在金屬容器基體上的噴墨印刷的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及金屬飲料和金屬食物容器，更具體地涉及標(biāo)記或裝飾金屬容器和/或其原材料，特別是拉環(huán)料(tab stock)或拉環(huán)。
[0002]常規(guī)的飲料容器包括容器體部及容器端部。飲料容器體部典型地由3000系列鋁合金所形成。飲料容器端部典型地由5000系列合金所形成。用于形成容器體部和容器端部的鋁片典型地涂覆有潤滑劑，例如約5-10 mg/m2的癸二酸二辛酯(DOS)的蠟狀涂層，以防止鋁片在卷繞、輸送和展開期間的磨損或劃傷。DOS的量是小心調(diào)節(jié)的，以確保其與后續(xù)的漆料涂層兼容。生產(chǎn)者可以使用其它的潤滑劑。
[0003]對(duì)于用于形成拉環(huán)的鋁而言，鋁拉環(huán)料典型地需要輕油潤滑劑，用于在拉環(huán)壓力機(jī)(tab press)中的拉環(huán)制作工藝。可以在潤滑之前提供設(shè)置成卷繞狀的拉環(huán)料，或者潤滑劑可以在端部制作車間處加入。拉環(huán)條在形成之后被傳送至轉(zhuǎn)換壓力機(jī)(convers1npress)，在那里拉環(huán)通過鉚釘被固定至容器端部殼體。
[0004]在用于飲料容器的鋁基體上的噴墨印刷已經(jīng)在多篇現(xiàn)有技術(shù)參考資料中被公開。例如，標(biāo)題為“Beverage Can Having Instant Winner Type Game Thereon,，，美國專利號(hào)5,992,892公開了通過噴墨印刷在飲料容器上印刷標(biāo)識(shí)。標(biāo)題為“Method OfManufacturing An Aluminum Design Tab End Using An Ink Jet Printing For ABeverage Can”的公布W0/2002085553公開了在飲料容器端部的拉環(huán)上的計(jì)算機(jī)化設(shè)計(jì)的噴墨印刷。
[0005]然而，從商業(yè)上來看，噴墨印刷在鋁飲料容器或拉環(huán)上并不流行。相反，容器體部通常在稱作容器裝飾機(jī)的機(jī)器中由干式平版印刷(dry offset printing)來進(jìn)行裝飾。而且，有時(shí)在商業(yè)上針對(duì)拉環(huán)來使用一個(gè)或多個(gè)涂層的激光燒蝕(laser ablat1n)。
[0006]除了出于美學(xué)、品牌的和信息原因的裝飾之外，飲料容器有時(shí)包括諸如QR碼、DataMatrix碼及類似的二維碼(dimens1nal codes)，其在本文中將被稱作2D碼。2D碼被公知為將信息提供給消費(fèi)者。
[0007]關(guān)于墨可以施加到其上的表面而言，表面能量(或表面張力)是固體的基本性質(zhì)，并且從諸如聚乙烯(PE)的塑料的低水平變化到玻璃及金屬表面的高水平。表面張力是液體的可比擬性質(zhì)。對(duì)于將要對(duì)固體表面進(jìn)行潤濕的液體，液體的表面張力必須低于固體的表面能量或表面張力。對(duì)于在許多塑性及金屬表面上的印刷墨、膠漆(glue varnish)等的粘附而言，表面能量是一個(gè)決定性的標(biāo)準(zhǔn)。片材的表面能量或表面張力通常以mN/m (毫牛頓每米)或者以dyn/cm (達(dá)因每厘米)來測(cè)量，其具有相同的數(shù)值。除了一些例外，一般的規(guī)則是材料的表面能量越高，其越適合于容納涂層。所知道的是，表面上的污染物會(huì)導(dǎo)致低的表面能量。作為通常的限制，38 dyn/cm有時(shí)被稱作閾值，在該閾值之下，粘附將會(huì)不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本系統(tǒng)和方法提供了一種用于施加噴墨印刷技術(shù)至金屬基體、特別是用于制作飲料容器的鋁基體的技術(shù)。優(yōu)選地，噴墨印刷工藝將標(biāo)識(shí)或裝飾施加在將在飲料容器拉環(huán)上的鋁拉環(huán)料上。
[0009]發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鋁線圈(coil)常見的DOS涂層(當(dāng)從鋁制造廠供應(yīng)至飲料容器制造商時(shí))干擾墨在金屬基體上的粘附，這使得在飲料容器制造常見的商用速度中，噴墨印刷并不可行。而且，發(fā)明人推測(cè)其它潤滑劑可以被鋁線圈生產(chǎn)者采用，這可能具有針對(duì)噴墨印刷的相似的缺點(diǎn)。
