本發明涉及用于將物質沉積到制品上的設備和方法,包括直接在三維制品上印刷和/或裝飾三維制品的設備和方法,以及在其上具有物質(諸如印刷)和/或由此被裝飾的制品。
背景技術:
各種印刷設備和方法公開在專利文獻中以及互聯網上。公開印刷設備和方法的專利公布包括:jennel的美國專利6,135,654;sawatsky的美國專利6,699,352b2;uptergrove的美國專利7,210,408b2;baxter等人的美國專利7,467,847b2;uptergrove的美國專利8,522,989b2;uptergrove的美國專利8,579,402b2;gerigk等人的美國專利8,667,895b2;以及putzer等人的美國專利申請公布us2011/0232514a1;schach的us2013/0019566a1;domeier等人的us2014/0285600a1;以及till的pct公布wo2015/036334。此外,xenniatechnology已經在youtube上招貼了一個視頻,標題為“digitaloutdoortextileprinting”,其展示了使用以轉位方式移動的印刷機構在移動橫幅材料上進行印刷的過程。其它類型的設備和方法包括以broad的名義提交的標題為“apparatusandmethodforapplyingalabeltoanon-ruledsurface”的美國專利申請公布us2012/0031548a1中所公開的設備和方法。
許多當前努力涉及在三維制品(諸如瓶子等)上進行印刷,具體地講為噴墨印刷。當前的印刷設備可為單次經過或多次經過類型。單次經過設備的優點在于它們快于多次經過設備。多次經過設備可實現更好的質量,但是由于印刷頭必須以轉位方式經過制品多次,所以它們慢于單次經過設備。遺憾的是,在當前噴墨技術和當前印刷設備的情況下,可通過直接印刷在三維制品上形成的標簽的質量不如形成在單獨印刷的平坦標簽上的質量好。多數努力表現為涉及試圖改進單次經過設備的質量。存在對印刷(具體地講在三維制品上印刷)的改進的設備和方法的需要。
技術實現要素:
本發明涉及用于將物質沉積到制品的表面上的設備和方法,包括直接在三維制品上印刷和/或裝飾三維制品的設備和方法,以及在其上具有物質(諸如印刷)和/或由此被裝飾的制品。
在一些情況下,所述設備和方法涉及在至少一個制品和物質沉積裝置和/或功能裝置之間產生再循環相對運動。在一些實施方案中,所述制品可在閉環路徑中傳送經過一個或多個物質沉積裝置和/或功能裝置。制品可被傳送經過一個或多個物質沉積裝置一次或多次,并且在每次經過一個或多個物質沉積裝置期間,可通過該一個或多個物質沉積裝置將預定圖案的一部分涂敷到制品。
所述設備可在用于對制品執行功能的一個或多個另外站點處包括一個或多個功能裝置。所述功能裝置可包括但不限于:另外的物質沉積裝置;用于處理制品的裝置(例如,用于處理制品表面、或用于固化涂敷到制品的物質的裝置);用于裝飾制品的裝置(例如,金屬箔的涂敷);用于轉化制品性質的裝置(例如,激光器);或它們的組合。
附圖說明
圖1是用于將物質沉積到制品上的設備的一個實施方案的示意性俯視圖。
圖2a是類似于圖1中所示的設備的示意性側視圖。
圖2b是類似于圖1中所示的設備的示意性側視圖,其示出了用于制品保持器和沉積裝置的另選位置。
圖3是用于將物質沉積到制品上的設備的另一實施方案的示意性俯視圖。
圖3a是用于將物質沉積到制品上的設備的另一實施方案的示意性端視圖。
圖4是印刷制品的表面的示意性側視圖,其示出了二維像素陣列,所述二維像素陣列僅形成將印刷在其上的總預定圖案的一部分。
圖5是印刷制品的表面的示意性側視圖,其示出了二維像素陣列,所述二維像素陣列形成將印刷在其上的總預定圖案。
圖6a是用于實行涂敷金屬箔到制品的步驟的站點的一個實施方案的示意性側視圖。
圖6b是用于實行涂敷金屬箔到制品的步驟的站點的另選實施方案的示意性側視圖。
