BRPI0720317A2 - Matriz de caixa para embalagem, método para fabricar uma embalagem, decorada, e, embalagem decorada. - Google Patents
Matriz de caixa para embalagem, método para fabricar uma embalagem, decorada, e, embalagem decorada. Download PDFInfo
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Description
I “MATRIZ DE CAIXA PARA EMBALAGEM, MÉTODO PARA FABRICAR UMA EMBALAGEM, DECORADA, E, EMBALAGEM DECORADA”
Esta invenção diz respeito a uma embalagem que tem um tipo 5 de imagem holográfica em pelo menos uma parte de sua superfície exterior, e o processo para produzir esta imagem holográfica que tem na superfície exterior de uma embalagem. Mais particularmente, esta invenção diz respeito à produção de uma imagem holográfica em papel, papelão, plástico e substratos relacionados que podem ser usados para embalar produtos.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Hologramas têm sido usados para melhorar a aparência de embalagens por muitos anos. Eles têm sido formados em rótulos e substratos que são aplicados e usados como uma camada na superfície de embalagens, tais como caixas de papelão. Entretanto, a imagem holográfica convencional 15 em embalagens é cara e normalmente exige a produção de um filme laminado contendo holograma e a ligação deste filme a uma superfície da embalagem. Isto exige diversas etapas de processamento e materiais caros. Seria mais eficiente e mais barato formar o holograma no material de embalagem em linha com a impressão de outra imagem e informação no material de 20 embalagem.
Na patente U.S. 5.889.598 é revelada a impressão de um holograma em uma superfície seguida pela impressão de uma outra imagem na mesma superfície. O desenho do holograma é gravado em relevo na superfície seguido por uma metalização da superfície do desenho do 25 holograma, por sua vez seguido pelo corte da superfície em folhas para subsequente impressão de outra imagem e informação. Este processo exige a subsequente metalização do desenho do holograma gravado em relevo. Esta metalização é por meio de um processo de deposição por vapor relativamente lento. A patente U.S. 5.003.915 revela a formação de um holograma diretamente no papel produto final desejado ou em outro material de folha. Entretanto, depois da gravação em relevo de um desenho de holograma existe uma etapa necessária de metalização da superfície do holograma. Isto poderia ser por deposição por vapor para produzir um filme refletivo ou camada 5 refrativa no holograma. Uma camada protetora pode ser revestida sobre este holograma. A patente U.S. 6.979.487 revela a impressão de padrão texturizado sobre um substrato. Uma tinta ou película refletiva pode ser depositada ou laminada nesta camada de padrão texturizada. Isto produz um efeito de profundidade e dimensionalidade. Isto é interessante, mas não revela 10 a produção de um holograma. Este processo seria inoperável para produzir uma imagem holográfica. A patente U.S. 6.638.386 revela a técnica de formação de uma imagem holográfica ou de uma imagem reticulada difrativa em uma folha compósita e subsequente anexação desta folha a um substrato. Isto envolve a operação de formar separadamente o holograma em uma folha 15 compósita e aplicar esta folha compósita em um substrato para produzir o holograma acabado em uma embalagem ou outro item. Todos esses processos têm os diferentes inconvenientes. Entretanto, todos são menos eficientes do que hologramas em uma superfície de embalagem produzida pelos presentes processos.