[0010]發(fā)明人已經(jīng)示出，商用的墨可以在拉環(huán)料已經(jīng)使用溶劑進(jìn)行清潔之后被施加至常規(guī)的鋁拉環(huán)料。可以使用用于增加表面能量的其它方法。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于形成飲料容器端部的方法(所述飲料容器端部在其拉環(huán)上具有噴墨標(biāo)記)包括經(jīng)由噴墨將墨施加至拉環(huán)料的表面的步驟，其中，所述拉環(huán)料表面是未潤滑的且大體上不具有工廠潤滑劑。所述方法進(jìn)一步包括在施加墨的步驟之后對(duì)所述拉環(huán)料進(jìn)行潤滑的步驟、將所述拉環(huán)料制成拉環(huán)的步驟，以及將所述拉環(huán)與端部殼體進(jìn)行組合以形成所述飲料容器端部的步驟。
[0012]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種用于形成飲料容器端部的方法(所述飲料容器端部在拉環(huán)料上具有噴墨標(biāo)記)包括經(jīng)由噴墨將墨施加至拉環(huán)料的表面的步驟，所述拉環(huán)料表面是未潤滑的且大體上不具有DOS。在所述施加墨的步驟之后，所述方法進(jìn)一步包括將所述拉環(huán)料滾轉(zhuǎn)成線圈的步驟，借此，所述拉環(huán)料適合被制成飲料或食物容器的拉環(huán)。
[0013]在又一個(gè)實(shí)施例中，拉環(huán)料材料是未潤滑的且大體上不具有工廠潤滑劑。拉環(huán)料材料包括通過在拉環(huán)料材料的表面上噴墨印刷所形成的標(biāo)識(shí)，并且至少有一部分表面具有小于44 dyn/cm的表面能量。
【附圖說明】
[0014]圖1是圖示了本發(fā)明的方面的系統(tǒng)的示意性視圖；
圖2是圖示了第一拉環(huán)實(shí)施例的飲料容器的透視圖；
圖3是圖示了第二拉環(huán)實(shí)施例的飲料容器的透視圖；并且圖4是圖示了第一拉環(huán)實(shí)施例的飲料容器的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]針對(duì)鋁飲料容器拉環(huán)料描述用于噴墨印刷的系統(tǒng)和方法。如在圖1中所示，用于形成飲料容器拉環(huán)的系統(tǒng)10包括鋁拉環(huán)料的線圈12、開卷機(jī)(dereeler)14、隔離機(jī)構(gòu)16、噴墨印刷站18、潤滑站20和拉環(huán)壓力機(jī)22。開卷機(jī)14和隔離滾轉(zhuǎn)系統(tǒng)16優(yōu)選地是常規(guī)的。
[0016]噴墨印刷站18優(yōu)選地使用常規(guī)的噴墨印刷技術(shù)，其利用與飲料容器工業(yè)常見的材料和涂層兼容的墨。潤滑系統(tǒng)20優(yōu)選地是常規(guī)的。拉環(huán)壓力機(jī)22通過切削并彎曲材料條(在圖1中未示出)的一部分來形成拉環(huán)。例如，壓力機(jī)22可以是由瑞士的Bruderer制作的模型BSTA-90/20或者由美國的Minster制作的模型PM2-80。
[0017]卷繞的拉環(huán)料典型地具有三個(gè)或四個(gè)拉環(huán)的寬度。拉環(huán)料典型地是5000系列合金，諸如具有0.0110英寸或更少厚度的5182合金。拉環(huán)料大體上不具有諸如DOS的工廠潤滑劑，使得其具有合適的表面，用于由噴墨印刷工藝的涂層粘附。噴墨印刷優(yōu)選地施加至拉環(huán)料的下側(cè)(即，在拉環(huán)壓力機(jī)中形成時(shí)變成拉環(huán)下側(cè)的表面)。本發(fā)明還包括在拉環(huán)料的頂側(cè)上的噴墨印刷。在已經(jīng)完全被準(zhǔn)許用于預(yù)期應(yīng)用的印刷工藝期間施加高柔韌性UV固化的嗔墨的墨。
[0018]圖2圖示了飲料容器30，其包括容器體部32和通過雙重接縫(double seam)附接至容器體部32的容器端部34。拉環(huán)36包括下側(cè)38和頂側(cè)40 (在圖2中未示出)。由諸如QR碼的2D條形碼圖示的標(biāo)識(shí)50位于拉環(huán)下側(cè)38上。2D條形碼50是根據(jù)本文描述的方法來生產(chǎn)的。本發(fā)明不受限制地包括如信息、促銷或抽獎(jiǎng)信息的其它標(biāo)識(shí)。
[0019]圖3圖示了包括拉環(huán)36a的飲料容器30a。由標(biāo)志所圖示的標(biāo)識(shí)50a位于頂側(cè)40a上。標(biāo)志50a是根據(jù)本文描述的方法來生產(chǎn)的。
[0020]圖4圖示了包括拉環(huán)36b的飲料容器30b。由標(biāo)志所圖示的標(biāo)識(shí)50b位于拉環(huán)的下側(cè)38b