喷墨打印用墨、打印的圆筒形容器及其制造方法

喷墨打印用墨、打印的圆筒形容器及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及喷墨打印用墨，其被用于在圆筒形容器的墨非吸收性表面上喷墨打印，喷墨打印用墨至少包括水溶性溶剂、着色材料、表面活性剂、增稠剂和/或粘结剂树脂，并且特征在于：着色材料的含量为5至20重量％；表面活性剂的含量为0.1至5重量％；增稠剂的含量不超过10重量％；和粘结剂树脂的含量不超过30重量％。喷墨打印用墨适当地用于在非吸收性的圆筒形容器例如食物和饮料用无缝罐上打印，同时保持喷墨打印的优异特性。
【专利说明】喷墨打印用墨、打印的圆筒形容器及其制造方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及喷墨打印用墨，通过使用所述墨打印的圆筒形容器，和其制造方法。更 具体地，本发明涉及卫生性优异且可以小点尺寸喷射的喷墨打印用墨，涉及以高分辨率打 印精细图像的圆筒形容器，以及制造打印的圆筒形容器的方法。

【背景技术】
[0002] 由金属如铝或钢制成的无缝罐具有大的耐冲击性且不允许气体如氧通过，提供远 远优于塑料容器的内容物的保存性以及与玻璃瓶相比重量轻这样的优点，并已被广泛地用 作用于容纳碳酸饮料，酒精饮料和其他许多饮料和食品的容器。
[0003] 通过使用印刷板的版印，如胶版印刷（专利文献1)，或通过不使用印刷板的喷墨 打印（专利文献2)已将商品名称和各种设计打印在无缝罐的外表面上。
[0004] 喷墨打印不需要板，提供要打印的设计在短时间（可变）可以自由地变换，墨可被 厚印使得能够形成深度图像，且高精细的图像例如照片中可以优异地再现这样的优点。
[0005] 另一方面，在无缝罐外表面上的打印图像具有图像被打印在由不吸收打印墨的非 吸收性材料制成的圆筒的弯曲表面上这样的性质。因此，如果使用低粘度的打印墨，在打印 后墨立即流动并扩散形成模糊的图像并使得难以得到清晰的打印图像。因此，对于在非吸 收性的圆筒形容器如无缝罐上的喷墨打印图像，普遍接受的做法是使用喷出撞击后的即刻 能够固化或半固化的紫外线固化型墨（专利文献3)。
[0006] 现有技术文献：
[0007] 专利文献：
[0008] 专利文献 1 JP-A-2008-62455
[0009] 专利文献 2 JP-A-2004-42464
[0010] 专利文献 3 JP-A-2010-143200


【发明内容】

[0011] 发明要解决的问是页
[0012] 然而，用于喷墨打印的紫外线固化型墨包含光聚合引发剂，从卫生的角度来说，不 期望被用于容纳饮料和食品的无缝罐。此外，用于喷墨打印的紫外线固化型墨是昂贵的，并 在撞击后立即进行固化或半固化造成例如流平性缺陷，增加打印图像的粗糙感和光泽差这 样的问题。
[0013] 另外，喷墨打印系统是基于撞击来自喷墨头的墨滴的原理并伴有如当墨被牢固地 打印在整个表面上时浓度的再现性差，并且限制墨头宽度、喷射液滴的频率、打印的区域和 打印速度这样的问题。
[0014] 因此，本发明的目的是提供喷墨打印用墨，可以良好地用于在非吸收性圆筒形容 器如用于容纳饮料和食品的无缝罐上打印图像，仍能保持优异的喷墨打印特性。
[0015] 本发明的另一目的是提供具有通过喷墨打印打印的鲜明图像，特征在于优异的光 泽性以及即使当罐经受蒸煮灭菌时打印图像的紧密性也优异的打印的圆筒形的容器。
[0016] 本发明的再一目的是提供能够连续且有效地制造具有通过喷墨打印打印的鲜明 图像和光泽性的打印的圆筒形容器的制造方法。
[0017] 本发明的又一目的是提供能够有效地制造具有通过喷墨打印打印的鲜明的图像 并且还通过版式打印在其整个表面上牢固且优异地打印，优异地再现浓度的圆筒形容器的 制造方法。
[0018] 用于解决问题的方案
[0019] 根据本发明，提供用于在圆筒形容器的墨非吸收性表面上喷墨打印图像的喷墨打 印用墨，并且至少包括水溶性溶剂、着色材料、表面活性剂、增稠剂和/或粘结剂树脂，着色 材料的含量为5至20重量％，表面活性剂的量为0. 1至5重量％，增稠剂的量不超过10重 量％，和粘结剂树脂的含量不超过30重量％。
[0020] 在本发明的喷墨打印用墨中，期望的是：
[0021] 1.粘结剂树脂包含聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂或丙烯酸类树 脂中的任何之一，并且其含量在5至30重量％ ;
[0022] 2.水溶性溶剂为二烷基二醇醚溶剂、乙二醇醚溶剂或丙二醇醚溶剂中的至少之
[0023] 3.水溶性溶剂具有不低于120°C的沸点；
[0024] 4.增稠剂为在醇中可溶的纤维素醚或在醇中可溶的聚乙烯醇缩醛中的至少之一； 和
