JP6777586B2 - オフセットを防止するように印刷されたロール状基材の材料をインターリーブするシステム及び方法 - Google Patents

オフセットを防止するように印刷されたロール状基材の材料をインターリーブするシステム及び方法 Download PDF

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Description

本開示は、基材材料ウェブの印刷されたロールがロール状材料基材の裏面における印刷像の裏転写又はロールオフセットを実質的に排除するようにロール状材料ウェブ層間においてインターリーブされた追加の材料層を有するプロセスを実施するシステム及び方法に関する。
今日の消費者市場において、幅広いスペクトルの消費財は、「ブリスターパック」と称されるものから略全ての形状及び大きさの形成されたプラスチック容器まで完全なスペクトルを実行し、様々な構成の熱成形包装において表示されて販売されている。熱成形容器は、食料品から子供の玩具への電池などのハードウェア/部品まで全てを収容するように成形される及び/又は寸法決めされることができるという利点がある。任意の食料品店、ホームセンター又は大型コンビニエンスストアの通路を通る短い旅行は、段ボール及びプレスボード箱、プラスチック及び紙袋並びに他のレガシーな材料包装を実質的に置き換えたパッケージ「形成された」プラスチックの広範な配列を明らかにする。
熱成形容器の使用における他の利点は、表示用包装の魅力ある提示を提供する能力と、容器が一般に密封可能/再密封可能であり且つ耐漏性である点で包装製品の安全性及び保護を確実にする能力とを含み、それにより、包装に汚染物質が入らないように保ちつつ一定の再利用性を可能とする。
非常に少数のアプリケーションにおいて、食品の包装に比べてより顕著なこれらの利点がある。熱成形容器は、全ての種類の食品の安全な取り扱いを可能とし、保管及び食事の作製に関して一定の利便性を与える。熱成形容器における食品は、例えば、必要に応じて、同じ容器内で冷凍庫から直接電子レンジ内に、その後に直接テーブル上に流通することができ、冷蔵庫に残り物を戻すように最終的に再密封されることができる。熱成形容器の普及は、容器内の消耗品の貯蔵寿命を延ばす傾向がある。様々な熱成形容器は、一般に、店のパン屋において作製された焼き菓子、店のデリからのインスタント主菜、サラダ、肉及びチーズスプレッドなどを含む局所的に作製された食品を包装するために食料品店において使用される。新鮮な食材は、熱成形容器において販売されることができ、空の熱成形容器は、大抵の場合、食料品店において、またレストランにおいて「持ち帰り」容器として提供される。最後に、飲料バー及びファーストフード施設は、一般に、分配された飲料用の少なくとも熱成形蓋を提供する。しかしながら、上述したように、熱成形容器の使用は、食品の保管に厳密には限定されるものではない。
典型的には、熱成形容器は、形成される際に比較的硬い様々な種類のプラスチック材料から様々な熱ベースの成形手順で成形される。これらのプラスチック材料は、マイラー、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)及び他の同様の材料を含むことができる。従来の熱成形プロセスは、典型的にはプラスチック基材材料ウェブのロールから入力されることができるプラスチック基材(又はシート)を柔軟な「形成」温度まで加熱することを含む。そして、加熱されたプラスチック基材は、成形プロセスにおいて加熱されながら特定の形状に形成される。成形プロセスは、大抵の場合、加熱されたプラスチック基材が金型又は形状に適合されるように加熱されたプラスチック基材に特定の伸縮を与える。そして、結果として得られた成形された形状は、この比較的少ない柔軟又は変形可能な状態に形成された形状を保持するように、形成された形状がもはや比較的柔軟である点まで冷却されることができる。特定の仕上げ工程は、例えば、特定の使用可能な出力熱成形品を形成するように形成された形状から余分な材料をトリミングなどするように行われることができる。
