ES2906855T3 - Recipiente de vidrio que tiene una imagen impresa por inyección de tinta y un método para la fabricación del mismo - Google Patents

Abstract

Método de impresión por inyección de tinta de una imagen sobre un recipiente de vidrio, que comprende las etapas de: a) proporcionar un recipiente de vidrio que tiene una capa de CEC; b) retirar al menos parte de la capa de CEC hasta un nivel en donde la capa de CEC restante tenga un espesor de 0 a 20 nm; c) imprimir por inyección de tinta una imagen sobre el recipiente de vidrio; teniendo dicho recipiente de vidrio una resistencia al estallido interno de al menos 7 bares después de ser expuesto a la impresión.

Description

DESCRIPCIÓN

Recipiente de vidrio que tiene una imagen impresa por inyección de tinta y un método para la fabricación del mismo Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método de impresión por inyección de tinta de una imagen sobre recipientes de vidrio, en particular botellas de vidrio, decorados con imágenes impresas sobre la superficie del vidrio. Además, la presente invención se refiere a dichos recipientes de vidrio producidos por el método.

Antecedentes de la invención

Se conoce comúnmente en la técnica que las botellas para bebidas llevan un recubrimiento transparente lubricante y protector, el denominado recubrimiento final en frío (CEC), en la superficie externa. Dicho CEC impide que se arañe el recipiente de vidrio y lo protege en un entorno abrasivo o cáustico. El CEC, normalmente una cera de polietileno, hace que la superficie del vidrio se vuelva deslizante. El bajo coeficiente de fricción resultante disminuye las fuerzas en el contacto entre botellas en las líneas de embotellado y transporte. Las botellas recubiertas de esta forma se mueven libremente a través de las líneas de inspección y llenado y aguantan menos daño superficial. Una superficie dañada tiene mal aspecto para el consumidor y debilita al vidrio, dando frecuentemente como resultado la rotura prematura. Además, en lugar de aceptar un aumento en la presión de estallido, la botella se puede hacer más ligera a la vez que todavía retiene su resistencia.

Hoy en día, en la fabricación de recipientes de vidrio, se aplica un recubrimiento de dos etapas para obtener la resistencia al rayado y la capacidad de resbalamiento de los recipientes de vidrio. En la primera etapa, el denominado recubrimiento final en caliente (HEC) se aplica normalmente por medio de deposición química de vapor (CVD) de un compuesto que contiene metal sobre los recipientes de vidrio recién formados, calientes y situados en la línea sencilla o doble. Dicho HEC se basa en el precursor de recubrimiento que incluye estaño, titanio, otros compuestos metálicos u organometálicos descomponibles por el calor. La presente solicitud se hace en el interior de un denominado túnel de recubrimiento o campana de recubrimiento donde el HEC se aplica por deposición química de vapor formando una fina capa de un óxido metálico, por ejemplo, óxido de estaño. El objetivo es recubrir el exterior del recipiente de vidrio con una capa homogénea y uniforme, excepto por el denominado acabado. Puesto que esto se hace en fase vapor y en recipientes de vidrio transportados en una línea sencilla, se puede lograr fácilmente una distribución relativamente homogénea. La fina capa de óxido metálico, frecuentemente óxido de estaño, es la base para el segundo recubrimiento, el denominado recubrimiento final en frío (CEC). Después de la aplicación del HEC, los recipientes de vidrio se someten normalmente a un tipo especial de horno denominado también el horno de recocido. Este último está diseñado específicamente para el recocido del vidrio y para enfriar los recipientes de una forma controlada. El vidrio se calienta hasta el punto de recocido y luego se enfría lentamente. Este proceso alivia las tensiones internas, lo que hace que el virio sea más duradero.

En una etapa de proceso posterior, las imágenes del logo, ingredientes, etc., correspondientes al contenido de la botella se imprimen normalmente sobre el CEC, por ejemplo, por serigrafía.

Sin embargo, el problema principal es que en todas las industrias, en particular la industria del embalaje, la impresión se está moviendo continuamente hacia la digitalización con mayor velocidad, calidad, flexibilidad y eficiencia. Desafortunadamente, la serigrafía no es una técnica de impresión digital, como lo es, por ejemplo, la impresión por inyección de tinta. Los sistemas de impresión offset y flexográfica también están siendo cada vez más sustituidos por aplicaciones de impresión por sistemas industriales de impresión por inyección de tinta debido a su flexibilidad en uso, por ejemplo, impresión de datos variables, y debido a su potenciada fiabilidad, lo que permite su incorporación en líneas de producción.

En la impresión por inyección de tinta, minúsculas gotas de líquido de tinta se proyectan directamente sobre una superficie del recipiente de tinta sin contacto físico entre el dispositivo de impresión y el recipiente de tinta. El dispositivo de impresión guarda los datos de impresión electrónicamente y controla un mecanismo para expulsar las gotas de la imagen. La impresión se lleva a cabo moviendo un cabezal de impresión a través del receptor de la tinta o viceversa, o ambos.

