塑料容器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種塑料容器和在塑料容器上印刷數(shù)字圖像的方法。該塑料容器包括：具有非平坦外表面(20)的容器(10)，數(shù)字圖像由墨水滴(30)印刷到所述外表面上，其中所述墨水滴(30)的直徑從10微米到200微米變化，其中所述墨水滴的范圍從200滴/英寸到1200滴/英寸。
【專利說(shuō)明】塑料容器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)要求2006年11月22日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.11/562，655的權(quán)益，因此其通過(guò)引用全文結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明總體涉及其上印刷有數(shù)字圖像的塑料容器，尤其是具有曲面的容器，以及在塑料容器上印刷圖像的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]在曲面塑料容器上印刷的傳統(tǒng)技術(shù)易受某些限制和缺點(diǎn)的影響。這種技術(shù)使得很難提供具有商業(yè)上可接受的圖像的容器(尤其是具有非平坦表面的容器)。有效地提供一種具有以可接受的速度和合理的成本印刷的多顏色數(shù)字圖像的容器也是一個(gè)挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明用于在具有非平坦外表面的容器上印刷一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像。通過(guò)施加墨水滴將數(shù)字圖像印刷在容器上。該墨水滴的直徑可從大約10微米到大約200微米變化，墨水滴的范圍可從大約200滴/英寸到大約1200滴/英寸。還公開了數(shù)字印刷塑料容器的方法。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]現(xiàn)在參照附圖，通過(guò)示例的方式描述本發(fā)明的實(shí)施方式，其中:
[0007]圖1是示出了施加到根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的容器的非平坦表面的墨水滴圖案的俯視立體圖；
[0008]圖2是具有重疊部分的一系列墨水滴的側(cè)視圖；
[0009]圖2A是示出了相關(guān)聯(lián)的角度測(cè)量法的墨水滴的側(cè)視圖；
[0010]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的墨水滴施加系統(tǒng)的示意圖；
[0011]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的印刷子系統(tǒng)的一部分的示意圖；
[0012]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的印刷子系統(tǒng)的示意圖；并且
[0013]圖6是施加到基底涂層的墨水滴的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的實(shí)施方式，在此描述并由附圖示出該實(shí)施方式的示例。盡管本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施方式進(jìn)行描述，應(yīng)理解的是其不試圖將本發(fā)明局限于這些實(shí)施方式。相反地，本發(fā)明旨在覆蓋落入由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替換、修改和等同物。
[0015]圖1中大體示出了容器10的具有非平坦表面20的一部分。示出了分布在容器的表面20上的多個(gè)墨水的小滴(或墨水滴)30。墨水滴30可共同地形成施加圖案部分，其接著可形成預(yù)定數(shù)字圖像的全部或一部分。施加圖案可包括柵格式圖案(例如所示的柵格圖案)，或可替換地，可采用其他形式的控制或限定的應(yīng)用圖案。而且，如大體所示的，一個(gè)或多個(gè)鄰近墨水滴30的部分可相互重疊或混雜，而形成重疊部分32。
[0016]圖2是呈現(xiàn)了墨水的連續(xù)區(qū)域34的具有重疊部分32的一系列墨水滴30的側(cè)視圖。沿橫截面可見(jiàn)，墨水的連續(xù)區(qū)域從第一滴邊緣36延伸至第二滴邊緣38。也許更好地如圖2A所示，在一個(gè)實(shí)施方式中，墨水滴的接觸角或邊緣角(其在圖中以墨水滴30a和30b表示)的范圍從大約5度到大約25度。而且，在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，接觸角的范圍可從大約12度到大約15度。
[0017]根據(jù)所期望的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像，個(gè)別的墨水滴可包括各種已知顏色，例如包括諸如青色、品紅和黃色之類的基礎(chǔ)印刷顏色。而且，在重疊區(qū)域(例如重疊部分32)控制某些顏色的重疊或組合可提供額外的“加工”顏色。另外，墨水滴可固化。例如紫外光固化性墨水滴可包括所有或一部分?jǐn)?shù)字圖像。