形成工程において、プラスチックフィルムのシートは、金型内に又は金型上に伸縮された後、最終形状に冷却されるのを可能とするように十分高い温度まで炉内で加熱される。薄ゲージ熱成形と称されるものは、上記使い捨てコップ、プラスチック容器、プラスチック容器蓋、プラスチックトレイ、ブリスターパック、プラスチック成形クラムシェル及び食品/食品サービス、医療及び一般的な小売業における保管、輸送、表示及び再利用のための他の製品を含む一般に称される種類の熱成形容器を製造するために主に使用可能である。このプロセス及びこれらの使用は、車両ドア及びダッシュパネル、冷蔵庫ライナー、ユーティリティビークルベッド、プラスチックパレットなどのようなかなり大きい及び/又はロバストな部品を形成するために特に使用される厚ゲージ熱成形と別個に称されるものとは区別される。薄ゲージ製品の比較的大量で連続的な熱成形についての多くの一般的なプロセスにおいて、プラスチックシートが基材材料ウェブの連続ロールから供給される。
従来、紙、プラスチック及び他の形態のラベルは、別個に予め印刷されている。熱成形物体が熱成形工程において成形された後、予め印刷されたラベルは、大抵の場合、別個のラベリング工程において熱成形物体の表面に接着又は他の方法で固定される。印刷プロセス及び/又は印刷アプリケーションは、熱成形包装を含む特定の種類の包装に直接ラベルを印刷するために有利に使用可能であることが新たに明らかになっている。新たに発生したプロセスにおいて、プラスチック材料ウェブは、実際には、典型的にはロール状に印刷されたことになる基材を形成し、ディジタル印刷プロセスにおいて印刷されると、ここで予め印刷された基材材料ウェブから梱包部品を実際に成形するために使用される熱成形装置における処理のために入力材料基材のロールとなるように再ロールされる。
新たに発生したプロセスは、ラベルが形成されることができる許容範囲を広げるという利点を有する。意図は、一般に、その後に容器に熱成形されることになる熱成形用プラスチック上にラベルを予め印刷することである。新たに発生したプロセスにおいて、従来のリソグラフィ又はグラビア印刷プロセスのうちの1つ以上の代わりに、ジェットインク像形成又は印刷を含むことができる様々な典型的なディジタル画像形成又は印刷プロセスの使用によって柔軟性が提供される。
新たに発生した画像形成プロセスの成功にとって実質的に欠かせない新たに発生した特定のパラメータは、紫外線(又はUV)硬化性インクセットが、画像が熱成形プロセスに耐えるためにインクを使用して形成された基材を用いて伸縮することができるということである。熱成形プロセスの間に基材材料が伸縮されると、加熱された基材材料によって伸縮して変形させるためのインクの能力は、一般に、熱成形プロセスにおける画質に影響を与えるインク付き像が割れない又は他の欠陥を成長させないのを確実にするために必要である。
実験において、新たに発生した画像形成プロセスの開発者は、伸縮するために具体的に適合される又は他の方法で処方されることができるインク組成物又は特定のインクセットがまた、典型的には「セットオフ」としても印刷技術において称される「ロールオフセット」障害の傾向を示した及び/又は傾向があったことを見出した。当業者は、「セットオフ」が印刷されたシートから他へのインクの望ましくない裏転写を定義するために最も一般的に使用される用語であることを認識する。巻き出された熱成形基材材料のロール上の印刷された領域は、熱成形基材材料ウェブのプラスチック基材の裏面を不利にランダムにマーキングするように、画像形成された表面から様々な量のインクを転写する傾向があることを見出した。そして、熱成形基材材料ウェブのロールが熱成形のために巻き出されると、この障害は、基材材料ウェブの裏面に不要な裏転写の形態で明らかとなる。この不要なセットオフは、熱成形物体の美観に悪影響を与えるのみならず、食品や医薬品の包装用途にとって、ロールオフセットの任意の観察可能量は、そうでない場合には許容できない。
大規模な実験において、不要なロールオフセットの排除は、インク組成物を変更することによって試みられた。多数の表面処理もまた試みられた。例えば、食品用シリコン油が実験のグループにおいてインクにわたって添加された。別個に、抗オフセット粉末が、セットオフの懸念を軽減するためにリソグラフィにおいて使用されるラインに沿って試みられた。いくつかの効果を有しながら、インク組成物の操作によってロールオフセットを排除するためのこれらの様々な試みの全て及び/又は積層表面材料及び表面材料コーティングの添加は、ロールオフセットが発生するのを最終的に又は適切に防止するには不十分であることを証明した。