Cuando se inyecta tinta para inyección de tinta en un receptor de tinta, la tinta incluye normalmente un vehículo líquido y uno o más sólidos, tales como colorantes o pigmentos y polímeros. Las composiciones de tinta pueden ser aproximadamente divididas en: a base de agua, implicando el mecanismo de secado la absorción, la penetración y la evaporación; a base de disolvente, implicando el secado principalmente la evaporación; a base de aceite, implicando el secado la absorción y la penetración; termofusibles o cambio de fase, en las que la tinta es líquida a la temperatura de expulsión, pero sólida a temperatura ambiente y en donde el secado se sustituye por solidificación; y curables por energía, en las que el secado se sustituye por polimerización inducida por la exposición de la tinta a una fuente de energía radiante o térmica.

Los tres primeros tipos de composiciones de tinta son más adecuados para un medio receptor absorbente, mientras que las tintas termofusibles y las tintas curables por energía también pueden ser impresas sobre recipientes que no absorben tinta. Debido a los requisitos térmicos planteados por las tintas termofusibles sobre los sustratos, especialmente las tintas curables por radiación han ganado el interés de la industria del embalaje.

Sin embargo, la impresión por inyección de tinta sobre recipientes de vidrio que necesitan un CEC durante la fabricación por los motivos mencionados anteriormente, tales como botellas, ha demostrado ser todavía difícil y que da como resultado una mala calidad de imagen de las impresiones.

La solicitud publicada WO97/031137 describe composiciones de tinta para inyección previstas para imprimir sobre superficies de vidrio, metal, plástico y caucho. La solicitud publicada EP2591917 desvela un método para la impresión por inyección de tinta sobre superficies curvadas de recipientes, tales como botellas de PET o botellas de vidrio que implica mover la superficie de impresión con respecto al cabezal de impresión. La solicitud publicada GB1471293 describe recipientes de vidrio con un recubrimiento superficial para mejorar la resistencia a la abrasión y reducir la fricción.

Como resultado, sigue existiendo una necesidad de métodos optimizados de impresión por inyección de tinta para recipientes de vidrio que necesitan un CEC, especialmente en procesos de alta velocidad, tales como las líneas de embotellado de bebidas.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un método de impresión por inyección de tinta de una imagen sobre un recipiente de vidrio según la reivindicación 1.

Además, la presente invención se refiere a un recipiente de vidrio según la reivindicación 9.

Dicho recipiente de vidrio es preferentemente una botella para bebida de un solo uso.

Descripción detallada de la invención

Se ha detectado ahora que los motivos por los que la impresión por inyección de tinta sobre recipientes de vidrio que necesitan un CEC todavía resulta difícil, y que da como resultado una mala calidad de la imagen de las impresiones, son los siguientes:

Primero, se cree, sin desear quedar ligado a teoría alguna, que el CEC podría interferir con la unión de tintas de inyección de tinta y la adherencia en la superficie del vidrio.

En segundo lugar, puesto que los recipientes se sitúan en varias filas tras abandonar el horno de enfriamiento, la aplicación de CEC ocurre por pistola o pistolas de pulverización que se mueven paralelas entre las filas respectivas de los recipientes, situados por encima o justamente entre las filas a la altura del hombro de los recipientes. Dicho patrón de pulverización conduce automáticamente a una distribución no homogénea del material de recubrimiento.

Aunque el documento de patente WO2013167558 describe un método mejorado para la aplicación de un CEC integrado en el proceso de fabricación de recipientes de vidrio, el método desvelado en su interior solo se puede aplicar en una configuración de cinta transportadora sencilla y no en una configuración de cinta transportadora de masa de múltiples filas tradicional y ampliamente usada.

En tercer lugar, para una buena capacidad de expulsión y rápida impresión por inyección de tinta, la viscosidad de las tintas para inyección de tinta es normalmente mucho más baja en comparación con, por ejemplo, las tintas de serigrafía. Sin desear quedar ligado a teoría alguna, una menor viscosidad de la tinta de inyección de tinta presenta mayor movilidad sobre una superficie a imprimir y mayor dependencia de la homogeneidad de la superficie. Por lo tanto, la mala calidad de la imagen de las impresiones podría ser un resultado de la alta movilidad de las tintas de inyección de tinta de menor viscosidad antes de la solidificación por, por ejemplo, evaporación y/o polimerización, y la distribución no homogénea del material de CEC como se describe aquí anteriormente. Es decir, las gotitas de tinta de inyección de tinta de menor viscosidad y móviles tienen tendencia a humedecerse y a moverse hacia regiones superficiales con una mayor energía superficial que produce defectos de impresión.

Se ha encontrado ahora inesperadamente que retirar al menos parte de la capa de CEC del sustrato de vidrio hasta un nivel en donde la capa de CEC restante tenga un espesor de 0 a 20 nm, o se retira sustancialmente completamente, mejora significativamente la adherencia, así como la calidad de impresión de las impresiones, por ejemplo, aberraciones de color y resolución en comparación con la calidad de impresión sobre un sustrato de vidrio del que el CEC no fue al menos parcialmente retirado. Sin desear quedar ligado a teoría alguna, el supuesto motivo para una calidad de impresión mejorada es que retirar al menos parte de la capa de CEC hasta un nivel en donde la capa de CEC restante tenga un espesor de 0 a 20 nm, aumenta la homogeneidad superficial y produce una reducida tendencia de las tintas de inyección de tinta móviles y de menor viscosidad a moverse sobre la superficie antes de la solidificación.

