sustrato plástico 100 puede incluir cualquier otro material conveniente, pero no limitado como, PLAs, bioplásticos, o materiales derivados de materiales de plantas.
Típicamente el papel y el plástico han tenido que ser formados en hojas a varios tamaños para ser impresos. En la industria de embalaje, hay una amplia gama de equipo de impresión, actualmente en uso para producir papel impreso de más alto calibre. El alto calibre es definido como un grosor de 0.20320 milímetros (0.008 pulgadas) o mayor. El termoformado puede ser realizado sobre un material que tiene un calibre de 0.20320 milímetros (0.008 pulgadas) o mayor. Un material que tiene un calibre menos de 0.20320 milímetros (0.008 pulgadas) no puede ser formado o usado fácilmente. Según las realizaciones de la presente invención, cuando se usan plásticos aún no impresos como materia prima, con formulaciones correctas de tinta, entonces el proceso de impresión y casi todos los requerimientos gráficos directamente pueden ser impresos sobre los plásticos de grado de termoformado de rollo-a-rollo.
El sustrato plástico 100, en una realización, es formado como una hoja que tiene una anchura y un espesor. En una realización, el sustrato plástico 100 tiene un espesor de 0.381 milímetros (0.015 pulgadas) a 0.7620 milímetros (0.030 pulgadas). El ancho del sustrato plástico 100 puede ser cualquier ancho conveniente y, en una realización, puede ser de 60.960 centímetros (24 pulgadas) a 125.73 centímetros (49.5 pulgadas), por ejemplo. Además, en una realización, el sustrato plástico 100 tiene una longitud que puede ser enrollada sobre un rollo.
Según una realización ejemplar de la presente invención, el sustrato plástico
100 tiene tres propiedades. La primera propiedad del sustrato plástico 100 es una planeidad o sustancialmente constante a través de la hoja. La segunda propiedad del sustrato plástico 100 es un nivel de dina mayor que 40 dyn/cm. El nivel de dina del sustrato plástico 100 afecta la capacidad de la tinta a mojar
adecuadamente, es decir guarda su tamaño intencionado cuando es impreso, y adhiere al sustrato plástico 100 por el proceso de termoformado y el empleo eventual del producto final termoformado. El nivel de dina es una energía inherente de un material. Algunos plásticos son caracterizados por superficies químicamente inertes y no porosas con energías superficial baja, causando la unión pobre con tintas de impresión. Es decir el nivel de dina del sustrato plástico 100 esta correlacionado con un grado al cual la superficie del sustrato plástico 100 es mojable por la tinta. En una realización, antes de que la impresión sea realizada sobre el sustrato plástico 100, el nivel de dina del sustrato plástico 100 puede ser aumentado al nivel deseado por cualquier dispositivo conveniente o método, como el tratamiento de Corona. La tercera propiedad del sustrato plástico 100 es un calibre o espesor consistente. El plástico extruido en molde usado en termoformado puede tener "cintas de medida" a lo largo de una dirección de una hoja. Las bandas pueden ser más bajas o altas que una cinta adyacente, lo cual puede ser compensado por el durómetro de la hoja de impresión 25 descrita arriba. Según una realización ejemplar de la presente invención, el sustrato plástico 100 no tiene las bandas que son más bajas o altas que una cinta adyacente por más de 0.127 milímetros (0.005 pulgadas). Por lo tanto, los materiales se especifican para planeidad, el nivel de dina, e imprimibilidad.
Con la referencia a. la Figura 3, un objeto impreso plástico 150 según una realización de la presente invención es imprimido y termoformado usando el sistema 10 arriba descrito. Es decir el objeto impreso plástico 150 se hace según la impresión al plástico para formarse según la presente invención. El objeto impreso plástico 150 incluye el sustrato plástico 100 y una parte impresa 160 impresa directamente sobre una superficie del sustrato plástico 100. En una realización, la parte impresa 160 está compuesta de una tinta impresa que tiene un grosor de 5 pm o menos. La parte impresa 160 puede ser impresa teniendo una línea de pantalla de 69 líneas por centímetro (175 líneas por pulgada) o más en ambas direcciones. Además, en una realización, la parte impresa 160 puede ser impresa sin un halo de tinta usando un dispositivo de litografía offset. Sin embargo, en otra realización de la presente invención, la parte impresa 160 puede ser impresa usando el dispositivo de rotograbado o un flexografía.