[0025] 5.表面活性剂为用聚醚改性的硅氧烷。
[0026] 根据本发明，进一步地，提供具有通过使用喷墨打印用墨在圆筒形容器的墨非吸 收性表面上形成的喷墨打印层以及具有在喷墨打印层上形成的罩面清漆层的打印的圆筒 形容器。
[0027] 在发明的打印的圆筒形容器中，期望的是：
[0028] L罩面清漆层包括使用丙烯酰环氧树脂（acrylepoxy resin)、丙烯酰胺树脂、聚 酯树脂或聚酯氨基树脂中的任何之一作为基础树脂的水性罩面清漆。
[0029] 2.白色涂层和/或锚固涂层在喷墨打印层下形成。
[0030] 此外，根据本发明，提供通过在圆筒形容器的墨非吸收性表面调节温度至位于25 至100°C的范围内，通过使用喷墨打印用墨在墨非吸收性表面上进行喷墨打印，和在上面施 涂罩面清漆的打印的圆筒形容器的制造方法。
[0031] 在本发明的制造打印的圆筒形容器的方法中，期望的是：
[0032] 1.在施涂罩面清漆之前喷墨打印的图像是被预烘烤（false-baking)，此后，施涂 的罩面清漆被烘烤和固化；
[0033] 2.在喷墨打印前后通过板式打印打印图像；和
[0034] 3.喷墨打印是通过将至少一个设置有多个喷墨头的喷墨打印站来进行。
[0035] 发明的效果
[0036] 本发明的喷墨打印用墨的特征在于具有优异的干燥性能，并且可以有效地防止由 于墨的流动引起的模糊，尽管非吸收性圆筒形容器是以旋转着的方式打印的。当调节圆筒 形容器的非吸收性表面的温度时墨更迅速的干燥，使其有可能形成具有高分辨率防止墨模 糊的鲜明图像。
[0037] 此外，调整墨的粘度，添加表面活性剂来调节墨的流平性使得能够控制点直径，因 此，形成具有优异的光泽性特征在于墨的干燥性优异和高分辨率的图像。
[0038] 另外，由于水溶性溶剂的使用，本发明的喷墨打印用墨对水性罩面清漆具有良好 的亲和性。因此，当从上面施涂罩面清漆时，打印层保持紧密地粘附在基板上。因此，打 印的图像保持紧密和优异地粘附，即使在打印的圆筒形容器（无缝罐）经受例如压纹加工 (emboss working)或缩颈（necking)或甚至蒸煮灭菌这样的加工时，也确保打印的无缝罐 的耐刮擦性。
[0039] 此外，本发明的喷墨打印用墨不含在紫外线固化型墨中含有的光聚合引发剂，因 此，在卫生方面优越且也可用于包含容纳饮料和食品用。
[0040] 如上所述，本发明的打印的圆筒形容器具有在其上形成的特征在于高分辨率和优 异的光泽性而没有墨模糊的图像，此外，特征在于打印的图像由于罩面清漆的施涂而具有 紧密和优异的粘附性以及优异的耐刮擦性。
[0041] 另外，本发明的制造方法是能够连续地制造形成保持高分辨率和优异光泽性的图 像的打印的圆筒形容器而不会导致墨头被堵塞，此外，能够有效地制造通过喷墨打印形成 的鲜明图像与通过版式打印浓度再现性优异的牢固打印的图像组合的打印的圆筒形容器。

【专利附图】

【附图说明】
[0042][图1]是说明包括无缝罐的本发明的打印的圆筒形容器的主体部的横截面的结 构的视图。
[0043] [图2]是说明用于生产本发明的打印的圆筒形容器的喷墨打印设备的示意图。
[0044] [图3]是说明用于通过在相同的设备中执行版式打印和喷墨打印制造本发明中 打印的圆筒形容器的打印系统的视图。
[0045] [图4]是说明用于通过在相同的设备中执行版式打印和喷墨打印制造本发明中 打印的圆筒形容器的另一打印系统的视图。
[0046] [图5]是说明用于制造本发明中的打印的圆筒形容器的另一喷墨打印设备的视 图。
[0047] [图6]是说明在用于生产本发明中的打印的圆筒形容器的喷墨打印设备中的喷 墨头的配置的视图。

【具体实施方式】
[0048] (水溶性溶剂）
[0049] 在本发明中，重要的是对于喷墨打印的墨使用水溶性溶剂。作为水溶性溶剂， 虽然不限于此，但可以优选使用二烧基二醇醚（dialkyl glycol ether)溶剂、乙二醇醚 (ethylene glycol ether)溶剂或丙二醇醚（propylene glycol ether)溶剂。
[0050] 作为二烷基二醇醚溶剂，可以例举二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、二甘醇甲乙醚、 二甘醇二乙醚、二甘醇二丁醚和二丙二醇二甲醚。
[0051] 作为乙二醇醚溶剂，可以例举乙二醇单甲醚、二甘醇单甲醚、三甘醇单甲醚、聚乙 二醇单甲醚、乙二醇单异丙醚、二甘醇单异丙醚、乙二醇单丁醚、二甘醇单丁醚、三甘醇单丁 醚、乙二醇单异丁醚、二甘醇单异丁醚、三甘醇单异丁醚和乙二醇乙酸酯。