En una primera realización, la presente invención proporciona un recipiente de vidrio que tiene una superficie externa del vidrio con una imagen impresa por inyección de tinta proporcionada sobre dicha superficie, caracterizada por que un CEC con un espesor entre 0 y 20 nm está presente entre la superficie externa del vidrio y la imagen impresa por inyección de tinta. Un espesor de 0 a 20 nm es equivalente a algunas monocapas o menos. Preferentemente, el espesor del CEC es entre 0 y 10 nm, e incluso más preferentemente entre 0 y 5 nm, y lo más preferentemente el CEC se retira completamente.

En la presente invención, el recipiente de vidrio tiene una superficie externa del vidrio con una imagen impresa por inyección de tinta proporcionada sobre dicha superficie, caracterizada por que el recipiente de vidrio tiene una presión de estallido interna de al menos 7 bares, y por que ningún CEC, o un CEC con un espesor inferior a 20 nm, está presente entre la superficie externa del vidrio y la imagen impresa por inyección de tinta.

Como se ha explicado anteriormente, un CEC proporciona elevada protección al rayado y mejora la durabilidad, el aspecto y la presión de estallido interna del recipiente de vidrio. Imprimiendo sobre recipientes de vidrio que tenían un CEC durante las etapas de proceso que preceden a la impresión y la retirada de ese CEC, o parte de él, justo antes de la etapa de impresión, se obtiene un recipiente de vidrio que, después de ser expuesto a la etapa de impresión, todavía tiene una presión de estallido interna de al menos 7 bares, o al menos 8 bares, o al menos 9 bares.

Además, se puede proporcionar una realización en donde un HEC puede estar presente entre la superficie externa del vidrio y el CEC o entre la superficie externa del vidrio y la imagen impresa por inyección de tinta. En el último caso, el CEC se retira y tiene un espesor de 0 nm o sustancialmente 0 nm.

Sin quedar ligado a teoría alguna, la excelente calidad de impresión sobre sustratos en los que un HEC está presente entre la superficie externa del vidrio y la imagen impresa por inyección de tinta se puede explicar por la distribución homogénea del HEC, puesto que el HEC se aplica normalmente en fase vapor y en recipientes de vidrio transportados en una línea sencilla como se explicó aquí anteriormente.

El HEC comprende normalmente una capa de óxido metálico, normalmente una capa de 5 a 20 nm. Más específicamente, dicho óxido metálico en la capa de óxido metálico se puede elegir del grupo que comprende: óxido de estaño, óxido de titanio, óxido de circonio y/o combinaciones de los mismos, como se describe en los documentos de patente US 3952118 y US 489816.

En una realización particular según la presente invención, la capa de óxido metálico de1HEC puede ser un óxido de estaño obtenido a partir de cloruro de monobutilestaño (MBTC) como precursor.

Los ejemplos típicos de CEC aplicados sobre recipientes de vidrio pueden ser polietileno, polietileno parcialmente oxidado, poliglicoles, ácido oleico o recubrimientos basados en estearato.

En una realización de un recipiente de vidrio de la presente invención, el CEC puede ser al menos parcialmente soluble en agua entre 20 y 90 °C, preferentemente a 40 °C. Además de los beneficios en la producción de recipientes de vidrio impresos por inyección de tinta como se explicará aún más en este texto, un CEC al menos parcialmente soluble en agua puede ser beneficioso para el reciclaje de residuos de recipientes de vidrio de un solo uso, puesto que se puede retirar al menos parcialmente por aclarado con agua entre 20 y 90 °C, preferentemente a 40 °C.

En el contexto de la presente invención, el CEC que es al menos parcialmente soluble en agua se entiende como el CEC que se retira al menos parcialmente por agua industrial, agua de grifo, agua purificada o agua destilada de forma que el ángulo de deslizamiento de la botella aumente en al menos 6° después de lavar con respecto a antes de lavar. Los ángulos de deslizamiento se determinan poniendo una botella encima de dos botellas horizontales del mismo tipo, en contacto de línea. El ángulo de inclinación aumentó a una cierta velocidad y el ángulo de inclinación al que la botella superior empieza a deslizarse se denomina el ángulo de deslizamiento. Un ángulo de deslizamiento puede tener un valor superior a 30° a inferior a 10°.

En particular, el CEC al menos parcialmente soluble en agua puede estar basado en ácidos grasos, preferentemente basado en estearato. En otra realización preferida particular, el CEC al menos parcialmente soluble en agua puede estar basado en polietilenglicol.

En otra realización de un recipiente de vidrio de la presente invención, el CEC puede ser al menos parcialmente oxidado por tratamiento con llama, corona o plasma. Se conoce en la técnica que las tintas serográficas orgánicas no se adhieren bien a los recipientes de vidrio que han sido tratados con CEC, y que se puede aplicar energía de llama, corona o plasma a los recipientes de vidrio para lograr mejor adherencia de un recubrimiento orgánico (por ejemplo, una tinta de inyección de tinta) al mismo.