Os presentes processos produzem uma imagem holográfica
diretamente na superfície da embalagem pelas etapas de impressão. Adicionalmente, não é necessária nenhuma etapa de metalização subsequente. Tais etapas, que normalmente envolvem a deposição de vapor de um metal, tal como alumínio, em uma superfície do holograma são, relativamente lentas, 25 comparadas com técnicas de impressão, e exigem equipamento especializado. Nos presentes processos, uma imagem holográfica é produzida em um substrato apenas pelo uso de técnicas e equipamento de impressão.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção compreende uma imagem holográfica diretamente em material de embalagem, e o processo para produzir esta imagem holográfica diretamente no material de embalagem. O processo compreende ter uma superfície de papel, papelão ou plástico, que, em uma modalidade, pode ser uma superfície de papelão substancialmente branca, 5 revestir em pelo menos uma parte desta superfície um revestimento curável por radiação polimérico que contém um componente de metal particulado, curar este revestimento curável por radiação polimérico, revestir o revestimento curável por radiação polimérico curado contendo o metal particulado com um revestimento de polímero curável por radiação e 10 substancialmente transparente, colocar este revestimento curável por radiação substancialmente transparente em contato com o negativo de um holograma em um suporte, e curar pelo menos parcialmente o revestimento curável por radiação enquanto o suporte que leva o negativo do holograma está em contato com este revestimento. A combinação desses dois revestimentos e o 15 negativo do holograma produz uma imagem holográfica nas áreas onde existe também um revestimento de metal particulado subjacente. Uma imagem holográfica efetiva é formada pela técnica de curar pelo menos parcialmente o revestimento curável por radiação substancialmente transparente enquanto o suporte está em contato com este revestimento.
Em uma modalidade preferida, um estoque de papelão
substancialmente branco compreendendo peças em bruto para a produção de caixa de papelão compreendendo uma peça de bruto para a produção de caixas de papelão é em uma primeira etapa revestida em pelo menos uma parte desta superfície com um revestimento que contém um metal particulado, 25 este revestimento é curado, uma ou mais camadas de imagem e/ou informação são então revestidas na camada revestida com metal particulado curado e cada qual curada, revestir essas camadas de imagem e/ou informação com um revestimento curável por radiação substancialmente transparente, e colocar este revestimento curável por radiação substancialmente transparente em contato com um suporte que contém o negativo de um holograma, e curar pelo menos parcialmente o revestimento curável por radiação enquanto o suporte está em contato com o revestimento curável por radiação. Nesta modalidade preferida, os revestimentos são aplicados no estoque de papelão usando técnicas de impressão. Uma técnica preferida é o uso de impressão flexográfica. Entretanto, outras técnicas e equipamento de impressão comercialmente disponíveis podem ser usadas.
Depois que o estoque de papel ou papelão é impresso e contiver o holograma, ele é acabado, formando-o em uma embalagem.. O estoque de papel ou papelão normalmente será na forma de uma folha contínua. O estoque de papel ou papelão pode ser usado diretamente para fabricar embalagens ou pode ser formada em caixas de papelão. Para fabricar caixas de papelão, a folha contínua será formada em peças em bruto de caixas de papelão individuais. As peças em bruto de caixas de papelão são transportadas para o lugar onde um produto deve ser embalado e colocadas no depósito de uma máquina de fabricação e suporte de caixa de papelão. As caixas de papelão contendo um produto são cheias com um produto, seladas e então normalmente colocadas em caixas de papelão corrugado de transporte. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
A invenção será descrita agora com mais detalhes nas suas modalidades preferidas. Modificações podem ser feitas nos materiais do holograma e nos processos de sua fabricação, entretanto, todos tais materiais e processos estarão de acordo com os conceitos aqui revelados.