附圖中所示的方法、一個或多個設備、以及制品的實施方案實質上是例證性的,并且不旨在限制由權利要求限定的本發明。此外,通過參照具體實施方案,本發明的特征將會變得更加顯而易見,并且得到更充分的理解。
具體實施方式
本發明涉及用于將物質沉積到制品的表面上的設備和方法,包括直接在三維制品上印刷和/或裝飾三維制品的設備和方法,以及在其上具有物質(諸如印刷)和/或由此被裝飾的制品。術語“方法”在本文中可與術語“過程”可互換地使用。
圖1和2a示出了用于在至少一個制品10上沉積物質22的設備20的一個非限制性實施方案。如圖1和2a中所示,設備20包括制品傳送機24,所述制品傳送機將至少一個制品10傳送經過物質沉積裝置26所在的至少一個站點25a。如本文所使用的術語“傳送機”一般是指代移動制品的裝置,其不限于傳送帶。
設備20可用于在許多不同類型的三維制品10上沉積物質或材料22。此類制品包括但不限于:蓋子、閉合件、瓶子;盒子;罐子;紙盒;容器;洗滌定量球;剃刀;消費產品的部件諸如剃刀刀片頭部和柄部等;噴涂器觸發器;浴盆;包括但不限于棉塞管的管;以及除臭劑棒容器。所述制品可包括消費產品的初級包裝,包括一次性消費產品。另外的制品包括容器或包裝的部件,包括但不限于:瓶蓋;以及隨后被吹成完成的瓶子形式的瓶子預成形件。設備20可用于傳送和印刷空容器、部分填充的容器、或充滿的容器。所述容器整體或部分可具有剛性或柔性結構。此類容器可為加蓋或無蓋的。制品可由任何合適的材料制成,包括但不限于:塑料、金屬和/或硬紙板。
一個或多個物質沉積裝置(“沉積裝置”)26可在制品10上沉積任何合適的物質(或“材料”)。合適的材料包括但不限于:油墨(包括uv可固化的油墨和基于丙烯酸酯的油墨)、涂層和洗劑。可以任何合適的形式沉積材料。合適的形式包括但不限于:液體、粉末和熱熔融物(后者為可被加熱以流動的固體)。材料可以任何合適的圖案沉積。合適的圖案可為規則的或不規則的,并且包括但不限于:設計、圖像、文本、標記、紋理、功能涂層和它們的組合。沉積裝置26可為任何合適類型的裝置,包括但不限于噴墨印刷頭、噴嘴和其它類型的材料沉積裝置。
設備20和方法可在制品10和一個或多個沉積裝置26之間產生一種或多種類型的相對運動。所述相對運動可通過以下動作產生:(1)相對于沉積裝置26移動一個或多個制品10;(2)相對于該一個或多個制品10移動沉積裝置26;或通過相對于彼此移動該一個或多個制品10和沉積裝置26兩者。一個或多個制品10和一個或多個沉積裝置26之間可存在一種以上不同類型的相對運動。在其中設備和方法在制品和沉積裝置之間產生一種以上不同類型的相對運動的情況下,這些相對運動在本文中將被稱為第一類型的相對運動、第二類型的相對運動等等。
由圖1中的箭頭f示出的第一類型的相對運動可被提供用于任何合適的目的。在某些非限制性實施方案中,當傳送機24在制品10和沉積裝置26之間提供至少部分非線性的行進運動時,產生第一類型的相對運動。可提供此類型的相對運動以便使制品10經受經過(“通過”)沉積裝置26的一個以上的循環。在這種情況下,沉積裝置26可為相對于地面靜止或固定的;或者其可為可移動的(如下文所述)。如果沉積裝置26是可移動的,那么其可將其移動限于特定方向和特定量。一個或多個制品10可經過沉積裝置26至少兩次。一個或多個制品10可經過沉積裝置26任何合適的次數,包括但不限于:2、3、4、5次等等,多達20次或更多次。
在一些實施方案中,至少部分非線性運動可通過以再循環環路形式提供制品傳送機24而實現。再循環環路可為任何合適的構型。傳送機24可在曲線路徑(諸如圓形路徑)中或者在包括線性部分和曲線部分兩者的路徑中移動(并且因此移動制品10)。此類路徑的非限制性示例包括:圓形路徑、橢圓路徑、座圈軌道構型的路徑以及其它閉環路徑。再循環環路包括在其至少一部分期間,繞不同于(例如,偏置于)制品的自身軸的軸移動一個或多個制品10。因此,使制品繞其自身軸旋轉(諸如使罐子繞其自身軸在芯軸上旋轉)將不被認為是“再循環環路”。