Además, un recipiente de vidrio según la presente invención puede comprender una capa que comprende silicio, preferentemente una capa que comprende sílice (por ejemplo, pirosil), entre el CEC y la imagen impresa por inyección de tinta. Dicha capa que contiene silicio proporciona elevados sitios de unión para la(s) capa(s) impresa(s) por inyección de tinta. Además, pueden producir una superficie de material nanoporoso áspera para elevada adherencia y una superficie con mayor energía superficial. Se puede depositar, por ejemplo, por pirólisis en llama. Se pueden suministrar precursores como un vapor, un líquido atomizado, una disolución atomizada, y/o similares. Una primera capa puede estar presente entre la superficie externa del vidrio y la imagen impresa por inyección de tinta para potenciar la adherencia de la tinta, es decir, sobre el CEC o sobre e1HEC, o sobre una capa que contiene sílice (por ejemplo, pirosil). Dicha imprimación puede ser pigmentada, blanca o transparente, y puede comprender un promotor de la adherencia. Dicha imprimación también se puede oxidar por tratamiento con llama, corona o plasma para potenciar la adherencia de la tinta por inyección de tinta. Se usa preferentemente una imprimación pigmentada blanca, que normalmente contiene, por ejemplo, dióxido de titanio, para potenciar el contraste y la intensidad de las tintas de color impresas sobre un sustrato imprimado. Esto es especialmente eficaz cuando el sustrato es transparente. En particular, la imprimación puede comprender un resto de grupo reactivo por radicales, tal como un grupo tiol, un grupo amina o un grupo etilénicamente insaturado, tal como un vinil éter, un éster vinílico, una acrilamida, una metacrilamida, un estirilo, o preferentemente un alilo, un acrilato o un metacrilato.

La imagen impresa por inyección de tinta sobre un recipiente de vidrio según la presente invención puede comprender una o más capas de tinta, preferentemente tinta curada por energía, es decir, la tinta se puede curar en cualquier modo adecuado, por ejemplo, curar por radiación por cualquier tipo de radiación adecuado como, por ejemplo, ultravioleta, haz de electrones, o similares, o curar térmicamente por horno de convección, lámparas de infrarrojos, o similares, o una combinación de tanto radiación como energía térmica.

Sobre el recipiente de vidrio impreso por inyección de tinta se puede aplicar una capa protectora y/o un recubrimiento transparente para proteger la imagen y/o lograr una impresión más brillante o mate (u otro efecto óptico).

La imagen impresa por inyección de tinta puede tener una resolución de impresión de al menos 300 dpi.

Después de la impresión, se puede aplicar un recubrimiento de reducción del coeficiente de fricción sobre todo el recipiente de vidrio.

Un recipiente de vidrio según la presente invención puede ser una botella de vidrio, preferentemente una botella para bebidas y lo más preferentemente una botella para bebidas de un solo uso. Un recipiente de vidrio retornable que se expone a aclarados cáusticos después de uso carecería del HEC después de un número limitado de retornos.

Además, un recipiente de vidrio según la presente invención puede ser preferentemente una botella cilíndrica.

En la presente invención, se proporciona una realización de un método de impresión por inyección de tinta de una imagen sobre un recipiente de vidrio que comprende las etapas de:

a) proporcionar un recipiente de vidrio que tiene una capa de CEC;

b) retirar al menos parte de la capa de CEC hasta un nivel en donde la capa de CEC restante tenga un espesor de 0 a 20 nm;

c) imprimir por inyección de tinta una imagen sobre el recipiente de vidrio;

teniendo dicho recipiente de vidrio un estallido interno de al menos 7 bares después de ser expuesto a la impresión. La retirada del CEC hasta un nivel en donde el CEC restante tenga un espesor de 0 a 20 nm de CEC es equivalente a algunas monocapas o menos. Preferentemente, el espesor del CEC restante es entre 0 y 10 nm, e incluso más preferentemente entre 0 y 5 nm.

En una realización preferida de la presente invención, el CEC puede ser al menos parcialmente soluble en agua y puede ser retirado al menos parcialmente por aclarado con agua de grifo, agua industrial, agua purificada o agua destilada. Dependiendo del tiempo y la temperatura del aclarado, el nivel de CEC restante se puede variar en consecuencia u optimizar desde menos de 20 nm hasta dos o una monocapa, o hasta un nivel en el que solo los rastros separados permanezcan sobre la superficie, o hasta completar la retirada.

Las técnicas para retirar un CEC no soluble en agua pueden ser decapado químico, arenado, disolución en disolvente orgánico, tratamientos con llama o plasma, etc.

En una realización específica de un método de la presente invención, el aclarado del CEC para retirarlo al menos parcialmente del recipiente de vidrio se puede realizar con agua industrial, agua de grifo, agua purificada o agua destilada a una temperatura entre 20°C y 90 °C, preferentemente a 40 °C. El tiempo de aclarado puede variar entre 0,1 y 15 segundos, o entre 0,1 y 10 segundos, dependiendo del nivel de retirada del CEC.