El sustrato plástico 100 teniendo la parte impresa 160 impresa directamente sobre este es termoformado para tener una forma. Por ejemplo, la forma puede incluir una pestaña 170 u otra saliente, una cavidad o receso, o cualquier otro rasgo deseado formado, o una combinación de eso. El objeto impreso plástico 150 es representado en la Figura 3 como una cubierta de embalaje, pero en otras realizaciones puede ser un contenedor, un producto de demostración, o cualquier otro objeto deseado que tiene una parte impresa y siendo formada para tener una forma. En una realización, un nivel de dina del sustrato plástico 100 es mayor que 40 dyn/cm. El sustrato plástico 100 según una realización puede tener un espesor de 0.381 milímetros (0.015 pulgadas) a 0.7620 milímetros (0.030 pulgadas). Además, el sustrato plástico 100 puede ser tereftalato de polietileno (PET), poliestireno orientado (OPS), estireno, cloruro de polivinilo (PVC), y polipropileno.
Con referencia a la Figura 4, se muestran las tareas de un método 200 para imprimir sobre el plástico y formar el plástico impreso. Mientras el método 200 es descrito aquí en lo que concierne al sistema 10 para imprimir sobre el plástico y formar el plástico impreso arriba descrito y mostrado en las Figuras 1A y 1B, el método 200, o al menos algunas tareas de este, puede ser realizado usando sistemas para imprimir sobre el plástico y formar el plástico impreso según otras realizaciones de la presente invención.
Con la referencia a la Figura 4, en una realización, el método 200 incluye una tarea 210 de registrar un patrón impreso a un dispositivo de termoformado. Debido a que el enrollamiento del sustrato plástico 100 y un indexamiento del sustrato plástico 100 se realizan simultáneamente y, también, durante el proceso de termoformado, el patrón impreso es formado para tener un patrón formado asociado con la forma formada del sustrato plástico 100, el patrón impreso debe ser registrado al dispositivo de termoformado y extracción 60. La tarea 210 de
registrar el patrón impreso al dispositivo de termoformado y extracción 60 además es descrita más adelante aquí con referencia a las Figuras 5 y 6.
El método 200, en una realización, además incluye una tarea 220 de suministrar el sustrato plástico 100 del rollo de suministro. El sustrato plástico 00 es suministrado por la sección de desenrollar el rollo de suministro 44 al dispositivo de impresión 20. Según una realización, el sustrato plástico 100 es suministrado o alimentado a una rapidez constante o sustancialmente constante.
El método 200 según una realización además incluye una tarea 230 de imprimir un medio de impresión para tener un patrón impreso sobre una superficie del sustrato plástico 100. El medio de impresión puede ser una tinta que es capaz de encontrar el primer plato 22, la hoja de impresión 25, y el sustrato plástico 100. Además, la tinta puede ser una tinta maleable que es capaz de ser estirada (p.ej., estirada al 50%) sin fracturarse. En una realización, la tinta tiene un espesor de 5 pm o menos. La parte impresa 160 puede ser impresa teniendo una línea de pantalla de 69 líneas por centímetro (175 líneas por pulgada) o más en ambas direcciones. El patrón impreso puede incluir letras, un mensaje publicitario, un diseño, una imagen, o cualquier otro patrón deseado para ser impreso sobre el sustrato plástico 100. En una realización, la tarea 230 de impresión sobre el sustrato plástico 100 es realizada usando el dispositivo de impresión 20 que, en una realización, es un dispositivo de litografía offset como se muestra en la Figura 2. Sin embargo, en otras realizaciones de la presente invención, el dispositivo de impresión 20 puede ser un dispositivo de impresión de rotograbado o flexografía. En una realización, el medio de impresión que es impreso sobre el sustrato plástico 100 es curado mientras el proceso de rollo-a-rollo mantiene una velocidad sustancialmente constante. El medio de impresión (p.ej., la tinta) puede ser curado por el curado de haz de electrones (EB), por ejemplo. Además, la tarea 230 de imprimir el medio de impresión para tener el patrón impreso puede incluir la impresión de una pluralidad de capas (p.ej., en serie a lo largo de una longitud del sustrato plástico 100 y/o simultáneamente a lo largo del ancho del sustrato plástico 100) usando uno o varios de los dispositivos de impresión 20. Las múltiples capas pueden incluir diferentes colores de tinta, por ejemplo. Además, las múltiples capas pueden ser curadas juntas.