圖1示出了用于在至少一個制品10上沉積物質22(諸如印刷)的設備20的一個非限制性實施方案。制品10沿著弓形路徑相對于沉積裝置26移動。更具體地說,圖1中所示的傳送機24在“轉塔”型旋轉裝置中在圓形路徑p中移動制品10。如圖1中所示,傳送機24具有旋轉軸a。旋轉軸a可以任何合適的取向進行取向,包括垂直取向(使得傳送機如同旋轉木馬般旋轉)、水平取向(使得傳送機如同摩天輪般旋轉)、或介于水平和垂直之間的某種取向。
再循環環路允許以高于線性移動滑架型裝置的速率(每個單位時間若干制品)將一個或多個制品呈現給沉積裝置多次以實現材料在一個或多個制品10上的多次經過沉積。例如,使用兩次經過來在三維制品上沉積物質的一種類型的平板滑架型裝置以每分鐘12個制品的速率進行印刷。取決于一個或多個制品的尺寸,本發明的方法可能每分鐘能夠印刷多達60或更多個制品。
傳送機24可為用于將一個或多個制品10傳送經過沉積裝置26的任何合適類型的裝置。合適的傳送機包括但不限于:轉塔傳送機、星形輪傳送機、無端環形傳送機,其可呈軌道、帶、鏈條等等的形式。如圖1、2a和2b中所示,傳送機24可包括載體28和接合到載體28用于制品10的至少一個任選的保持器30。術語“接合到”涵蓋通過將元件直接附連到另一元件而將元件直接固定到另一元件的構型;通過將元件附連到一個或多個中間構件,該一個或多個中間構件再附連到另一元件而將元件間接地固定到所述另一元件的構型;和一個元件與另一元件是一體的構型,即一個元件本來就是另一元件的一部分。如果存在一個以上保持器30,那么保持器可以任何合適的布置接合到載體28。合適的布置包括但不限于圍繞圓形載體28的徑向陣列。
如圖1和2a中所示,載體28可在水平平面h中繞軸a(在此情況下是垂直的)沿大箭頭f的方向旋轉。在圖1中,旋轉方向f是順時針的。在其它實施方案中,旋轉方向可為逆時針的。通常,傳送機24將在一個或多個制品經過一個或多個沉積裝置26的通過之間在相同方向上旋轉(為順時針或逆時針,根據情況而定)。因此,傳送機24可但通常不會在制品經過一個或多個沉積裝置26的一次通過之間順時針旋轉,并然后在另一次經過期間逆時針旋轉(或反之亦然)。傳送機24可以恒定速度旋轉,或者如果需要,旋轉速度可改變。傳送機24的旋轉可為連續的或如果需要,則可為間歇的。一個或多個制品10將具有向量v,所述向量表示制品10在沿著傳送制品的路徑p的任何給定位置處的移動方向(和速度)。
如圖1、2a和2b中所示,沉積裝置26和保持器30可相對于載體28處在若干可能的位置中。在圖1和2a中所示的實施方案中,一個或多個沉積裝置26可能需要設置在載體28包含保持制品10的保持器30的部分上。在圖2a中,制品10將在水平平面h中移動。當它們在沉積裝置26下方時,制品10的移動方向v為延伸到附圖平面中的垂直線。在這類情況下,物質22將具有基本上平行于垂直軸a和基本上垂直于其中制品正在移動的平面(在此情況下,是水平平面h)的涂敷方向d。當據信涂敷方向d基本上垂直于水平平面h時,所述涂敷方向可但無需精確地垂直于制品移動的方向。
在其它實施方案中,如圖2b中所示,載體28也在平面中(諸如在水平平面h中)繞垂直軸a旋轉。在此實施方案中,制品10也將在水平平面h中在某個方向上移動,在所述方向上,v是當制品鄰近于沉積裝置26時延伸到附圖平面中的垂直線。然而,在此實施方案中,涂敷方向d平行于或基本上平行于水平平面h,并且制品保持器30位于載體28的外圍側上使得制品10將面向沉積裝置26。在這類情況下,制品10將在水平平面h中移動并且物質22將具有平行于水平平面h(取代如圖2a中的基本上垂直)的涂敷方向d。然而,在此實施方案中,當制品被定位成鄰近于用于將物質涂敷至制品的沉積裝置26時,涂敷方向d也垂直于或基本上垂直于一個或多個制品的移動方向v(但是以另一方式,在三維空間中)。