Después del aclarado, el recipiente de vidrio aclarado se puede secar retirando el agua en una fase predominantemente líquida, por ejemplo soplando las gotitas de agua o centrifugando las botellas. Se encontró inesperadamente que la retirada activa del agua en estado líquido (es decir, evitando el secado), la adherencia, así como la calidad de impresión de las impresiones, por ejemplo las aberraciones de color y la resolución, mejoran significativamente en comparación con la calidad de impresión sobre un sustrato de vidrio del que el CEC se retiró al menos parcialmente por aclarado y posteriormente secado. Sin desear quedar ligado a teoría alguna, el supuesto motivo es que las manchas de agua que quedan después del secado pueden aumentar la tendencia de las tintas de inyección de tinta móviles y menos viscosas a moverse a la superficie antes de la solidificación.

En una realización particular según la presente invención, el método comprende las etapas de:

a) fabricar un recipiente de vidrio que tiene una capa de CEC al menos parcialmente soluble en agua;

b) retirar al menos parte de la capa de CEC hasta un nivel en donde la capa de CEC restante tenga un espesor de 0 a 20 nm por aclarado del CEC del recipiente de vidrio con agua y soplado del agua del recipiente por medio de una corriente de aire a presión,

c) imprimir por inyección de tinta una imagen sobre el recipiente de vidrio;

teniendo dicho recipiente de vidrio una explosión interna de al menos 7 bares después de ser expuesto a la impresión.

Preferentemente, el agua se sopla de la superficie externa del recipiente por medio de un flujo laminar de aire a presión.

Para soplar el agua (gotitas) de un recipiente de vidrio aclarado, se pueden usar colectores de aire que consisten en una sección cerrada de tubería que conecta con un suministro de aire. Se proporcionan pequeños orificios a lo largo de la longitud de la tubería. El aire pasa a través de los orificios y se dirige a las botellas o latas en un esfuerzo por soplar el líquido de aclarado. También se pueden usar boquillas planas de aire, que de hecho también es una sección de tubería cerrada, pero los orificios pequeños se sustituyen por varias boquillas planas.

Por razones de elevada eficiencia, reducción de ruido y reducido consumo de aire y energía, preferentemente se pueden usar cuchillas de aire (también denominadas hojas de aire), o un ensamblaje de cuchillas de aire que consiste en al menos una y preferentemente dos o más cuchillas de aire.

Una cuchilla de aire industrial es un plénum de aire a presión que contiene una serie de orificios o ranuras continuas a través de las que el aire a presión sale formando una línea delgada en un patrón de flujo laminar. La velocidad del aire de salida crea entonces una velocidad de impacto del aire sobre la superficie de la botella. La delgada línea de aire puede estar situada cuidadosamente con respecto a los ángulos de cabeceo, aleteo y guiñada para golpear con exactitud las botellas a medida que pasan por delante de la cuchilla para desaguar un área donde se va a producir la impresión.

Las cuchillas de aire se pueden situar inmediatamente adyacentes al cabezal de impresión por inyección de tinta. Preferentemente, la cuchilla de aire (o cuchillas) se pueden situar apuntando aguas arriba de la posición en la que se localizan, y el aire emitido de las mismas golpea las botellas antes de que las botellas lleguen a la cuchilla de aire.

Además, la cuchilla de aire se puede situar de forma que el flujo de aire lineal golpee el área superior a ser desaguada y fuerce al agua a ir hacia abajo. A medida que una botella se mueve hacia las cuchillas de aire, la presión del aire cada vez mayor continúa empujando el líquido hacia abajo y fuera de la botella.

En una realización particular según la presente invención, el CEC se retira hasta un nivel que aumenta el ángulo de deslizamiento de la botella de vidrio en al menos 6°, o al menos 10°, o incluso al menos 20°. Los ángulos de deslizamiento se determinan poniendo una botella encima de dos botellas horizontales del mismo tipo, en el contacto de línea. El ángulo de inclinación es aumentado a una cierta velocidad y el ángulo de inclinación al que la botella superior empieza a deslizarse se denomina el ángulo de deslizamiento. Un ángulo de deslizamiento puede tener un valor de superior a 30° a inferior a 10°.

En caso de que se retire completamente el CEC, el HEC puede ser la superficie sobre la que se inyecta por tinta la imagen.

Alternativamente, en una realización según la presente invención, se proporciona un método de impresión por inyección de tinta de una imagen sobre un recipiente de vidrio, en donde una primera capa se aplica sobre el recipiente de vidrio después de la retirada al menos parcial del CEC y antes de la impresión por inyección de tinta de una imagen sobre el recipiente de vidrio. Dicha imprimación puede ser pigmentada, blanca o transparente y puede comprender un promotor de la adherencia. Dicha imprimación también puede ser curable por energía de forma que la tinta de inyección de tinta pueda ser inyectada sobre la imprimación húmeda, en donde la tinta de inyección de tinta tiene una viscosidad que es inferior a la viscosidad de la imprimación, y en donde la imprimación y la tinta de inyección de tinta pueden ser simultáneamente curadas por energía. Dicha imprimación puede ser pigmentada, blanca o transparente y puede comprender un promotor de la adherencia. Dicha imprimación también se puede oxidar por tratamiento con llama, corona o plasma para potenciar la adherencia de la tinta de inyección de tinta. Una imprimación pigmentada blanca, que normalmente contiene, por ejemplo, dióxido de titanio, se usa preferentemente para potenciar el contraste y la intensidad de las tintas de color impresas sobre un sustrato imprimado. Esto es especialmente eficaz cuando el sustrato es transparente. En particular, la imprimación puede comprender un resto de grupo reactivo por radicales, tal como un grupo tiol, un grupo amina o un grupo etilénicamente insaturado, tal como un vinil éter, un éster vinílico, una acrilamida, una metacrilamida, un estirilo o preferentemente un alilo, un acrilato o un metacrilato.