O material de substrato no qual o holograma é formado é, nas modalidades preferidas, um material de papel que inclui vários graus de papel e papelão. Entretanto, plásticos e outros materiais de substrato podem ser usados. Quando um papel, o material de papel nesta modalidade preferida terá uma espessura de cerca de 0,001 polegada (0,00254 cm) a cerca de 0,005 polegada (0,0127 cm) e, quando um papelão, terá uma espessura de cerca de 0,01 polegada (0,0254 cm) a cerca de 0,050 polegada (0,127 cm). Plástico e outros materiais de substrato terão uma faixa de espessuras. O material de substrato pode ser essencialmente de qualquer cor ou tonalidade. Entretanto, é preferível que o material de substrato seja de uma cor de papelão marrom a branco. Se branco, a brancura do material do substrato preferivelmente será cerca de brancura TAPPI de cerca de 70 ou mais, e preferivelmente cerca de 75 a 95. O material do substrato pode ser um papelão reciclado CCNG (Clay Coated News Back) ou um papelão virgem SBS (Solid Bleach White Sulfate). Materiais de substrato brancos ou ligeiramente coloridos são preferidos. Os processos preferidos para formar o holograma no material do substrato são processos de impressão tais como processos de impressão flexográfica. Processos de impressão flexográfica têm sido considerados muito úteis. Neste processo, o material do substrato é alimentado a um conjunto de rolos, normalmente o primeiro conjunto de rolos, que revestirá o material do substrato com uma composição de polímero termoplástico curável por radiação contendo um metal particulado com um tamanho de partícula de cerca de 5 a 40 mícrons, e preferivelmente cerca de 10 a 25 mícrons. Os metais particulados úteis incluem alumínio, prata e zinco. Esses são aplicados usando uma mistura de veículo de solvente/polímero. Composições de revestimento usadas são flexo prata ULTRASTAR UV FP-8209 com um teor de metal particulado de 3,25 % aplicado usando um flexo rolo analox 200 a 300. Uma outra composição de revestimento usada é prata de impressão em tela ULTRASATAR UV SP-8700 com um teor de pigmento de 2,5 % aplicado usando uma tela de malha de 150 a 250 linhas Rotomesh. O flexorrolo analox depositará um revestimento de filme de polímero molhado de cerca de 2 a 12 mícrons, enquanto a tela Rotmesh depositará um revestimento de filme de polímero molhado de cerca de 12 a 20 mícrons. Em geral, um revestimento de filme molhado de cerca de 1 a 40 mícrons será usado. A viscosidade dos produtos de revestimento de polímero será cerca de 150 a 350 cps. Os produtos ULTRASTAR são disponíveis pela Eckhart Amercia LP de Painsville, Ohio. Este revestimento pode ser sobre toda a superfície do material de substrato, mas, por motivos de economia, será somente nas áreas que devem conter um holograma. Isto normalmente será 5 menos que 50 % da superfície do material de substrato.
Antes da aplicação do termoplástico curável por radiação contendo o metal particulado, um iniciador pode ser aplicado no substrato do material, que normalmente será um papel ou um papelão. Isto selará o material do substrato e fornecerá uma melhor base para o polímero 10 termoplástico curável por radiação contendo o metal particulado. Este revestimento de iniciador pode ser uma goma acrílica a base de água. Também usados no lugar de um iniciador é uma laminação de um filme de poli(tereftalato de etileno) (PET) que pode ter uma superfície branca de uma brancura TAPPI de cerca de 75 a 95.
Depois da aplicação e dura por radiação do polímero
termoplástico curável por radiação contendo o metal particular o substrato pode ser impresso com material de imagem e informação. A cura por radiação normalmente será pelo uso de lâmpadas ultravioletas de 300 watt normalmente usadas. Elas serão escolhidas para emitir uma faixa de 20 comprimentos de onda dependendo dos polímeros a ser curados. A radiação de feixe eletrônico também pode ser usada. Entretanto, radiação ultravioleta é preferida. A impressão com material de imagem e informação, se tiver que ser usada, normalmente será em inúmeras etapas de impressão, uma vez que diferentes rolos de impressão serão necessários para cada cor de imagem. As 25 tintas usadas preferivelmente serão tintas de cura ultravioleta que podem ser curadas em alguns segundos usando lâmpadas ultravioletas de 300 watt. O material de substrato não é impresso com material de imagem e informação nas áreas onde deve haver um holograma. O revestimento de metal curado será exposto nessas áreas. Isto é necessário para a aplicação de um holograma efetivo em uma etapa subsequente.