在其它實施方案中,一個或多個沉積裝置26可定位在制品10的行進路徑p內部。此外,如果在圖2a和2b中所示的實施方案中的任一者中的載體28傾斜使得其位于垂直平面內并且在垂直平面內旋轉(或在取向在水平和垂直之間的某個平面中),涂敷方向d與在那些實施方案中所描述的旋轉平面可仍然具有相同關系,但是旋轉平面將是垂直的或取向在水平和垂直之間,根據情況而定。
圖3示出了用于在至少一個制品10上沉積物質22的設備20的另選實施方案。在圖3中所示的實施方案中,制品傳送機24呈座圈軌道構型。這種類型的傳送機將具有兩個平行軸,傳送機24和制品10在行進路徑的至少一部分期間繞所述軸旋轉。這些軸被指定為a1和a2。圖3中所示的設備20可具有上文關于圖1、2a和2b中所示的設備描述的性質中的任一者,包括但不限于其取向(水平或垂直),和一個或多個沉積裝置26相對于傳送機24的布置,以及任何制品保持器30在其上的布置。在此類座圈軌道實施方案中,如圖3中所示,可能布置一個或多個沉積裝置26使得一個或多個制品10在曲線路徑上或線性路徑上移動經過一個或多個沉積裝置26,此取決于一個或多個沉積裝置26是定位在座圈軌道形路徑的端部32中的一者處,還是沿著座圈軌道形路徑的側部34中的一者定位。在任一情況下,制品10的移動所沿的路徑仍然在連續環路中,并且當一個或多個制品10第二次(或后續次)移動經過給定沉積裝置26時,制品將在與其第一次移動經過沉積裝置26時相同的方向上移動。因此,每當經過沉積裝置26時,制品10可但將通常不在相反方向上移動。例如,制品10可但將通常不會在一次經過時順時針移動,并在另一次經過時逆時針移動。
圖3a示出了用于在至少一個制品10上沉積物質的設備20的另一另選實施方案。在圖3a中所示的實施方案中,制品傳送機24基本上呈圓筒的構型,但是其中具有為至少一個制品10提供容器的凹陷部。傳送機24可具備1、2到20個或更多個容器。在所示實施方案中,存在四個容器,其中每個被示為其中具有制品10。容器可為適用于保持一個或多個制品10的任何構型。如圖3a中所示,傳送機24繞軸a旋轉,諸如在箭頭f的方向上。傳送機24具有半徑r。此實施方案在將在其上沉積物質的制品10的表面12的部分具有與基本上為圓筒形的傳送機24相同的曲率或基本上相同的曲率時特別有利。例如,制品的表面12的該部分可具有與傳送機24的半徑r基本上相同的半徑。(因此,制品10的表面12的向外面向的部分可連同傳送機24至少部分形成(或完全形成)圓筒形表面。)設備20也可具有用于干燥或固化沉積在制品上的物質的任選裝置50。干燥或固化裝置50可相對于傳送機24被定位在任何合適位置處,諸如相對于沉積裝置26定位在傳送機24的相反側上。
圖3a中所示的設備可以其它方式具有上文關于圖1、2a和2b中所示的設備描述的性質中的任一者,包括但不限于其取向(水平或垂直),以及一個或多個沉積裝置26和其它站點相對于傳送機24的布置。定位成鄰近于傳送機24的物質沉積裝置26也可為可移動的。例如,傳送機24可為順時針旋轉的(或逆時針旋轉的),并且物質沉積裝置26可為可縱向(平行于軸a)向內(進入頁面的方向)和/或向外移動。圖3a中所示的設備可提供如下優點:其維持制品10的表面12和沉積裝置之間的相同距離而無需將沉積裝置26朝向和遠離制品10的表面12移動來調整所述表面的曲率。
因此,如上文所示和描述,第一類型的相對運動f可與當前多個經過印刷過程和設備形成對比,所述當前過程和設備通常涉及在制品上方來回線性地移動包含印刷頭的滑架以及對滑架或制品進行轉位。第一類型的相對運動f也可與將印刷頭保持穩定并且相對于印刷頭對制品轉位的當前多次經過印刷過程和設備形成對比。不同于轉位運動,在第一類型的相對運動f的情況下,一個或多個制品10的移動所沿的路徑(以及限定路徑的任何軸)可在循環之間保持固定。因此,軸或路徑p均無需在循環之間偏移。