El CEC restante, o en caso de retirada completa de CEC, el HEC o la capa de imprimación, pueden ser al menos parcialmente oxidados por tratamiento con llama, corona o plasma para potenciar la adherencia de la tinta de inyección de tinta a la misma.

En una realización adicional según la presente invención, después del tratamiento con llama, corona o plasma, se puede aplicar una capa basada en silicio, preferentemente basada en sílice (por ejemplo, pirosil) sobre el recipiente de vidrio. Por lo tanto, esta capa basada en silicio se puede aplicar sobre el CEC restante al menos parcialmente oxidado, sobre el HEC al menos parcialmente oxidado o sobre la imprimación al menos parcialmente oxidada antes de la impresión por inyección de tinta de la imagen. Dicha capa que contiene silicio proporciona sitios de unión elevada para la(s) capa(s) de inyección de tinta. Además, puede producir una superficie de material nanoporoso áspero para la elevada adherencia y una superficie con una mayor energía superficial. Se puede depositar, por ejemplo, por pirólisis en llama. Se pueden suministrar precursores como un vapor, un líquido atomizado, una disolución atomizada y/o similares.

Preferentemente, los recipientes de vidrio fabricados según un método de la presente invención se llenan después de la impresión por inyección de tinta de la imagen encima para evitar el daño a la impresora de inyección de tinta debido a la explosión accidental del recipiente de vidrio llenado.

En la etapa de impresión por inyección de tinta, el cabezal de impresión por inyección de tinta puede escanear hacia adelante y hacia detrás en una dirección longitudinal a través del recipiente de vidrio en movimiento, y el cabezal de impresión de inyección de tinta puede no imprimir al revés. Sin embargo, se puede usar impresión bidireccional y se puede preferir para obtener un elevado rendimiento de área en recipientes de vidrio de gran tamaño. Otro método de impresión preferido puede imprimir también en múltiples pases, pero en una dirección transversal (circular alrededor de la botella). En este método, se puede cambiar la posición relativa de la botella con respecto al cabezal de impresión después de cada pase para imprimir imágenes que son mayores que el tamaño de un cabezal de impresión. Esto necesita la costura del material gráfico impreso. Otra variación de este método usa el movimiento relativo de la botella con respecto al cabezal de impresión mientras se imprimen los diferentes pases: uno obtiene impresión en espiral a través de la botella. En este último, los defectos de costura serán menos pronunciados. Otro método de impresión preferido puede ser por un "proceso de impresión de un solo pase", que se puede realizar usando cabezales de impresión de inyección de tinta anchos o múltiples cabezales de impresión de inyección de tinta que cubren toda la anchura de la imagen a imprimir (escalonados o conectados entre sí). En un proceso de impresión de un solo pase, los cabezales de impresión de inyección de tinta normalmente permanecen estacionarios y la superficie de sustrato se transporta por debajo de los cabezales de impresión de inyección de tinta.

Las técnicas de impresión por inyección de tinta como se usan en la presente invención pueden ser impresión piezoeléctrica por inyección de tinta, tipo continuo y tipo térmico, electrostático y de gota acústica por demanda.

Una temperatura de inyección preferida es de entre 10 y 70 °C, más preferentemente de entre 20 y 60 °C, y lo más preferentemente de entre 25 y 45 °C.

Se pueden usar tintas de inyección de tinta a base de disolvente no curado o de agua, pero preferentemente se usa tinta de inyección de tinta curable por energía. La tinta de inyección de tinta curable por radiación se puede curar exponiendo a radiación actínica y/o por curado por haz de electrones. Preferentemente, el curado por radiación se realiza por una exposición global a radiación actínica o por una curación por haz de electrones global. La tinta de inyección de tinta térmicamente curable se puede curar por horno de convección, lámparas de infrarrojos, o similares.

Los medios de curado se pueden disponer en combinación con el cabezal de impresión de la impresora de inyección de tinta, que se desplaza con él de manera que la tinta de inyección de tinta se exponga a energía de curado muy poco después de ser inyectada. En dicha disposición puede ser difícil proporcionar una fuente de energía pequeña conectada con y que se desplaza con el cabezal de impresión. Por lo tanto, se puede emplear una fuente de energía fija estática, por ejemplo una fuente de luz UV de curado, conectada con la fuente de radiación por medio de medios conductores de radiación flexibles, tales como un haz de fibra óptica o un tubo flexible internamente reflectante.