Em uma etapa seguinte, o material de substrato com os revestimentos curados citados é revestido com um revestimento curável por radiação substancialmente transparente. Isto preferivelmente é um 5 revestimento de alto brilho e é 100 % curável por radiação. A viscosidade será na faixa de cerca de 150 a 350 cps. O peso da aplicação é cerca de 0,04 Ib (18,1 g) a cerca de 0,12 Ib (54,4 g) por 1.000 pés quadrados (93 m2). Um material de revestimento usado é CORKCURE 1093RHG-10 da Cork Industries, Inc. de Foxcroft, Pensilvânia. Isto é um revestimento com menos 10 solvente de ultra alto brilho para equipamento de revestimento litográfico e
r
flexográfico. E um revestimento 100 % curável por radiação ultravioleta com uma viscosidade de 210 (±20)cps. Ele é aplicado no material de substrato em um último conjunto de rolos flexográficos. Ele é aplicado a um peso de 0,06 Ib (27,2 g) a 0,09 Ib (41 g) por 1.000 pés quadrados (93 m2). Ele é curável a 15 150 pés (45,6 metros) por minuto usando uma fonte ultravioleta de 300 watt. Logo depois de o material de substrato ser revestido, e antes de o revestimento ser curado, o revestimento entra em contato com o negativo de um holograma. Este negativo de um holograma é uma micrograde que está em um suporte que é uma parte do rolo flexográfico, que normalmente é o 20 rolo final. Pode haver mais de um suporte. O suporte é plástico substancialmente transparente, tal como um termoplástico. Um material usado para o suporte é polipropileno. Entretanto, outros materiais poliméricos substancialmente transparentes tal como poli(tereftalato de etileno) podem ser usados. O revestimento curável por radiação substancialmente transparente é 25 curado pelo menos parcialmente quando o suporte está em contato com este revestimento, com a cura sendo completa logo depois do contato com este revestimento. Pode haver um revestimento protetor sobre o revestimento contendo o holograma, desde que o holograma não seja afetado.
Considerando que o material do substrato revestido e contendo holograma deve ser usado para fabricar caixas de papelão de embalagem, o material do substrato decorativo a partir de operações de impressão é então alimentado a uma máquina de formação de peça em bruto de caixa de papelão que fica em linha com o equipamento que fabrica a embalagem primária que 5 deve ser embalada na caixa de papelão. A embalagem primária pode ser um tubo, garrafa ou qualquer outro recipiente, ou o próprio produto, se o produto for um sólido. Observou-se que isto é usado na embalagem de produtos dentifrícios.
O sistema primário para cura por UV é baseado em polímeros e monômeros de acrilato, e curado por polimerização de radicais livres. Os polímeros e monômeros de acrilato são altamente efervescentes, o que reduz a contaminação por VOC. Esses sistemas incluem pigmentos, oligômeros, resinas acrilatadas reativas, monômeros que normalmente são multifuncionais, fotoiniciadores e aditivos. A energia UV é absorvida pelos fotoiniciadores para produzir radicais livres que, por sua vez, iniciam a polimerização dos polímeros e monômeros de acrilato. Fotoiniciadores usados incluem derivados de benzoína, benzil cetais, derivados de acetofenona e benzofenona. Os sistemas de acrilato particulares são escolhidos para um processo particular dependendo da compatibilidade com outros componentes, a velocidade da cura necessária, custo e aparência do produto final. Sistemas usados para cura por UV utilizando química de acrilato são revelados na patente U.S. 3.418.292, que está aqui incorporada na sua íntegra pela referência. Sistemas de cura catiônicos também podem ser usados. Esses são baseados em vinil éteres e resinas de epóxi para oligômeros, resinas reativas e monômeros. Entretanto, sistemas baseados em química de acrilato são preferidos.
Um outro sistema que pode ser usado é a cura por feixe de elétrons. As composições para cura por feixe de elétrons são baseadas em química de acrilato similar a composições de polimerização induzida por radical livre. A diferença básica é que não é usado um fotoiniciador. O feixe eletrônico faz com que as ligações duplas de acrilato clivem diretamente, formando radicais livres que iniciam a polimerização. Embora de cura rápida e com um baixo odor, existe um inconveniente no processamento em que a 5 cura tem que ser feita em uma atmosfera sem oxigênio. Oxigênio inibe a formação de radicais livres. Isto exige o uso de um gás inerte. Sistemas de feixe eletrônico são revelados na patente U.S. 3.948.739, que está aqui incorporada na íntegra pela referência.
Claims (21)
1. Matriz de caixa para embalagem tendo um holograma, caracterizada pelo fato de que compreende um material de substrato com uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície externa tendo um revestimento metálico particulado sobre até 100 % de sua superfície; de zero a um ou mais revestimentos de tinta sobre uma parte da superfície metálica, e um revestimento curável por radiação substancialmente transparente sobre o zero a um ou mais revestimentos de tinta, um holograma formado no revestimento curável por radiação em uma área com um revestimento metálico subjacente exposto à medida que o revestimento curável por radiação vai sendo curado.