[0018]個(gè)別墨水滴30 (包括與單一數(shù)字圖像關(guān)聯(lián)的墨水滴)的直徑D可從大約10微米到大約200微米變化。在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，墨水滴的直徑D可從大約30微米到大約90微米的范圍內(nèi)變化。另外，提供在容器的表面上以形成數(shù)字圖像的墨水滴的施加范圍從大約200滴/英寸(DPI)到大約1200滴/英寸，在一個(gè)實(shí)施方式中，該范圍從300DPI到1200DPI。形成在容器表面上的生成數(shù)字圖像可例如但并不限制地采用標(biāo)簽的形式，并且可包括各種文字和/或圖形(包括有顏色的文字和圖形)。
[0019]圖3中示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的墨水滴施加系統(tǒng)40。如大體所示的，可包括非平坦的(例如，橢圓形、圓形或簡(jiǎn)單一般彎曲)表面20的多個(gè)容器10被傳送或輸送經(jīng)過(guò)印刷子系統(tǒng)50。該印刷子系統(tǒng)可包括:一個(gè)或多個(gè)印刷頭60 ;用于控制一個(gè)或多個(gè)印刷頭相對(duì)于容器的上下位置的至少一個(gè)致動(dòng)器70 ;用于向一個(gè)或多個(gè)印刷頭遞送一種或多種顏色的墨水的墨水遞送設(shè)備62 ;和用于至少部分調(diào)節(jié)或控制墨水溫度的溫度控制設(shè)備64，該溫度控制設(shè)備64可包括多根流體管66。
[0020]在一個(gè)實(shí)施方式中，溫度控制設(shè)備可包括液體加熱單元和使加熱的水或其他液體循環(huán)的一個(gè)或多個(gè)泵。如果需要的話，液體可在閉合回路中循環(huán)。圖4示出了系統(tǒng)40的一個(gè)實(shí)施方式，其中各個(gè)印刷頭60由墨水管65供給墨水，并且包括例如多根水管。水管可包括回路，并且包括輸入管66a和回流管66b。在一個(gè)實(shí)施方式中，水管(例如，回流管66b)可纏繞墨水管65。如果需要的話，流體管(例如所示的水管66b)可從墨水源至印刷頭纏繞墨水管65?？商鎿Q地，液體流可反向，所以入口流體管可為管66b，出口流體管可為66a。在任一情況下，當(dāng)關(guān)聯(lián)的印刷頭上下移動(dòng)時(shí)，這種流體管有助于使墨水在整個(gè)系統(tǒng)中保持所期望的溫度。
[0021]為了將墨水滴遞送至待處理容器表面，墨水在印刷頭內(nèi)可保持在一定溫度或所期望的溫度范圍。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，墨水在印刷頭中(即，剛好在噴灑或施加之前)的溫度保持在大約40°C至大約50°C。
[0022]在圖3中，容器10大體所示由輸送機(jī)傳送。然而，重要的是注意到，本發(fā)明不限于這種輸送裝置。可以以其他方式及使用其他容器搬運(yùn)技術(shù)傳送容器經(jīng)過(guò)印刷子系統(tǒng)50，條件是，待印刷表面與印刷頭60不存在妨礙操作的阻斷，并且可在相對(duì)于印刷子系統(tǒng)的空間中充分地確定待印刷表面的位置，從而使印刷頭的位置與該表面之間保持可控的距離。例如，但不限制地，容器可暫時(shí)地保持在移動(dòng)經(jīng)過(guò)印刷頭的固定物或保持器中。
[0023]施加系統(tǒng)40可另外包括掃描設(shè)備80,例如激光掃描儀。掃描設(shè)備80可用于在將容器移動(dòng)經(jīng)過(guò)印刷子系統(tǒng)50之前掃描每個(gè)待印刷的容器表面。掃描設(shè)備80可捕獲容器的待印刷表面的表面形狀數(shù)據(jù)，包括例如表面變化性和曲率的數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，掃描的表面數(shù)據(jù)傳遞到信號(hào)調(diào)節(jié)器82，其可調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)或調(diào)節(jié)了的數(shù)據(jù)傳遞給處理器84。該處理器84處理信息并向動(dòng)作控制器86提供動(dòng)作控制信號(hào)，其接下來(lái)可將控制信號(hào)提供到致動(dòng)器70，用于在給定時(shí)間點(diǎn)定位一個(gè)或多個(gè)印刷頭60 (相對(duì)于移動(dòng)的容器表面并與移動(dòng)的容器表面協(xié)調(diào))。
[0024]重要的是注意到系統(tǒng)40不限于具有獨(dú)立和不同的掃描設(shè)備、信號(hào)調(diào)節(jié)器、處理器、動(dòng)作控制器和/或致動(dòng)器。而是在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，這些組件可以以各種組合提供或?qū)⑺鼈兊墓δ芙Y(jié)合成各種可操作的組合。例如，在一個(gè)簡(jiǎn)化的實(shí)施方式中，掃描設(shè)備可形成容器表面數(shù)據(jù)，向印刷頭(或者，致動(dòng)器或控制印刷頭位置的控制器)直接或間接地傳遞數(shù)據(jù)，當(dāng)容器移動(dòng)經(jīng)過(guò)印刷頭時(shí)，印刷頭和待印刷容器表面之間的距離可控。