Alternativamente, la radiación actínica se puede suministrar de una fuente fija al cabezal de impresión por una disposición de espejos que incluyen un espejo sobre el cabezal de impresión. La fuente de radiación dispuesta para no moverse con el cabezal de impresión también puede ser una fuente de radiación alargada que se extiende transversalmente a través de la(s) capa(s) de tinta que se va a curar y adyacente a la trayectoria transversal del cabezal de impresión de manera que las filas posteriores de imágenes formadas por el cabezal de impresión sean pasadas, escalonadas o continuamente, por debajo de esa fuente de radiación. La fuente de radiación es preferentemente una fuente de radiación ultravioleta, tal como una lámpara de mercurio de presión alta o baja que contiene elementos de inclinación opcionales, un tubo de cátodo frío, una luz negra, un LED ultravioleta, un láser ultravioleta o una luz de destellos. Además, es posible curar la imagen impresa por inyección de tinta usando, consecutivamente o simultáneamente, dos fuentes de luz de diferente longitud de onda o iluminancia. Por ejemplo, la primera fuente de UV se puede seleccionar para ser rica en UV-A, por ejemplo, una lámpara dopada con galio, o una lámpara diferente alta en tanto UV-A como UV-B. La segunda fuente de U^v puede ser entonces rica en UV-C, en particular en el intervalo de 260 nm - 200 nm. Se ha encontrado que el uso de dos fuentes de UV tiene ventajas, por ejemplo, una rápida velocidad de curado.

Para facilitar el curado, la impresora de inyección de tinta incluye frecuentemente una o más unidades de reducción de oxígeno. Las unidades de reducción de oxígeno ponen una atmósfera de nitrógeno u otro gas relativamente inerte (por ejemplo CO2), con posición ajustable y concentración de gas inerte ajustable, para reducir la concentración de oxígeno en el entorno de curado. De hecho, el oxígeno puede actuar de secuestrante de radicales, que se llevan los radicales disponibles de la reacción de polimerización. Se mantienen normalmente niveles de oxígeno residual de tan solo 200 ppm, pero, en general, están en el intervalo de 200 ppm a 1200 ppm.

En el contexto de la presente invención, la imagen a ser impresa por inyección de tinta puede comprender cualquier tipo de imagen, logo, texto, arte gráfica, codificación (código QR, código de barras) y similares.

Ejemplo:

Materiales y procedimientos:

Muestras de botellas:

Botellas A: Se compraron botellas Victoria de 355 ml (12 oz) (vidrio ámbar) sin imprimir de Nueva Fábrica Nacional de Vidrio, S.A. de C.V. (Méjico). Estas botellas se produjeron con un CEC parcialmente soluble en agua basado en ARCOSOL M-70 comercialmente disponible de ArCO, S.A. de C.V. (Méjico).

Botellas B: (Ejemplo comparativo que no se encuentra dentro del alcance de la invención) Se compraron botellas marrones Adriaan de 330 ml (33 cl) de un solo uso sin imprimir de Ardagh. Estas botellas se produjeron con un CEC no soluble en agua basado en RP 40 comercialmente disponible de Arkema.

Aclarado de botellas:

Las botellas se aclararon con agua destilada durante 10 segundos a temperatura ambiente. Las botellas se secaron por soplado sucesivamente con aire comprimido.

Ángulo de deslizamiento:

Se realizaron mediciones del ángulo de deslizamiento con una tabla de inclinaciones comercialmente disponible de Agr International, Inc. La velocidad angular se estableció en 3,6 °/s. Para cada condición, el ángulo de deslizamiento se midió para 9 botellas y se calculó el valor promedio del ángulo de deslizamiento.

Impresión:

Se realizó la impresión por inyección de tinta de las botellas en una "Unidad de laboratorio" comercialmente disponible de CURVINK bv (Países Bajos) equipada con un módulo de llama de laboratorio y un módulo de laboratorio de aplicación de imprimación. Se siguió el siguiente procedimiento para la impresión de las botellas: Las botellas se trataron con llama con el módulo de laboratorio de llama usando una velocidad de 250 mm/s. Las botellas se recubrieron sucesivamente en el módulo de laboratorio de llama con pirosil (comercialmente disponible de Sura Instruments). Se usó una concentración al 0,2 % de pirosil y la velocidad de pirosil se estableció en 250 mm/s. Las botellas se sacaron del módulo de laboratorio de llama y se enfriaron en condiciones ambiente a temperatura ambiente. Las botellas se recubrieron sucesivamente con el módulo de laboratorio de aplicación de imprimación usando una imprimación basada en alcoxisilano en un modo de 2 revoluciones. Las botellas se secaron en condiciones ambiente durante 8 minutos. Las botellas se dispusieron sucesivamente en el módulo de inyección de tinta y se imprimió por inyección de tinta el cuerpo de la botella con una tinta blanca a base de acrílico curable por UV. La tinta blanca se inyectó con un cabezal GS12 XAAR 1001 en un modo de pase único usando el nivel 5 de la escala de grises. Se imprimió un diseño completo en blanco uniforme, así como texto. El nivel de fijación se estableció en 1 % y se realizó con una barra LED de 8 W de Hoenle. Finalmente, las botellas se sacaron del módulo de inyección de tinta y se curaron completamente con una bombilla de UV en un modo de 8 rotaciones.