El método 200, en una realización, además incluye una tarea 240 de imprimir una marca de sincronización sobre el sustrato plástico 100. Con objeto que el equipo de termoformado indexe apropiadamente y alinee la herramienta con la impresión, puede usarse tecnología de marca de ojo común. Una marca de sincronización es impresa en relación con la imagen de cavidad múltiple para indexar (p. ej. iniciar/parar) el sustrato plástico 100 en el proceso de termoformado. Una segunda marca de sincronización de anchura puede ser usada con la capacidad de guía de hoja apropiada para mantener el sustrato plástico 100 en posición en todas las partes del proceso de termoformado.
El método 200, en una realización, además incluye una tarea 250 de enrollar el sustrato plástico 100 a un rollo de recogida. En una realización, el sustrato plástico 100 es enrollado por la sección enrolladora intermedia 42 al rollo de recogida intermedio 46. Es decir el rollo de recogida intermedio 46 que posteriormente es desenrollado y alimentado al dispositivo de indexamiento 50 y el dispositivo de termoformado y extracción 60. En otra realización, como se ha descrito arriba, el rollo de recogida intermedio 46 puede ser omitido, y una parte no formada restante del sustrato plástico 100 puede ser enrollada al rollo de recogida 84. Según una realización, el sustrato plástico 100 es enrollado a una rapidez constante o sustancialmente constante.
El método 200, en una realización, además incluye una tarea 260 de indexar el sustrato plástico 100 en relación con el dispositivo de termoformado y extracción 60. El índice es la longitud de carrera por forma de herramienta. Como se ha hablado arriba, en la tarea 240, una marca de sincronización es impresa en relación con el patrón impreso del sustrato plástico 100. En la tarea 260, la una marca de sincronización es usada para indexar (p. ej. iniciar/parar) el sustrato plástico 100 en el proceso de termoformado. Una segunda una marca de
sincronización de anchura puede ser usada con capacidad de guía de hoja apropiada para mantener el sustrato plástico 100 en posición a lo largo del proceso de termoformado.
El método 200, en una realización, además incluye una tarea 270 de termoformar el sustrato plástico 100 para tener una forma que usa el dispositivo de termoformado y extracción 60. El termoformado es realizado por levantar la temperatura interior y exterior, o calentar el sustrato plástico 100 a temperatura maleable o formable. Esta temperatura es específica al material del sustrato plástico 100. Por ejemplo, el PET común generalmente debe ser calentado a aproximadamente 210 °C para hacerse termoformable. Un vacío puede ser usado para acoplar el sustrato plástico 100 en un molde o dado del dispositivo de termoformado y extracción 60 (p.ej., por jalar o empujar). Después de que el sustrato plástico 100 es formado en el molde para tener una forma, es liberado del molde y puede ser extraído de la parte informada de la hoja. En la tarea 270 de termoformar el sustrato plástico 100, una parte (p.ej., la pestaña 170 del objeto impreso plástico 150 descrito arriba en lo que concierne a la Figura 3) de una primera superficie puede sobresalir de una parte adyacente de la primera superficie. Por ejemplo, la parte puede sobresalir de la parte adyacente para formar una región escalonada. Además, en la tarea 270 de termoformar el sustrato plástico 100, el sustrato plástico 100 puede ser estirado en la región escalonada.
Mientras en una realización, el método 200 para imprimir sobre el plástico y formar el plástico impreso puede incluir cada una de las tareas descritas arriba y mostradas en la Figura 4, en otras realizaciones de la presente invención, en un método para imprimir sobre el plástico y formar el plástico impreso, una o varias de las tareas descritas arriba y mostradas en la Figura 4 pueden ser tareas realizadas, ausentes y/o adicionales. Además, en el método 200 para imprimir sobre el plástico y formar el plástico impreso según una realización, las tareas pueden ser realizadas en el orden representado en la Figura 4. Sin embargo, la presente invención no está limitada a esto y, en un método para imprimir sobre el plástico y formar el plástico impreso según otras realizaciones de la presente invención, las tareas descritas arriba y mostradas en la Figura 4 pueden ser realizadas en cualquier otra secuencia conveniente.