制品10(如果是三維的)將通常具有至少兩個相對端。例如,瓶子將具有基部和頂部。制品10也可具有前面、后面和側部。制品10也將具有表面12。例如,制品10如在一些剃刀刀片柄部的情況下可為實心的,或者在瓶子的情況下可為中空的。如果制品是中空的,那么它們也將具有內部。制品10的表面可為平坦的或彎曲的。整個表面無需是平坦的或彎曲的。例如,制品10的表面可具有:平坦部分;彎曲部分;或者所述表面可具有平坦部分和彎曲部分兩者。例如,在瓶子的情況下,表面的至少一部分可具有凸曲率。也可能的是,一些制品可具有表面,所述表面的一部分具有凹曲率。
方法和設備特別有利于在具有彎曲表面的制品上進行印刷。設備和方法將物質22沉積在一個或多個制品10的表面上。設備和方法也特別有利于直接在一個或多個制品10的表面上進行印刷。例如,取代將預先印刷的標簽附著至諸如瓶子等制品的是,設備和方法可用于直接將標簽的主題印刷在制品上。當然,設備和方法不限于將充當標簽的主題印刷在制品上。設備和方法也有利于在制品上印刷設計等等。
制品10可以任何合適取向位于制品傳送機24上。例如,制品10可以豎立取向或倒置取向定位在傳送機24上(并且在任何制品保持器30中)。另選地,制品10可平坦地鋪設在傳送機24上(并且在任何制品保持器30中)。唯一的要求是其上將沉積物質22的制品10的表面的部分應當在需要在制品10上沉積物質22時被暴露于沉積裝置26。
傳送機24可在給定時間處保持任何合適數目的制品。制品10的合適數目的范圍可為從1-20個或更多個制品。因此,可存在至少1個制品、至少兩個制品等等。如果在給定時間在傳送機上存在多個制品,那么它們在本文中可被稱為“一批”制品。該批制品通常將全部在相同路徑p上行進,直到制品從傳送機24移除用于后續處理。在給定時間在傳送機24上的制品10的數目可小于、等于或大于設置為鄰近于傳送機24的一個或多個沉積裝置26的數目。設備20可因此通過在設備上使用較少的一個或多個沉積裝置(如果需要,僅包括一個沉積裝置)而與某些其它設備相比提供成本優勢。
如上文所討論,沉積裝置26可為任何合適類型的裝置,包括但不限于印刷頭、噴嘴和其它類型的材料沉積裝置。沉積裝置26可為非接觸類型的沉積裝置。就“非接觸”而言,其意指沉積裝置26不接觸其上將沉積物質22的一個或多個制品10的表面。在印刷頭的情況下,可使用任何合適類型的印刷頭,包括但不限于噴墨式印刷頭、壓電式印刷頭、靜電印刷頭和/或印刷閥印刷頭。印刷頭可為按需噴墨類型的沉積裝置。就“按需噴墨”而言,其意指印刷頭可僅在需要之處涂敷油墨小滴諸如以形成呈字詞、圖(例如,圖片)或設計形式的圖案。噴墨印刷頭通常是可數字致動的并且可印刷由計算機提供的圖像。
噴墨印刷頭通常將包括多個噴嘴40。如圖1中所示,印刷頭具有具線性軸l的長度。噴嘴40通常以行大體對準并且被構造成在大體平行于其它噴嘴的方向的特定方向上噴射油墨。印刷頭上每行內的噴嘴可被線性對準。另選地,如圖1中以虛線所示,噴嘴40可在相對于印刷頭的較長維度(或長度)對角取向的一行或多行中。噴嘴的此類布置均可被認為是基本上線性排列的。噴墨印刷頭可在其中包括任何合適數目和布置的噴嘴。一個合適的噴墨印刷頭每英寸(每2.54cm)包含大約360個噴嘴。xaar1002是用在本文中的合適印刷頭的示例,并且可購自xaar,cambridge,uk。
由噴墨印刷頭形成的油墨小滴的直徑范圍可為從約10微米或更小至約200微米或更多。油墨小滴可以任何合適數目分布在給定區域上方。通常,在噴墨印刷中,油墨小滴形成矩陣,其中每英寸的滴數(dpi)在印刷頭或將被印刷的制品的移動方向上和在垂直于其的制品的表面上的方向上是被指定的。圖4和5中示出了油墨小滴42的此類矩陣的二維表示。(應當理解,在本文所述的過程中,此類陣列可形成在至少部分三維(例如,彎曲)表面上。)提供在制品表面上以形成數字圖像的油墨滴的涂敷在至少一個方向上每英寸的滴數(dpi)的范圍可為從約200或更小多達約2,880或更多。在一些情況下,油墨小滴可沉積在矩陣中,在至少一個方向上每英寸的范圍為從1,080至1,440滴。在一些情況下,油墨小滴可沉積在矩陣中,在至少一個方向上每英寸大于1,200滴。