Simulador de pasteurización:

Para simular un proceso de pasteurización, las botellas se dispusieron en un baño de agua. Se siguió el siguiente programa de temperatura: 10 minutos a 45 °C, 20 minutos a 62 °C y 10 minutos a 30 °C. Las botellas se sacaron del baño de agua y se secaron en condiciones ambiente.

Simulador de línea:

Para cada condición, se dispusieron 28 botellas en un simulador de línea comercialmente disponible de Agr International, Inc. Este simula las condiciones que experimenta una botella en una línea de embalaje. Se seleccionaron los siguientes ajustes: grifo de agua abierto; placa de desgaste altura en EFG-2; control de velocidad en 8 (60 rpm); presión de la compuerta al 40 % de deslizamiento (36 rpm para botellas). Las botellas se dispusieron durante 30 minutos en el simulador de línea y se inspeccionaron visualmente para posibles daños al material gráfico.

Resultados:

Se midió el ángulo de deslizamiento de las botellas A y B antes y después del aclarado de las botellas. Para las botellas B: se encontró un ángulo de deslizamiento de 14° antes del aclarado y 15° después del aclarado. Para las botellas A: se encontró un ángulo de deslizamiento de 5° antes del aclarado y 27° después del aclarado.

Las botellas A y B se imprimieron según el procedimiento de impresión anteriormente mencionado con o sin etapa de aclarado previa. Se encontró que la calidad de impresión de las impresiones sobre las botellas A era mejor que la calidad de impresión de las impresiones sobre la botella B. Especialmente el texto impreso mostró más defectos de impresión sobre la botella B que sobre la botella A. Las botellas se dispusieron sucesivamente en un simulador de pasteurización, simulador de línea y se inspeccionaron visualmente. Se encontró que el material gráfico impreso sobre las botellas B mostró muchos más daños que el material gráfico impreso sobre las botellas A.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Método de impresión por inyección de tinta de una imagen sobre un recipiente de vidrio, que comprende las etapas de:

a) proporcionar un recipiente de vidrio que tiene una capa de CEC;

b) retirar al menos parte de la capa de CEC hasta un nivel en donde la capa de CEC restante tenga un espesor de 0 a 20 nm;

c) imprimir por inyección de tinta una imagen sobre el recipiente de vidrio;

teniendo dicho recipiente de vidrio una resistencia al estallido interno de al menos 7 bares después de ser expuesto a la impresión.

2. El método según la reivindicación 1, en donde la capa de CEC es al menos parcialmente soluble en agua, y en donde el retirar al menos parte de la capa de CEC hasta un nivel en donde la capa de CEC restante tenga un espesor de 0 a 20 nm se hace aclarando el CEC del recipiente de vidrio con agua y soplando el agua del recipiente por medio de una corriente de aire a presión.

3. El método según las reivindicaciones 1 o 2, que comprende la etapa de aplicar una capa de imprimación sobre el recipiente de vidrio después de la retirada al menos parcial del CEC y antes de la impresión por inyección de tinta de una imagen sobre el recipiente de vidrio.

4. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además la etapa de un tratamiento con llama o plasma del recipiente de vidrio después de retirar al menos parcialmente el CEC.

5. El método según la reivindicación 4, que comprende además la etapa de aplicar una capa de sílice sobre el recipiente de vidrio después del tratamiento con llama o plasma.

6. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende la etapa de aplicar una capa protectora y/o recubrimiento transparente encima de la imagen impresa por inyección de tinta.

7. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el CEC del recipiente de vidrio se aclara con agua a una temperatura entre 20 °C y 90 °C.

8. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la retirada del CEC aumenta el ángulo de deslizamiento del recipiente de vidrio en al menos 6°.

9. Recipiente de vidrio que tiene una superficie externa del vidrio con una imagen impresa por inyección de tinta proporcionada sobre dicha superficie, caracterizado por que un CEC con un espesor entre 0 y 20 nm está presente entre la superficie externa del vidrio y la imagen impresa por inyección de tinta; en donde dicho recipiente de vidrio se obtiene por un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. El recipiente de vidrio según la reivindicación 9, en donde un HEC está presente entre la superficie externa del vidrio y el CEC o entre la superficie externa del vidrio y la imagen impresa por inyección de tinta.

11. El recipiente de vidrio según la reivindicación 9 o la reivindicación 10, en donde dicha capa de HEC es una capa de óxido metálico.

12. El recipiente de vidrio según la reivindicación 11, en donde dicho óxido metálico en la capa de óxido metálico se elige del grupo que comprende: óxido de estaño, óxido de titanio, óxido de circonio y/o combinaciones de los mismos.

13. El recipiente de vidrio según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en donde dicho CEC es al menos parcialmente soluble en agua a 50 °C.

14. El recipiente de vidrio según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, que comprende una capa que contiene sílice entre la superficie externa del vidrio y la imagen impresa por inyección de tinta.

15. El recipiente de vidrio según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, que comprende una capa de imprimación presente entre la superficie externa del vidrio y la imagen impresa por inyección de tinta.