[0052] 作为丙二醇醚溶剂，可以例举丙二醇单甲醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇单乙醚、丙 二醇单丙醚、二丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚和丙二醇单甲醚乙酸酯。
[0053] 可使用一种或两种以上的这些化合物作为水溶性溶剂。
[0054] 在本发明中从防止墨头在打印时干燥的观点，期望的所使用的水溶性溶剂具有不 低于120°C，并具体地在120至300°C范围的沸点。如果沸点低于上述范围时，与沸点在上 述范围内时相比墨头干燥，并且墨的喷射性能可能会降低。另一方面，如果沸点高于上述范 围时，墨会比如果沸点在上述范围内时干燥的少。
[0055] 如果将要在上面打印图像的筒状容器在室温而不调节温度下进行打印，则从墨干 燥的观点，期望所使用的水溶性溶剂的沸点范围为120至230°C。
[0056] 因此，根据本发明，可以特别有利地用于无缝罐的水溶性溶剂是二甘醇二乙醚、二 甘醇单甲醚和二丙二醇单甲醚。
[0057] (着色材料）
[0058] 作为用于本发明的喷墨打印用墨中的着色材料，可以使用迄今已用于喷墨打印用 墨的任何已知的无机颜料、有机颜料和染料。然而，从耐热性和耐光性的观点，期望使用有 机或无机颜料。
[0059] 作为无机颜料，虽然不限于此，但可以例举白色颜料如二氧化钛、氧化锌和硫酸 锌；体质颜料（body pigments),如粘土、滑石、沉淀硫酸钡和碳酸興；彩色颜料如铬黄、铬 朱红、镉颜料、镍-钛、铬-钛、黄色氧化铁、红色氧化铁、铬酸锌、铅丹、群青、普鲁士蓝、钴 蓝、铬绿、铬的氧化物、铋钒；黑色颜料如炭黑、骨炭和石墨；明亮的材料颜料如珍珠颜料、 铝颜料和铜颜料；和荧光颜料，例如硫酸锌、硫酸锶和铝酸锶。
[0060] 作为有机颜料，虽然不限于此，但可以例举多环颜料，如偶氮颜料、酞菁颜料、喹吖 啶酮颜料、紫苏烯颜料、紫环酮颜料、异吲哚酮颜料、异吲哚啉颜料、二恶嗪颜料、硫靛颜料、 蒽醌颜料、喹酞酮和金属络合物颜料；和染料色淀颜料。
[0061] 着色材料在所述墨组合物中的含量，优选为5至20重量％，特别地为8至15重 量％。如果着色材料的量小于上述范围，则在打印过程中其密度降低，并且阴影可能出现在 牢固地打印部分。另一方面，如果其量大于上述范围，则颜料可能沉淀或墨头可能被堵塞。 [0062](表面活性剂）
[0063] 重要的是，在本发明的喷墨打印用墨中混合表面活性剂以控制墨组合物的表面张 力和调节墨的流平性。
[0064] 作为表面活性剂，可以使用已知的，如阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两 性表面活性剂和非离子表面活性剂。然而，优选地还使用硅酮表面活性剂、丙烯酸类表面活 性剂和硅酮-丙烯酸表面活性剂。
[0065] 作为硅酮表面活性剂，可以例举聚醚改性的硅氧烷、聚氧化烯-聚二甲基硅氧烷 交替嵌段共聚物、用聚醚和烷基改性的硅氧烷、氟化的聚二甲基硅氧烷、用全氟烷基和聚氧 化烯改性的硅酮、用全氟烷基和聚氧化烯改性的硅酮、甘油基改性的硅酮、用全氟烷基和聚 甘油基改性的硅酮以及糖基改性的硅酮。
[0066] 作为丙烯酸类表面活性剂，可优选使用通过至少使用丙烯酸类烷基酯单体得到的 聚合物。例如，可以使用包括丙烯酸类烷基酯单体如丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异 丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己酯或 丙烯酸异壬酯的聚合物，或包括两种或多种具有烯属双键的其它单体的共聚物或三元聚合 物。
[0067] 聚醚改性的硅氧烷表面活性剂如甲基聚硅氧烷可特别优选在被用于本发明的喷 墨打印用墨。
[0068] 所述表面活性剂在所述墨组合物中的含量，优选为0. 1至5重量％，特别是0. 3至 3重量％。如果表面活性剂的量小于上述范围，墨的表面张力不能被控制和墨从墨头的喷出 会差。另一方面，如果表面活性剂的量高于上述范围，墨浓度增大，墨的干燥速度减小，和对 基材材料的初始粘合力会降低。
[0069](增稠剂和粘结剂树脂）
[0070] 本发明喷墨打印用墨期望含有增桐剂以控制墨的粘度。
[0071] 用于本发明的增稠剂是聚乙烯醇缩醛聚合物、纤维素聚合物、聚乙烯醇聚合物、聚 醚聚合物、多糖聚合物、聚丙烯聚合物或吡咯烷酮聚合物。特别期望使用高分子增稠剂，包 括在醇中可溶的聚乙烯醇缩醛聚合物或在醇中可溶的纤维素醚聚合物。