設備20可包括任何合適的數目、布置和類型的沉積裝置26。例如,設備可包括介于1-20個之間或更多個沉積裝置26。因此,可能存在多個沉積裝置26。一個或多個沉積裝置26可沿著制品傳送機24以分隔開的關系布置。另選地,一個或多個沉積裝置26可被定位成鄰近于該一個或多個沉積裝置26中的另一個并且與其接觸。一個或多個沉積裝置26可被定位在制品傳送機24中的制品10上方,或在移動路徑p內部或外部的制品10的任一側部。
當一個或多個沉積裝置26包括印刷頭時,一個或多個沉積裝置26可包括印刷單元(或“印刷站點”)。噴墨印刷頭可被構造成印刷黑色或彩色。每個印刷單元可包括任何數目的印刷頭,從一個到四個或更多個。例如,在一些情況下,印刷單元可包括針對用于產生不同顏色組的多色印刷的cmyk(青色、洋紅色、黃色和主色(黑色))彩色方案的四個印刷頭。印刷單元也可包括另外顏色(例如,白色和或特殊顏色)的一個或多個另外印刷頭,其用于底涂層作為第一印刷步驟或用于基層(例如,粘合劑)和/或用于涂敷透明密封或保護性涂層。在一些實施方案中,可存在多個連續再循環環路,諸如一個或多個再循環環路用于基部涂層,一個或多個再循環環路用于裝飾涂層,以及一個或多個再循環環路用于頂部涂層。
設備20還可包括定位在沿著傳送機24的任何期望位置處的一個或多個另外的站點或裝置。此類另外的裝置可包括但不限于用于預處理制品的表面的預處理裝置48,諸如火焰處理、電暈處理和等離子體射流處理裝置。此類另外的裝置也可包括用于在印刷或其它處理(諸如超紫外(uv)光源或電子束源)之后干燥或固化制品的裝置50。
物質(諸如一種或多種油墨)可以預定圖案直接涂敷至一個或多個制品10。如本文中所使用的術語“預定圖案”指代任何類型的印刷圖案,包括但不限于在印刷起始之前確定的字詞、圖(例如,圖片)或設計。如上文所討論,噴墨印刷圖像通常由布置成小滴或像素矩陣的多個油墨小滴構成。
沉積裝置諸如一個或多個印刷頭26可在制品每次經過沉積裝置26時僅將預定圖案的一部分沉積在每個制品10上。預定圖案的部分可采用若干可能的形式。例如,預定圖案將通常覆蓋制品的給定區域。在一些實施方案中,預定圖案的總區域的第一部分(例如,圖像的上半部)可在制品第一次經過一個或多個印刷頭26期間印刷在制品上。然后,在隨后經過(諸如第二次經過)中,圖像的另一部分(或圖像的其余部分(諸如下半部))可印刷在制品上。當然,此類實施方案不限于在一次經過中印刷圖像的半部,以及在第二次經過中印刷另外半部。圖像的任何合適部分可在任何合適數目的經過中的每次經過中被印刷以形成完整的圖像。
在其它實施方案中,如圖4和5中所示,一個或多個沉積裝置26可被編程為在第一次經過時沉積多個分隔開的積料,諸如形成預定圖案的一部分的油墨小滴42a,并且然后在第二次以及任何隨后經過時,一個或多個沉積裝置26可填充積料諸如油墨小滴42b,其中至少一些定位在積料諸如在第一次經過時沉積的小滴42a之間。諸如在第一次經過和隨后一次或多次經過中沉積的油墨等材料的部分一起構成圖5中所示的總預定圖案。在諸如圖4和5中所示的實施方案中沉積的油墨小滴的圖案可被認為是混和的或交錯的。混和或交錯印刷的一個優點在于印刷圖像中由不工作的印刷頭上的一個或多個噴嘴引起的任何缺陷將比在單次經過中用這類有缺陷的噴嘴印刷整個圖像的情況較不明顯。
本文中所述的設備和方法不限于圖中所示的示例。應當理解,本文中所述的設備和方法允許任何預定圖案的任何部分在每次經過期間被涂敷至制品。除了在每次經過期間印刷油墨的預定圖案的任何部分之外,預定圖案也可包括油墨下方的基部涂層和/或保護性涂層(諸如沉積在油墨上方的透明涂層)。在這類情況下,如果需要,基部涂層可被涂敷在油墨的預定圖案的全部或僅一部分下方。同樣地,如果需要,透明涂層可被涂敷在油墨的預定圖案的全部或僅一部分上方。