[0025]印刷子系統(tǒng)控制印刷頭60的位置，且對(duì)于非平坦表面，印刷子系統(tǒng)可相對(duì)于容器表面有效地保持限定或受控的錯(cuò)位。例如，大體如圖5所示的系統(tǒng)的實(shí)施方式中所示，系統(tǒng)40可配置成在分配墨水的印刷頭部分和容器的接收墨水滴的表面之間保持lmm±0.3mm的相隔距離SD。值得注意的是，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式，相隔距離SD可以說(shuō)是尤其適合于提供墨水(在施加墨水的時(shí)候)的印刷頭60部分和容器的接收墨水滴的表面之間的距離。也就是說(shuō)，印刷頭60的不與印刷頭的施加墨水的部分一致的部分會(huì)侵占與相隔距離SD有關(guān)的空間，然而只要這種侵占不會(huì)在印刷頭和容器之間產(chǎn)生物理干涉即可。
[0026]進(jìn)一步參照?qǐng)D3，在系統(tǒng)40的一個(gè)實(shí)施方式中，容器可以勻速或大致勻速移動(dòng)經(jīng)過(guò)印刷頭。然而，系統(tǒng)的實(shí)施方式可包括在系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)步驟處確定、監(jiān)測(cè)和/或控制容器移動(dòng)速度(即，速度V)的傳感器。例如系統(tǒng)40可向處理器或控制器提供這種信息并協(xié)調(diào)印刷頭的移動(dòng)以調(diào)節(jié)容器勻速或非勻速運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)印刷頭。而且，一個(gè)或多個(gè)反饋控制系統(tǒng)可被接合到系統(tǒng)中，以提供這種控制功能并協(xié)調(diào)印刷頭相對(duì)于移動(dòng)經(jīng)過(guò)印刷頭的容器的位置和移動(dòng)。
[0027]對(duì)于一些應(yīng)用，在進(jìn)入印刷子系統(tǒng)50或經(jīng)過(guò)印刷頭之前，可對(duì)容器進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理可用于例如增加容器的表面溫度從而改善與墨水滴的結(jié)合。一些已知的預(yù)處理技術(shù)包括，但不限于，焰燒(flame)，電暈和等離子處理，然而本發(fā)明不限于這些預(yù)處理選擇。
[0028]附加地，在印刷數(shù)字圖像之前，系統(tǒng)40可將基底涂層施加到容器的表面部分。例如，圖6大體示出了施加到基底涂層90的墨水滴30的側(cè)視圖。在圖中，墨水滴的接觸角(或邊緣角)大體由箭頭92a所示；基底涂層的接觸角大體由箭頭92b所示。在一個(gè)實(shí)施方式中，與墨水滴和/或基底涂層的相關(guān)聯(lián)的接觸角可在大約5度到大約25度之間，并且對(duì)于一些應(yīng)用，墨水滴和基底涂層的相關(guān)接觸角之一或兩者可在大約12度到大約15度之間?；淄繉涌砂ㄓ糜诟纳颇问┘雍?或提供視覺(jué)特性的材料。如果需要的話，全部或一部分基底涂層可在容器表面的至少一部分上數(shù)字印刷。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，可在基底涂層完整印刷一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像。而且，對(duì)于一些應(yīng)用，一部分基底涂層和/或一部分容器的表面可形成一部分?jǐn)?shù)字圖像。例如，如果一部分預(yù)計(jì)的數(shù)字圖像包括足以匹配容器的表面或基底涂層(如果可應(yīng)用的話)的顏色，則印刷子系統(tǒng)可編程來(lái)可控制地避免墨水滴噴灑在這些部分上。
[0029]再次參照?qǐng)D3，系統(tǒng)40可進(jìn)一步包括固化與數(shù)字圖像相關(guān)聯(lián)的墨水滴的裝置。例如，如果應(yīng)用紫外光固化性墨水(UV Curable Ink)，則固化裝置可包括一個(gè)或多個(gè)紫外線光燈100。而且，印刷在容器表面上的數(shù)字圖像可指定在限定時(shí)間段內(nèi)固化。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，在墨水滴接觸容器表面后，數(shù)字圖像在0.5秒至5秒內(nèi)固化。
[0030]應(yīng)用系統(tǒng)40還可包括掃描最終數(shù)字圖像的印刷后掃描儀(未示出)。然后系統(tǒng)可估算印刷后數(shù)據(jù)，以評(píng)估印刷在給定容器上的圖像是否滿足指定或確定的標(biāo)準(zhǔn)，其可大體與圖像質(zhì)量相關(guān)。如果印刷在容器上的圖像不滿足指定或確定的標(biāo)準(zhǔn)，則將開始通信(例如向操作者的報(bào)警或通知)，且容器可被送至進(jìn)一步評(píng)估和處理或重做的區(qū)域。