2. Matriz de caixa para embalagem decorada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o material de substrato é selecionado do grupo que consiste em um papel, papelão ou termoplástico.
3. Matriz de caixa para embalagem decorada de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o material de substrato tem uma superfície substancialmente branca.
4. Matriz de caixa para embalagem decorada de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a superfície metálica é um revestimento metálico e contém um metal selecionado do grupo que consiste em alumínio, prata e zinco.
5. Matriz de caixa para embalagem decorada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o revestimento metálico é um revestimento termoplástico curável por radiação.
6. Matriz de caixa para embalagem decorada de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o revestimento metálico é curável por energia ultravioleta.
7. Matriz de caixa para embalagem decorada de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o revestimento metálico é curável por feixe de elétrons.
8. Matriz de caixa para embalagem decorada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o revestimento curável por radiação substancialmente transparente é curável por energia ultravioleta.
9. Matriz de caixa para embalagem decorada de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o revestimento curável por radiação substancialmente transparente é curável por feixe de elétrons.
10. Método para fabricar uma embalagem, decorada, caracterizado pelo fato de que compreende prover um substrato de material com uma superfície interna e uma externa, a superfície externa para formar a superfície externa de uma caixa para embalagem, revestir até cerca de 100 % da superfície externa com um revestimento curável por radiação contendo um metal particulado, curar o revestimento curável por radiação contendo o revestimento de metal particulado colocando-se o revestimento curável por radiação contendo o revestimento de metal particulado em contato com radiação, aplicar zero a um ou mais revestimentos contendo tinta a uma parte substancial do revestimento curável por radiação contendo o metal particulado, excluir uma área que deve conter um holograma, curar o um ou mais revestimentos contendo tinta, aplicar um revestimento curável por radiação substancialmente transparente na superfície do um ou mais revestimentos contendo tinta, e colocar o revestimento curável por radiação substancialmente transparente em contato com pelo menos um suporte contendo um negativo de uma imagem holográfica em uma área que não tem um ou mais revestimentos contendo tinta, e curar pelo menos parcialmente o revestimento substancialmente transparente enquanto a pelo menos um suporte está em contato com o revestimento substancialmente transparente para formar a imagem holográfica no substrato de material.
11. Embalagem decorada como definida na reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a pelo menos um suporte é substancialmente transparente.
12. Embalagem decorada como definida na reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o substrato de material é selecionado do grupo que consiste em papel e papelão.
13. Embalagem decorada de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o material de papel tem uma superfície externa substancialmente branca.
14. Embalagem decorada de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que a superfície metálica é um revestimento metálico e contém um metal selecionado do grupo que consiste em alumínio, prata e zinco.
15. Embalagem decorada como definida na reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o revestimento metálico é um revestimento termoplástico curável por radiação.
16. Embalagem decorada de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o revestimento metálico é curável por energia ultravioleta.
17. Embalagem decorada de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o revestimento metálico é curável por feixe de elétrons.
18. Embalagem decorada como definida na reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o revestimento curável por radiação substancialmente transparente é curável por energia ultravioleta.
19. Embalagem decorada como definida na reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o revestimento curável por radiação substancialmente transparente é curável por feixe de elétrons.
20. Embalagem decorada de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a embalagem é uma caixa para embalagem e o substrato do material é formado em matrizes de caixa para embalagem.
21. Embalagem decorada de acordo com a reivindicação 20, caracterizada pelo fato de que a caixa para embalagem é formada das matrizes de caixa para embalagem formando-se a matriz de caixa para embalagem em um painel superior, um painel inferior e dois painéis laterais de conexão, cada um do painel superior, painel inferior e painéis laterais tendo anexadas abas de extremidade, dobrando o painel superior, o painel inferior e os painéis laterais de conexão para formar uma estrutura tubular, redobrando as abas de extremidade para formar a caixa para embalagem.
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