在一些實施方案中,為了沉積預定圖案的不同部分,所述設備和方法可在制品10和沉積裝置26之間產生一種以上類型的相對運動。例如,一個或多個印刷頭26可相對于一個或多個制品10移動以便在經過之間諸如在給定制品10經過印刷頭26的第一次和第二次(隨后)經過之間與一個或多個制品10的不同部分對準。一個或多個印刷頭26可以任何合適方式以任何合適類型的移動相對于一個或多個制品移動。
圖1、2a和2b示出了這類第二種類型的相對運動s的方向。在某些實施方案中,除了傳送機的再循環運動(第一類型的相對運動)之外,第二種類型的相對運動s可涉及在基本上垂直于物質在制品上的涂敷方向d的方向上移動物質沉積裝置諸如一個或多個印刷頭26。在圖1和2a中所示的實施方案中,第二種類型的相對運動s的方向平行于平面h。在圖2b中所示的實施方案中,第二種類型的相對運動s的方向平行于軸a并且垂直于平面h。在兩種情況下,當物質被涂敷到制品時,第二種類型的相對運動s的方向基本上垂直于制品移動的方向和速度v(在某種意義上,在三維空間中)。
物質沉積裝置26可在一個位置(諸如s1)和另一個位置(諸如s2)之間移動。在一些實施方案中,如果沉積裝置26是噴墨印刷頭,那么位置s1和s2可被建立成使得當沉積裝置26處在這些位置處時,油墨噴嘴40將被完全定位在將被提供預定圖案的制品10的表面上的區域的一側外部。在這類布置中,當印刷頭26相對于制品10移動時,所有噴嘴將能夠從將被提供預定圖案的制品10的表面上的區域的一側到將被提供預定圖案的區域的相對側而涂敷油墨到制品10。當然,s1和s2可被設置成使得沉積裝置26將相對于一個或多個制品10移動到任何合適程度。
在一些情況下,一個或多個印刷頭26可在移動一個位置諸如s1和制品10被定位成鄰近于其以接收物質諸如油墨于其上時的另一位置s2之間的距離的至少部分時進行印刷。在一些情況下,一個或多個印刷頭26可在從一個位置連續移動到制品10被定位成用于接收物質諸如油墨于其上時的另一位置時進行印刷。在其它情況下,印刷頭26可在其再次開始印刷之前在給定制品10經過印刷頭26的隨后經過之間轉位。換句話講,印刷頭26可在給定制品10經過印刷頭26的隨后經過之間在基本上平行于噴嘴l的軸的方向上移動或偏移特定距離。在轉位印刷頭26的情況下,印刷頭26在印刷時可為固定的。
其它類型的相對運動也是可能的。例如,在某些實施方案中,可能期望移動制品10以便向沉積裝置26呈現制品的不同部分。例如,制品10可以任何合適方式在給定制品10經過印刷頭26的第一次和后續經過之間轉動或旋轉。
如果存在一個以上沉積裝置26,那么一個或多個沉積裝置可為可移動的并且一個或多個沉積裝置可為固定的。如果存在一個以上可移動的印刷頭26,那么不同的印刷頭26可全部以相同類型的移動進行移動。另選地,某些印刷頭26可以一種類型的移動進行移動,并且其它印刷頭26可以不同類型的移動進行移動。
如果需要,可在印刷之前對制品的表面進行處理。一般的表面處理技術包括火焰處理、電暈處理和等離子體射流處理。如果需要,可在任何經過之后,包括在每次經過之后,可固化所沉積的材料22。例如,如果物質22是uv反應性油墨,那么這類油墨可在一次或多次經過之后通過暴露于uv光或電子束而固化。
如上文所討論,設備20也可包括裝飾站點。裝飾站點為在其上通過將材料沉積到制品10或通過轉化制品的性質或它們的組合而施加視覺、觸覺或嗅覺效果的站點。在不將材料沉積在制品上的情況下而轉化制品的性質的示例是通過激光器將圖像施加在制品的表面上。單個裝飾站點可用于施加單個裝飾效果或多個裝飾效果。另選地,可使用多個裝飾站點來施加一個或多個裝飾效果。所述裝飾可在將物質印刷在制品10上之前或之后發生。