[0072] 具体而言，可以使用合成聚合物如聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、各种改性的聚乙烯 醇、聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基甲醛和其衍生物，甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟 丙基纤维素、聚氧化烯二醇、包含聚丙烯酰胺的丙烯酸基的聚合物、聚二甲基丙烯酰胺、聚 二甲基氨基丙烯酸酯、聚丙烯酸钠、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物盐、聚甲基丙烯酸钠、丙烯 酸-乙烯醇共聚物的盐、淀粉、氧化淀粉粉末、羧基淀粉、双醛淀粉、糊精、海藻酸钠、阿拉伯 胶、酪蛋白、普鲁士蓝、葡聚糖、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醚、甘油聚合物、马来酸-烷基 乙烯基醚共聚物、马来酸-N-乙烯基吡咯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物和聚亚乙基亚 胺，可使用两种以上的组合。
[0073] 在本发明中，从在溶剂中的溶解性和打印后的干燥性的观点，特别期望使用在常 温下是固体且可溶于醇的乙基纤维素或聚乙烯醇缩丁醛。
[0074] 增稠剂含量的确定取决于其种类和墨的期望粘度，并且，优选地，墨组合物中的含 量不超过10重量％，具体地在〇. 3至3重量％的范围内。如果不含有增稠剂，与如果增稠剂 的含量在上述范围内相比，墨的粘度低且当被撞击时可能趋向于扩散。另一方面，如果增稠 剂的量大于上述范围，则墨的粘度由此增加从而墨的喷射会差并且墨的干燥速率会降低。 [0075] 从提高打印图像对基材的初始粘合性和提高打印表面的光泽性的观点，本发明的 喷墨打印用墨，期望含有粘结剂树脂。从调整墨的粘度的观点出发，粘结剂树脂的作用就像 上面提到的增稠剂。因此，或者含有增稠剂或者含有粘结剂树脂。然而，期望包含两者。
[0076] 作为粘结剂树脂，可以使用迄今已用作溶剂型墨的粘结剂树脂的那些。优选地，使 用可以通过干燥固化的树脂，例如聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂和丙烯 酸类树脂。
[0077] 墨组合物中粘结剂树脂的含量优选不超过30重量％,特别在5至30重量％范围 内。如果不含有粘结剂树脂，与如果粘结剂树脂的含量在上述范围内相比打印的图像的粘 着性差，此外，墨容易干燥和在墨头堵塞且喷射差。另一方面，如果粘结剂树脂的量大于上 述范围，墨的粘度由此增加从而墨的干燥速率降低。
[0078] (墨组合物）
[0079] 本发明的喷墨打印用墨是包括水溶性溶剂、着色材料、表面活性剂、增稠剂和/或 粘结剂树脂的墨组合物，如上所述，着色材料的含量在5至20重量％，表面活性剂的量在 0. 1至5重量％,增稠剂的量在不超过10重量％,和粘结剂树脂的量在不超过30重量％，余 量为水溶性溶剂。
[0080] 本发明的喷墨打印用墨具有优选地，25至30mN/m范围内的表面张力，但不仅仅局 限于此，能够使点直径变小并防止墨扩散和模糊。
[0081] 此外，期望墨的粘度在8至15mPa · s范围内，但可取决于后述墨头的种类和干燥 条件而变化，并不能完全确定。
[0082] 本发明的喷墨打印用墨可以根据已知的方法制得只要它具有上述的组合物即可。 例如，将除了粘结剂树脂以外的组分混合在一起，通过使用分散装置分散，之后，向其添加 在其中溶解有粘结剂树脂的溶液，接着搅拌以制备墨组合物。或将着色材料和粘结剂树脂 预先一起混炼，向其添加其它成分，并通过使用搅拌/分散设备制备水性分散液，但不仅限 于此。
[0083](打印的圆筒形容器）
[0084] 如上所述，本发明的喷墨打印用墨干燥性优异。因此，在旋转的同时可将图像打印 在非吸收性圆筒形容器上，有效地防止由于墨的流动引起的模糊。即，即使在具有非吸收性 表面的圆筒形容器上也可形成保持高分辨率和光泽性的图像。
[0085] 从以上观点，期望本发明所要打印的容器是具有不吸收墨的外表面，且具有通过 使用上述喷墨打印用墨打印的层和覆盖在打印层的至少整个表面上的罩面清漆层的圆筒 形容器。
[0086] 根据本发明作为具有非吸收性表面的圆筒形容器，可以例举圆筒形金属罐如无缝 罐和焊接罐，以及已知的例如用于管状容器的管中。然而，本发明中，可以特别优选应用于 无缝罐。
[0087] 作为要通过本发明打印的圆筒形容器，虽然不限于此，但还可以使用通过将各种 表面处理的钢板如无锡钢板（TFS)或各种镀覆钢板如镀锡板，轻金属板如铝，或通过使用 热塑性树脂如聚酯树脂涂覆这样的金属板得到的树脂涂覆金属板进行众所周知的手段，例 如拉深?重拉深加工（draw · redraw working)、基于拉深?重拉深的弯曲拉伸加工（拉 伸）、基于拉深?重拉深或拉深-减薄加工的弯曲拉伸?减薄加工、或轻金属板的冲击加工 而制造的无缝罐。