[0031]為了示出和說(shuō)明的目的在前面描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。它們并不是窮舉或者將本發(fā)明限于公開的精確形式，鑒于上述教導(dǎo)可以進(jìn)行各種修改和變型。選擇和描述實(shí)施方式的目的在于解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，因此使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠利用本發(fā)明以及適于預(yù)期特殊應(yīng)用的各種修改的實(shí)施方式。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求和其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種塑料容器包括:具有彎曲外表面的中空容器，數(shù)字圖像由數(shù)字印刷的墨水滴印刷到所述彎曲外表面上，其中，所述墨水滴的直徑在10微米到200微米之間變化，所述墨水滴的范圍是200滴/英寸到1200滴/英寸。
2.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述容器包括基底涂層，所述基底涂層包括直接印刷在所述容器的所述彎曲外表面上的墨水滴。
3.如權(quán)利要求2所述的容器，其中，所述數(shù)字圖像被印刷為在所述基底涂層的至少一部分上的非連續(xù)的外層。
4.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述墨水滴的直徑在30微米到90微米變化。
5.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述墨水滴的范圍是300滴/英寸到1200滴/英寸。
6.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述墨水滴在所述容器表面上散開且墨水滴的部分與鄰近墨水滴重疊。
7.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述墨水滴以格柵式圖案提供。
8.如權(quán)利要求7所述的容器，其中，所述格柵式圖案由計(jì)算的或預(yù)計(jì)的墨水滴噴灑量限定。
9.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述墨水滴的邊緣的角度范圍是大約5度到大約25度。
10.如權(quán)利要求1所述的`容器，其中，所述墨水滴的邊緣的角度范圍是大約12度到大約15度。
11.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述數(shù)字圖像具有多種顏色。
12.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，鄰近的墨水滴的部分重疊以提供一種或多種加工顏色。
13.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，至少一部分所述墨水滴是可紫外光固化的。
14.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述墨水滴限定所述容器表面上的預(yù)定圖案。
15.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，個(gè)別墨水滴具有變化的直徑。
16.如權(quán)利要求2所述的容器，其中，所述基底涂層在所述數(shù)字圖像印刷之前獨(dú)立地固化。
17.如權(quán)利要求16所述的容器，其中，所述基底涂層是數(shù)字印刷的基底涂層。
18.如權(quán)利要求2所述的容器，其中，整個(gè)所述數(shù)字圖像印刷在所述基底涂層上。
19.如權(quán)利要求2所述的容器，其中，所述基底涂層的一部分形成所述數(shù)字圖像的一部分。
20.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述容器表面的一部分提供所述數(shù)字圖像的顏色形成部分的一部分。
21.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，在墨水滴接觸所述容器表面后，所述圖像在0.5秒至5秒內(nèi)固化。
22.如權(quán)利要求1所述的容器，其中，在與所述數(shù)字印刷墨水滴的結(jié)合前，對(duì)所述容器進(jìn)行預(yù)處理以增加所述容器表面溫度。
23.如權(quán)利要求21所述的容器，其中，所述容器通過(guò)焰燒、電暈或等離子處理進(jìn)行預(yù)處理。
24.一種塑料容器包括:具有彎曲外表面的中空容器，所述外表面具有通過(guò)數(shù)字印刷墨水滴印刷到所述彎曲外表面的一部分上的數(shù)字圖像，所述數(shù)字圖像具有多種顏色，其中所述墨水滴的直徑在10微米到200微米之間變化，所述墨水滴的范圍是200滴/英寸到1200滴/英寸，所述墨水滴在所述容器表面上散開且墨水滴的部分與鄰近墨水滴重疊，所述墨水滴的邊緣的角度在大約5度到大約25度之間，其中所述容器包括基底涂層并且其中所述數(shù)字圖像至少部分地印刷在所述基底涂層的至少一部分上。
25.如權(quán)利要求24所述的容器，其中，所述容器包括基底涂層且所述數(shù)字圖像至少部分地印刷在所述基底涂層上的至少一部分上。
【文檔編號(hào)】B41M5/00GK103693259SQ201310626136
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2006年11月22日
【發(fā)明者】羅納德·L·額普特格夫 申請(qǐng)人:普拉斯蒂派克包裝公司