Con referencia a las Figuras 5 Y 6, la tarea 210 de registrar un patrón impreso a un dispositivo de termoformado incluye la impresión de una prueba del patrón impreso 310 sobre un sustrato plástico de prueba 300, la formación del sustrato plástico de prueba 300 teniendo el patrón impreso de prueba 310 impreso sobre esta, y analizar el patrón de prueba formado 310. Se muestra el sustrato plástico de prueba 300 en la Figura 5 en un estado no formado y teniendo el patrón de prueba impreso 310 impreso sobre este. Se muestra el sustrato plástico de prueba 300 en la Figura 6 en un estado formado, incluyendo la prueba el patrón impreso 310 que se ha vuelto una patrón formado de prueba 310' debido al proceso de termoformado. Es decir en la Figura 6, el sustrato plástico de prueba 300 tiene una forma formada, como una pestaña 325 u otra saliente o parte formada que estira o modifica el patrón impreso de prueba 310 para volverse el patrón formado de prueba 310'. En las Figuras 5 Y 6 Se muestra el sustrato plástico de prueba 300 que tienen líneas de rejilla 320. Como es representado en la Figura 6, las líneas de rejilla 320 también son estiradas o modificadas por la pestaña 325 u otra saliente o parte formada.
Según una realización, registrar el patrón impreso al dispositivo de termoformado y extracción 60 incluye la impresión del medio de impresión para tener el patrón impreso de prueba 310 sobre una superficie del sustrato plástico de prueba 300; termoformar del sustrato plástico de prueba 300 para tener la forma que usa el dispositivo de termoformado y extracción 60 tal que durante el termoformado del sustrato plástico de prueba 300 para tener la forma, el patrón impreso 310 de prueba es formado para tener un patrón formado de prueba 310'. El patrón formado de prueba 310' es analizado y una se ajusta en una base de datos para imprimir el patrón impreso sobre el sustrato plástico 100 basado en el patrón formado de prueba 310'. Las líneas de rejilla 320 pueden estar provistas con el patrón impreso de prueba 310 antes del termoformado del sustrato plástico de prueba 300 para facilitar el análisis del patrón formado de prueba 310'.
La primera etapa en el proceso de registro es recibir un diseño asistido por la computadora (CAD), similar a un dado CAD siendo recibido en impresión de paquete común. Un rollo de prueba puede ser proporcionado de la impresora con líneas de rejilla impresas sobre el rollo de prueba para determinar como la impresión del sustrato plástico 100 reaccionará al molde de termoformado, como un molde de cavidad múltiple. En el termoformado, un molde de cavidad múltiple puede ser usado para eficacia mejorada. Una vez que las variaciones del molde de cavidad múltiple total son determinadas, la impresora fácilmente puede colocar cada imagen de impresión en el área del ancho impresión correcta y la repetición de impresión. Distorsión de la imagen puede ser deseada de tal manera que cuando el plástico es formado y estirado, la imagen aparece de calidad gráfica buena. Por lo tanto, en una realización, los pasos simplificados de registrar el patrón impreso al dispositivo de termoformado y extracción 60 son: recibo el CAD de la herramienta; disponer de la imagen de cada cavidad a la forma de prensa (anchura y longitud de repetición); corrección, después formar la impresión de rejilla, termoformar el sustrato plástico de prueba del mismo grado y calibrar; e impresión final.
Aunque los dibujos y la descripción de acompañamiento ¡lustren algunas realizaciones ejemplares de sistemas y métodos para imprimir sobre el plástico y formar el plástico impreso, será evidente que los aspectos nuevos de la presente invención también pueden ser realizados utilizando otras estructuras, tamaños, formas, y/o materiales en las realizaciones de la presente invención en vez de o además de aquellos descritos arriba y mostrados en los dibujos.
La descripción precedente ha sido presentada con referencia a varias realizaciones de la invención. Las personas expertas en el arte y la tecnología a la cual esta invención pertenece apreciarán que las alteraciones y cambios de las estructuras descritas y los métodos de operación pueden ser practicados sin alejarse significativamente de los principios, espíritu, y alcance de esta invención.
Claims (20)
1. Un sistema para imprimir sobre un sustrato plástico y formar el sustrato impreso plástico, el sistema comprendiendo: un dispositivo de impresión configurado para imprimir un medio de impresión sobre el sustrato plástico para tener un patrón impreso; un dispositivo de termoformado configurado para termoformar el sustrato plástico para tener una forma; y un dispositivo de indexamiento para alinear el sustrato plástico según el patrón impreso en relación con el dispositivo de termoformado.
2. El sistema de la reivindicación 1 , en el que el dispositivo de impresión comprende un dispositivo de litografía offset.
3. El sistema de la reivindicación 2, en donde el dispositivo de litografía offset comprende una malla de impresión configurada para transferir el medio de impresión al sustrato plástico, la malla de impresión teniendo una medición de dureza de 65 a 79 Shore A.