[0088] 此外，所述管状容器可包括热塑性树脂如聚乙烯或聚丙烯，或热塑性树脂与具有 在管的一端形成的开口以及在另一端熔融粘着的金属箔的层压体。当容器在熔融粘着其端 部之前为圆筒形时进行打印。
[0089] 此外，期望在无缝的外表面上形成白色涂层，这是因为其掩盖了金属和板的底色， 使得图像能够鲜明地打印。
[0090] 此外，期望在上述白色涂层或在无缝罐的外表面（如果其上还没有形成白色涂 层）上形成锚固涂层。锚固涂层牢固地保持和固定喷墨打印的图像，并进一步提高打印图 像的紧密粘着性。锚固涂层还减少喷墨打印用墨的模糊。
[0091] 锚固涂层可以通过已知的方法来形成。即，将热固化性、紫外线固化性或电子射线 固化性透明聚酯树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂或聚氨酯树脂分散或溶解在预定的溶剂中 以制备涂布液，然后施涂，干燥，并通过加热、通过用紫外线或电子射线照射固化以形成锚 固涂层。其中，从树脂的宽选择范围的观点优选热固化热固化型树脂的方法。
[0092] 通过在上述作为用于形成锚固涂层的树脂而例举的树脂的涂布液中包含白色颜 料如二氧化钛以相同的方式还可形成白色涂层。
[0093] 从掩盖底色的观点，白色涂层的厚度范围为0. 1至10微米，并特别地为0. 5至5 微米，并且锚固涂层的厚度范围为0. 1至5微米，并特别地为0. 1至2微米。
[0094] 即使通过形成在树脂涂覆金属板的树脂涂层中包含白色颜料的白色树脂涂层代 替形成白色涂层也可获得相同的效果。
[0095] 作为被施涂到本发明的打印筒状容器上的罩面清漆，可以使用迄今已用作打印的 容器的顶部涂层的透明涂层材料。然而，本发明的喷墨打印用墨，使用水溶性溶剂。因此， 从与打印图像紧密粘着性的观点特别期望使用水性罩面清漆。
[0096] 作为这样的罩面清漆，可优选使用利用丙烯酰环氧树脂、丙烯酰胺基树脂、聚酯树 脂或聚酯氨基树脂作为基材树脂的水性罩面清漆。
[0097] 重要的是，罩面清漆完全覆盖至少打印层，并且，期望施涂到整个表面上。
[0098] 此外，期望罩面清漆层的厚度范围为1至5微米，尽管不仅限于此。
[0099] 如上所述，从与喷墨打印用墨的紧密粘着性和卫生性的观点，期望罩面清漆是像 喷墨打印用墨一样也不含光聚合引发剂的水性罩面清漆。然而，如果打印的圆筒形容器不 是用于容纳饮料或食物或者如果它是具有不与人口腔直接接触的性质的管状容器，则紫外 线固化型罩面清漆可以被施涂到通过使用本发明的墨喷墨打印的图像上。
[0100] 本发明的打印的圆筒形容器是这样的：在上述各种圆筒形容器的外表面上具有喷 墨打印的图像或在无缝罐至少其主体部分具有喷墨打印的图像，除此之外，根据需要还具 有通过后面将要描述的版式打印形成的图像，所述图像被罩面清漆层覆盖。
[0101] 图1是说明包括无缝罐的本发明的打印的圆筒形容器主体部分的横截面结构视 图，其中白色涂层21形成在罐体20外表面上和锚固涂层22形成在白色涂层21上。由于 墨或喷墨打印的撞击在锚固涂层22上形成层23a、23b、23c、23d。罩面清漆层24形成覆盖 包括通过喷墨打印形成的喷墨打印层23a、23b、23c、23d的整个表面。
[0102] (制造打印的圆筒形容器的方法）
[0103] 根据本发明，除了使用本发明的喷墨打印用墨，在喷墨打印结束后施涂罩面清漆 层，和调节圆筒形容器的非吸收性表面至25至100°C，特别地40至80°C的温度之外，依靠 迄今已用于在具有非吸收性表面的圆筒形容器上打印图像的喷墨打印系统将图像打印在 圆筒形容器上。
[0104] 即，用于喷墨打印的本发明的墨具有优异的干燥性能。当调节容器的表面温度时， 特别地，进一步改善墨的干燥性，防止墨的模糊化，并且能够形成高分辨率图像。通过在上 述打印层上形成罩面清漆层，进一步，保护打印层并且可改善耐刮擦性。
[0105] 圆筒形容器的非吸收性表面上的温度可以用已知的温度调整方法进行调整。不限 制于此，然而，可以用热水或热空气鼓吹支承和固定圆筒形容器的芯轴，或可以通过高频加 热或红外线加热来加热以间接加热圆筒形容器的非吸收性表面从而调节温度。或者圆筒形 容器的非吸收性表面本身可以通过高频加热或红外线加热来直接加热从而调节温度。
[0106] 在例如，在图2中所示的喷墨打印设备中，多个芯轴4被设置在保持相等的距离的 芯轴轮上，芯轴轮间歇顺时针公转和芯轴4在各站（station)的轴顺时针方向自转。墨的 液滴从对应白色（W)，黄色（Y)，品红（M)，青色（C)和黑色（K)的墨的喷墨头10喷出，并将 图像打印在被装配到芯轴4的无缝罐上的图像。在如图2所示的喷墨打印设备中，在对应 于白色（W)墨的喷墨头10如面的站11处实现打印的位置。当所有的墨被施涂后，在站12 进行预烘烤，并在站13施涂罩面清漆。彩色喷墨头的排列并不限于所显示的示例而是可以 任意顺序排列。