在一些實施方案中,裝飾站點可包括金屬物質到制品的涂敷。金屬物質可為箔。箔涂敷站點可為熱或冷箔過程。可以任何合適的方式執行步驟。在冷箔過程的情況下,一個(或多個)冷箔涂敷站點可對制品執行以下步驟:1)在制品上以預定圖案沉積(包括數字沉積)粘合劑;2)在粘合劑上壓印金屬箔;3)至少部分固化粘合劑;以及4)移除箔以在沉積粘合劑之處留下金屬效果。另選地,冷箔涂敷站可執行以下步驟:1)在制品上以預定圖案沉積低粘性材料;2)將材料轉化成高粘性壓敏粘合劑;3)在粘合劑上壓印金屬箔;以及4)移除箔以在沉積粘合劑之處留下金屬效果。將材料轉化成高粘性壓敏粘合劑可以任何合適方式發生,包括但不限于熱活化或光聚合。
如果需要,箔可具有涂敷到其的接收涂層或底漆,其可通過印刷過程印刷在上方,所述印刷過程可在箔涂敷之后發生以便實現油墨對箔的期望粘合。在一些情況下,接收涂層或底漆可為漆。如果需要,保護性涂層諸如涂敷的漆可在箔被涂敷后涂敷以保護箔和印刷在其上的任何油墨。
圖6a和6b示出了冷箔過程的兩個實施方案。應當理解,雖然制品10在圖6a和6b中被示為在線性傳送方向上傳送,但是這類冷箔過程可在本文所述的不同類型的傳送機24的任何站點25處執行。
圖6a示出了用于實行在制品10上沉積粘合劑52的第一步驟的站點25b。粘合劑52可具有任何合適的類型,包括但不限于uv可固化的、壓敏的或兩者。粘合劑52可以任何合適的方式涂敷。在一些情況下,可期望通過數字涂敷過程沉積粘合劑52,諸如通過噴墨印刷過程,以進行粘合劑的精確定位。此可通過使用類似于在站點25a處所使用的噴墨印刷頭26而進行。
圖6a還示出了冷箔過程的第二站點25c的一個實施方案。在第二站點25c處的設備包括:退繞輥60,其在背襯64上包含金屬物質62;回繞輥66;輥70,其用于在使用壓敏粘合劑的情況下將其上具有金屬物質62的背襯64壓抵于一個或多個制品;以及裝置72,其用于在將uv可固化粘合劑涂敷到一個或多個制品的情況下至少部分固化粘合劑。在第二站點25c處的步驟可包括以下步驟中的一者或多者:2)將金屬箔壓印到粘合劑中;3)至少部分固化粘合劑(在其中使用可固化粘合劑的情況下);和4)移除箔和任何非傳送的金屬以在沉積粘合劑之處留下金屬效果。
圖6b示出了類似站點25b,但為實行步驟(2)到(4)的冷箔過程的第二站點25c的另一實施方案。圖6b中所示的實施方案不同于圖6a中所示的實施方案,不同之處在于壓板74位于定位輥76和78之間。壓板74用于將箔62壓印到粘合劑52上,如下:1)具有粘合劑的制品10被轉位在壓板74下方;2)壓板74朝向制品10移動,從而將箔62壓印到制品10上的粘合劑52上;3)通過固化uv粘合劑或通過已經具有高粘性性質的粘合劑的性質而在箔62和制品10之間獲得粘合;以及4)移除膜載體64和任何非傳送的金屬,從而在涂敷粘合劑52之處留下金屬效果。
在期望的預定圖像被涂敷到一個或多個制品10之后,該批制品中的一個或多個制品可通過傳送機24傳送至另一傳送機或設備以作進一步處理。例如,如果一個或多個制品10是瓶子,那么瓶子可從傳送機24傳送至充填機和壓蓋機。
本文所公開的量綱和值不應理解為嚴格限于所引用的精確數值。相反,除非另外指明,否則每個這樣的量綱旨在表示所述值以及圍繞該值功能上等同的范圍。例如,公開為“90°”的量綱旨在表示“約90°”。
應當理解在本說明書中給出的每一最大數值限度包括每一更低數值限度,如同此類更低數值限度在本文中明確寫出一樣。貫穿本說明書給出的每一最小數值限度將包括每一更高數值限度,如同此每一更高數值限度在本文中明確書寫。貫穿本說明書給出的每一數值范圍將包括落在此較寬數值范圍內的每個較窄數值范圍,如同此較窄數值范圍在本文中完全明確書寫。
在具體實施方式中引用的所有文件都在相關部分中以引用方式并入本文中。對于任何文件的引用不應當解釋為承認其是有關本發明的現有技術。當本發明中術語的任何含義或定義與以引用方式并入的文件中術語的任何含義或定義矛盾時,應當服從在本發明中賦予該術語的含義或定義。
雖然已經舉例說明和描述了本發明的具體實施方式,但是對于本領域技術人員而言顯而易見的是,在不脫離本發明實質和范圍的情況下可作出多個其它改變和變型。因此,本文旨在于所附權利要求中涵蓋屬于本發明范圍內的所有這些改變和變型。