4. El sistema de la reivindicación 1, que además comprende: una sección desenrollados configurada para suministrar el sustrato plástico de un rollo de suministro; y una sección enrolladora configurada para enrollar el sustrato plástico a un rollo de recogida, en donde el dispositivo de impresión está dispuesto entre la sección de desenrollado y la sección de enrollado, y en donde el sistema es configurado para mover el sustrato plástico de la sección de desenrollado a la sección de enrollado a una rapidez sustancialmente constante.
5. - El sistema de la reivindicación 1 , además comprendiendo una sección de alimentación configurada para alimentar el sustrato plástico al dispositivo de termoformado.
6. El sistema de la reivindicación 1 , en el que el dispositivo de indexamiento es configurado para detectar una marca de sincronización sobre el sustrato plástico que corresponde al patrón impreso y para detener un movimiento del sustrato plástico en relación con el dispositivo de termoformado en respuesta para detectar una marca de sincronización.
7. Un método de impresión sobre un sustrato plástico y formación del sustrato impreso plástico, el método comprendiendo: imprimir un medio de impresión para tener un patrón impreso sobre una superficie del sustrato plástico; termoformar el sustrato plástico para tener una forma usando un dispositivo de termoformado; e indexar el sustrato plástico para alinear el sustrato plástico según el patrón impreso en relación con el dispositivo de termoformado.
8. El método de la reivindicación 7, en donde imprimir el medio de impresión sobre el sustrato plástico comprende la utilización de un dispositivo de litografía offset.
9. El método de la reivindicación 8, en donde imprimir el medio de impresión sobre el sustrato plástico además comprende transferir el medio de impresión al sustrato plástico usando una malla de impresión del dispositivo de litografía offset, la malla de impresión teniendo una medición de dureza de 65 a 79 Shore A.
10. El método de la reivindicación 7, en donde durante el termoformado del sustrato plástico para que tenga la forma, el patrón impreso se forma para tener un patrón formado asociado con la forma del sustrato plástico, y en donde el método además comprende el registrar el patrón impreso al dispositivo de termoformado, la etapa de registrar comprendiendo: Imprimir el medio de impresión para tener un patrón impreso de prueba sobre una superficie de un sustrato plástico de prueba; termoformar el sustrato plástico de prueba para tener la forma usando el dispositivo de termoformado, en donde, durante el termoformado del sustrato plástico de prueba para que tenga la forma, el patrón impreso de prueba es formado para tener un patrón formado de prueba; analizar el patrón formado de prueba; y ajustar una base de datos para imprimir el patrón impreso sobre el sustrato plástico basado en el patrón formado de prueba.
11. El método de la reivindicación 10, en donde el patrón impreso de prueba incluye líneas de rejilla.
12. El método de la reivindicación 7, además comprendiendo: suministrar el sustrato plástico de un rollo de suministro antes de imprimir del medio de impresión sobre el sustrato plástico; enrollar el sustrato plástico en un rollo de recogida subsecuente a la impresión del medio de impresión sobre el sustrato plástico; y mover el sustrato plástico del rollo de suministro al rollo de recogida a una rapidez sustancialmente constante.
13. El método de la reivindicación 12, además comprendiendo alimentar el sustrato plástico del rollo de recogida al dispositivo de termoformado.
14. El método de la reivindicación 7, en donde la indexación el sustrato plástico comprende: imprimir la marca de sincronización sobre el sustrato plástico relativo al patrón impreso; detectar la marca de sincronización; y detener un movimiento del sustrato plástico en relación con el dispositivo de termoformado en respuesta a la detección de la marca de sincronización.
15. El método de la reivindicación 7, en donde un nivel de dina del sustrato plástico es mayor que 40 dyn/cm.
16. Un objeto impreso plástico comprendiendo: un sustrato plástico; y una parte impresa directamente sobre una superficie del sustrato plástico, en donde el sustrato plástico que tiene la parte impresa directamente sobre este, es termoformado para que tenga una forma.
17. El objeto impreso plástico de la reivindicación 16, en donde la parte impresa comprende una tinta que tiene un espesor de 5 µ?? o menos.
18. El objeto impreso plástico de la reivindicación 16, en donde un nivel de dina del sustrato plástico es mayor que 40 dyn/cm.
19. El objeto impreso plástico de la reivindicación 16, en donde un espesor del sustrato plástico es mayor que o igual a 0.20320 milímetros (0.008 pulgadas).
20. El objeto impreso plástico de la reivindicación 16, en donde el sustrato plástico comprende un material seleccionado del grupo que consiste de tereftalato de polietileno (PET), poliestireno orientado (OPS), estireno, cloruro de polivinilo (PVC), y polipropileno.
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