[0107] 期望喷墨打印的图像在与热固化罩面清漆同时进行的主要固化前通过预烘烤来 预固化。这使得它可以形成清晰的图像而没有墨的扩散和模糊。预烘烤的时间可以根据所 希望的图像或喷墨打印用墨的种类变化，并且可以是（i)在所有颜色的墨被供给后，（ii ) 在每种墨刚被供给之后，（iii)在墨被供给后但下次供墨之前，或（iv)在白色墨刚被供给 两次之后和所有的颜色被供给之后。然而，从经济的角度来看，期望预烘烤是在上述时间 (i )实现。
[0108] 此外，如果没有白色涂层的无缝罐被用作如上文所述的圆筒形容器，那么白色墨 可在遍布其表面上牢固地喷墨打印因此喷墨打印的图像可鲜明的显示。在这种情况下，首 先供给的白色墨被预烘烤，接下来，其他颜色的墨被施涂在白色墨上随后在施涂罩面清漆 前再次被预烘烤，在上述时间（iv)实现预烘烤。在图2所示的具体例子中，进一步，定位的 步骤是在喷墨打印前执行，然而，可以根据打印的图像被省略。
[0109] 此外，本发明的打印的圆筒形容器不仅可以通过板式打印也可通过喷墨打印来打 印图像。这使得能够形成除了基于版式固体打印优异的浓度再现的图像外还能形成基于喷 墨打印的可变图像，例如，使得能够优异的再现单独通过喷墨打印不能获得的图像浓度。 [0110] 板式打印可以通过使用基于迄今已用于打印无缝罐的凸版打印或光刻打印的打 印系统进行，并特别期望通过使用胶版打印。
[0111] 在进行喷墨打印和版式打印时没有特定的顺序，并且顺序可以根据设计适当地确 定。版式打印和喷墨打印用可以通过使用独立的打印设备执行，或者可以通过使用相同的 设备，例如，可通过使用混合设备来执行。
[0112] 图3是在喷墨打印（A)之前执行版式打印（B)的混合设备的视图，其中打印墨从 墨供给单元1供给到打印板（未示出）如在版滚筒2的凸版打印板，并且在打印版的点和图 像中的墨被转印到胶印（blanket) 3。转印到胶印3的各种颜色的墨被转印到装配在芯轴4 上的圆筒形容器（无缝罐）上从而获得具有通过版式打印形成的图像的圆筒形容器（无缝 罐）。接着，具有通过喷墨打印形成图像的圆筒形容器（无缝罐）在下一站12a被预烘烤， 和图像被定位在11站。然后，墨的液滴被连续的从对应于白色（W)，黄色（Y)，品红（M)，青 色（C)和黑色（K)的墨的喷墨头10喷出到在装配在芯轴4上的圆筒形容器（无缝罐）上 喷墨打印图像。在下一站12b处，进行预烘烤，并在站13处施涂和固化罩面清漆由此获得 打印的圆筒形容器。
[0113] 如果版式打印在喷墨打印之前进行，则期望在实现喷墨打印之前通过预烘烤来预 固化墨。这防止在喷墨打印重叠的图像部分上的模糊。
[0114] 图4是在版式打印（B)之前执行喷墨打印（A)的混合设备的视图。在这种情况下， 同样，期望在已进行喷墨打印（A)之后但在进行版式打印（B)之前在站12进行预烘烤。
[0115] 根据本发明，圆筒形容器可通过使用具有在其中布置有多个喷墨头的至少一个喷 墨打印站的喷墨打印设备来喷墨打印。
[0116] SP，参照图5,在对应于白色（W)，黄色（Y)，品红（M)，青色（C)和黑色（K)的各墨 的相应打印站中，喷墨头l〇a至10e各自以2个设置，比各自具有一个喷墨头的打印站的打 印速度更快，点密度更高和分辨率改进，并由于保持精确点墨重叠施涂而增加墨的厚度，并 提供高密度的打印图像。
[0117] 上述颜色的打印站在芯轴轮上的设置不仅限于图5中所示的例子，而可以是任何 顺序。在图5所示的具体例子中，进一步，定位的步骤是先于喷墨打印，但是，可以根据打印 的图像省略。
[0118] 喷墨打印站不局限于图5所示的那些，而可想到图6(a)至（c)所示的形式，两个， 三个或四个喷墨头10设置在芯轴轮的外侧（在图中，虚线表示它们轨迹）。或在图6(d)和 (e)中所示，一个或两个喷墨头可被设置在无缝罐5安装在芯轴4上的芯轴轮的外侧和在内 侧之间。
[0119] 虽然图6没有清晰显示喷墨头在无缝罐的高度方向上的位置关系，但是喷墨头可 以在无缝罐的罐的高度方向上移动。即，多个喷墨头的位置可根据要打印的图像而变化，例 如除了被设置在无缝罐圆周方向的相同位置上外可在无缝罐的高度方向上变化。
[0120] 在如上所述的喷墨打印时，进一步，喷射墨滴以便撞击在无缝罐的的表面上。因 此，从防止墨雾产生的观点，期望墨飞过从喷墨头的端部的喷射位置到其粘着的罐的空间 的距离小。优选地，从在喷墨头端部的喷射部到无缝罐的表面的距离D在0. 5至4. 0毫米 的范围。
[0121] 实施例
[0122] (实施例1至20, 23至24,比较例1至10,实验例1至10)
[0123] 按照常规方式冲裁厚度为0.30mm的铝JIS3004合金板来制造拉深加工的杯。拉 深加工杯进行重拉深-减薄加工，其口部进行修整，其内外表面通过使用洗涤器用酸溶液 清洗，并进一步用工业用水和离子交换水清洗，然后干燥，以得到圆筒形杯（以下通常被称 为"DI罐"）用于制造具有罐体的公称直径为211的350毫升的无缝罐。
[0124] 通过使用图2中所示的喷墨打印设备，圆筒形杯被插入芯轴并被从芯轴内部的真 空所固定。图2中所示的芯轴轮设备间歇地旋转，并且当芯轴轮停止转动时，一旦芯轴在其 轴线上旋转以进行使用喷墨打印用墨的喷墨点打印随后用l〇〇°C的热风预烘烤，水性罩面 清漆施涂并在200°C加热的烤箱中烘烤（主固化）一分钟以制造打印的无缝罐。在打印期 间非吸收性表面的（圆筒形杯体的表面）的温度通过吹入热空气到芯轴来调节到设定值。 嗔墨打印用的墨组成不于表1和表2。在表1和表2的墨成分的浓度是在墨组合物中的重 量百分数。
[0125] 用于喷墨打印的喷墨头（以下通常被称为"IJP"）是压电型单头型并能够在罐的 高度方向上在宽约70毫米的圆筒杯的侧壁上进行打印。在保持罐高度方向约70毫米宽度 的罐体整个外周上打印喷墨点图像，并且在罐的高度方向上或罐的圆周方向上点打印的分 辨率为360dpi (点中心之间的距离大约是70. 6微米）。表1和表2示出所用墨的规格，罐 的规格和评价结果
[0126] (评价方法）
[0127] 〈连续制造性（喷墨头是否被堵塞）>
[0128] 这是用来评价是否"喷墨头被堵塞"。使用上述墨头在DI罐体上连续喷墨打印10 分钟后，罐被预烘烤来目视评价图像"调光"的程度。这里，"调光"是其中如果墨头的喷嘴 堵塞，在该位置的点变得缺失和在打印期间在基材发送方向上条纹显现的现象。
[0129] 评价是基于没有点缺失（◎)，点部分缺失但没有连续缺失（〇），点连续缺失和 条纹分散显现（Λ)，和点连续缺失和多个条纹连续显现（X)。标记?，〇，A代表允许的 范围。
[0130] 〈模糊性〉
[0131] 这是评价是否喷墨打印的图像是"由于点相联而模糊"。通过使用立体显微镜评价 在罩面清漆在烘箱被烘烤后的罐体。评价分为四个步骤。在这里，"模糊"是其中点已撞击 分散且本身连接到相邻点的现象。
[0132] 评价是基于相邻点没有连在一起而保持完全独立（◎)，相邻点以接近接触对方 的方式连接在一起（〇），相邻点连接在一起和点形状部分地变化（Λ )，和相邻点几乎全 部连接在一起，点形状变化，且有些点不能确认（X)。标记◎，〇，Λ代表允许的范围。
[0133] 〈鲜明性〉
[0134] 这是喷墨打印图像的"关于点的色调的评价"。通过使用立体显微镜评价在罩面清 漆在烤箱中被烘烤后的罐体。评价分为四个步骤。
[0135] 评价是基于点本身具有高密度和在整个表面上表现出漆黑的外观（◎)，点本身 具有高密度但在表面上局部密度低（〇），点本身并没有如此之高的密度和在整个表面上 密度普遍偏低（Λ )，和点本身在整个表面上具有低的密度并受到底层的影响（X)。标记 ◎，〇，Λ代表允许的范围。
[0136] 〈紧密粘着性（无罩面清漆）>
[0137] 这是评价"点与底层的紧密粘着性"。通过使用切割刀，6条划痕被刻在罐体的点打 印部位（无罩面清漆），在其被预烘烤之后或在罐的高度方向上或在罐的周围方向上维持1 毫米的距离从而形成25条栅格图案。向其粘附玻璃带（注册商标，由Nichiban Co)并一 次性除去，在以下基础上评价墨的紧密粘着性。评价是基于没有剥离（◎)，剥离小于10% (〇），剥离不小于10%但少于30% (Λ)，和剥离不小于30% (X)。标记?，〇，A代表允 许的范围。
[0138] 〈紧密粘着性（蒸煮处理后）>
[0139] 这是评估"在蒸煮处理后点与底层的紧密粘着性"。罩面清漆被施涂到打印的罐体 上，在烤箱中烘烤，在120°C进行蒸馏处理30分钟，并冷却。通过使用切割刀，在保持罐的 高度方向或罐的圆周方向上1毫米的距离，在罐体的点打印部刻6条划痕以形成25个栅格 图案。向其粘附玻璃带（注册商标，由Nichiban Co)并一次性除去，在以下基础上评价墨 的紧密粘着性。评价是基于没有剥离（◎)，剥离小于10% (〇），剥离不小于10%但少于 30% ( Λ )，和剥离不小于30% (X)。标记◎，〇，Λ代表允许的范围。
[0140] 〈综合评价〉
[0141] 综合评价基于制造连续性评价的最低评价点（是否喷墨头被堵塞）、模糊、鲜艳 度、紧密粘着性（没有罩面清漆）和紧密粘着性（在蒸煮处理后）。标记?，〇，A代表允许 的范围。
[0142] 〈实施例 21>
[0143] 除了施涂含有二氧化钛颜料热固化性底涂料（白色涂料）到圆筒形杯的外表面上 然后进行烘烤，之后，在其上喷墨点打印图像之外，以与实施例1相同的方式制备和评价打 印的无缝罐。
[0144] 〈实施例 22>
[0145] 除了施加环氧树脂形锚固涂层在圆筒形杯的外表面上然后进行烘烤，之后，在其 上喷墨点打印图像之外，以与实施例1相同的方式制备和评价打印的无缝罐。
[0146] 〈实施例 25>
[0147] 按照常规方式由热层压厚度为15微米的间苯二甲酸共聚的聚对苯二甲酸乙酯 (PET)膜到厚度为0. 28毫米的铝JIS3004合金板的两个表面上，接着冲裁来制作拉深加工 的杯。将拉深加工的杯进行重拉深减薄加工，其口部进行修整，并通过加热除去热变形的膜 以获得具有罐体公称直径为211的350毫升的无缝罐。
[0148] 〈实施例 26>
[0149] 加热熔融低密度聚乙烯树脂（LDPE)并通过使用注射成形机成形为型坯，并吹塑 成形法制备直径为32毫米和高度为150毫米在其口部形成螺纹以固定帽的圆筒形管，此 后，圆筒形管插入在如图2所示的喷墨打印设备的芯轴，并通过来自芯轴内部的真空将其 固定于其中。间歇地旋转在图2所示的芯轴轮设备，并且当芯轴轮停止转动时，芯轴在其轴 线上旋转一次以进行使用喷墨打印的墨的喷墨点打印，然后用80°C热风烘烤，施涂紫外射 线固化型罩面清漆和通过用紫外线照射固化以制造打印筒。在打印期间非吸收性表面的温 度（在管的表面上的温度）通过向芯轴吹入热风调整到设定值。以与实施例1相同的方式 进行评价，但是，没有评价紧密粘着性（在蒸煮处理后）。
[0150] 表 1
[0151]

【权利要求】
1. 一种喷墨打印用墨，其用于在圆筒形容器的墨非吸收性表面上喷墨打印图像，且至 少包括水溶性溶剂、着色材料、表面活性剂、增稠剂和/或粘结剂树脂，所述着色材料的含 量为5至20重量％，所述表面活性剂的量为0. 1至5重量％，所述增稠剂的量不超过10重 量％，和所述粘结剂树脂的含量不超过30重量％。
2. 根据权利要求1所述的喷墨打印用墨，其中所述粘结剂树脂包括聚氨酯树脂、环氧 树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂或丙烯酸类树脂中的任何之一，且含量为5至30重量％。
3. 根据权利要求1或2所述的喷墨打印用墨，其中所述水溶性溶剂为二烷基二醇醚溶 齐[J、乙二醇醚溶剂或丙二醇醚溶剂中的至少之一。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的喷墨打印用墨，其中所述水溶性溶剂具有不低 于120°C的沸点。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的喷墨打印用墨，其中所述增稠剂为在醇中可溶 的纤维素醚或在醇中可溶的聚乙烯醇缩醛中的至少之一。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的喷墨打印用墨，其中所述表面活性剂为用聚醚 改性的硅氧烷。
7. -种打印的圆筒形容器，其具有通过使用权利要求1至6中任一项所述的喷墨打印 用墨在圆筒形容器的墨非吸收性表面上形成的喷墨打印层，并进一步具有在所述喷墨打印 层上形成的罩面清漆层。
8. 根据权利要求7所述的打印的圆筒形容器，其中所述罩面清漆层包括使用丙烯酰环 氧树脂、丙烯酰胺树脂、聚酯树脂或聚酯氨基树脂中的任何之一作为基础树脂的水性罩面 清漆。
9. 根据权利要求7或8所述的打印的圆筒形容器，其中在喷墨打印层下形成白色涂层 和/或锚固涂层。
10. -种制造打印的圆筒形容器的方法，其通过以下方式制造所述打印的圆筒形容 器： 调节圆筒形容器的墨非吸收性表面的温度位于25至KKTC的范围，通过使用根据权利 要求1至6任一项所述的喷墨打印用墨在墨非吸收性表面上进行喷墨打印，和在上面施涂 罩面清漆。
11. 根据权利要求10所述的制造打印的圆筒形容器的方法，其中所述喷墨打印的图像 在施涂所述罩面清漆之前被预烘烤，之后，施涂的罩面清漆被烘烤和固化。
12. 根据权利要求10或11所述的制造打印的圆筒形容器的方法，其中所述图像在喷墨 打印前后通过版式打印来打印。
13. 根据权利要求10至12任一项所述的制造打印的圆筒形容器的方法，其中所述喷墨 打印通过设置多个喷墨头的至少一个喷墨打印站来进行。
【文档编号】C09D11/033GK104093793SQ201380007490
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年1月31日 优先权日:2012年2月3日
【发明者】山田幸司, 林贤治, 斋藤由树子, 下村洋司 申请人:东洋制罐集团控股株式会社, 东罐材料科技株式会社