不要なセットオフが時々回避される他の方法は、発生する不要なインク転写が、廃棄物又はその他の廃棄可能なインターリーブされた材料シート、大抵の場合には紙によって「キャッチ」されるために、印刷基材間においてインターリーブされた材料基材を提供することによるものである。熱成形プロセスにおいて使用するためにロール状基材材料ウェブを予め印刷するための新たに発生した画像形成プロセスの開発中に自分自身を明らかにする上記不足を考慮すると、示されたセットオフの問題を解消するためにインターリーブされた材料の概念を適応させることによっていくつかの方法を見出すことが有利であろう。
本開示にかかるシステム及び方法の例示的な実施形態は、再ロールされる際にプラスチック基材材料ウェブの裏面上への画像形成材料のロールオフセット又はセットオフを実質的に回避するために、プラスチック基材材料ウェブ上に直接画像を形成した後に、層間のインターリーブ材料が材料ウェブをロールするようにプラスチック基材材料ウェブを再度ロールするための機構を提供することができる。
例示的な実施形態は、ジェットインク印刷又は画像形成を含む標準的なディジタル画像形成プロセスを使用したプラスチック基材材料ウェブの画像のディジタル印刷を実施することができる。
例示的な実施形態は、マーキングエンジンにおけるプラスチック基材ウェブ上のジェットUV硬化性インクとすることができ、そして、放射線に堆積したUV硬化性インクを露出させることができ、それによってプラスチック基材材料ウェブ上にインク付き像を硬化させることができる。
実施形態において、UV硬化性インクは、それらが堆積されて硬化される基材材料がプラスチック基材材料からラベリングされた容器要素を生成するように熱成形プロセスにおいて伸縮されるのにともない、それらが割れない又は変形しないように十分に柔軟であるか又は伸縮性とすることができる。
例示的な実施形態は、インターリーブされた材料が再ロールの層間に配置されるのを確実にするように、マーキングエンジンの出力においてプラスチック基材材料の略連続ウェブを再ロールすることができる。
実施形態において、インターリーブされた材料は、インターリーブされた材料に対してさえも柔軟なUV硬化性インク材料の裏転写、ロールオフセット又はセットオフに抵抗するように低表面エネルギ材料から形成されることができ、それにより、再ロールプロセスにおいて画像形成欠陥の成長のための機会を大幅に低減させる。
例示的な実施形態の目的は、熱成形機械、装置又はシステムにおける熱成形プロセスをサポートするために予め印刷されたプラスチック基材材料のウェブを提供することである。熱成形プロセスの最終生成物は、完成した容器形成プロセスにおける追加のラベリング工程の必要性を実質的に排除する予め印刷された成形容器である。
開示されるシステム及び方法の上記及び他の特徴及び利点は、様々な例示的な実施形態の以下の詳細な説明に記載され、又は、それから明らかである。
本開示にかかる、ロール状材料基材上の印刷された像の裏転写又はオフセットを実質的に排除するために基材材料ウェブの印刷されたロールが圧延材料層間においてインターリーブされた追加の材料層を有するプロセスを実施するシステム及び方法の様々な実施形態は、以下の図面を参照しながら詳細に記載される。
図1Aは、本開示にかかる方法で形成されて再ロールされた予め印刷された基材を有利に使用するプロセスから形成されることができる例示的な熱成形容器の平面図を示している。 図1Bは、本開示にかかる方法で形成されて再ロールされた予め印刷された基材を有利に使用するプロセスから形成されることができる例示的な熱成形容器の側面図を示している。 図2は、本開示にかかる材料インターリーブユニットを含む例示的な画像形成装置の概略図を示している。 図3は、本開示にかかるインターリーブ材料回収ユニットを含む例示的な熱成形装置の概略図を示している。 図4は、本開示にかかる例示的な画像形成装置及び/又は例示的な熱成形装置においてインターリーブ材料封入/回収スキームを実施するための例示的な制御システムのブロック図を示している。 図5は、本開示にかかる例示的な画像形成装置及び/又は例示的な熱成形装置におけるインターリーブ材料封入/回収スキームを実施する例示的な方法のフローチャートを示している。
本開示にかかる、ロール状材料基材上の印刷された像の裏転写又はオフセットを実質的に排除するために基材材料ウェブの印刷されたロールがロール材料層間においてインターリーブされた追加の材料層を有するプロセスを実施するシステム及び方法は、一般に、これらのシステム及び方法についてのこれらの特定の有用性に言及する。本開示において記載されて示された例示的な実施形態は、画像形成システムにおけるマーキングエンジン、個々の材料(インク)堆積及び硬化要素、予め印刷されたプラスチック材料基材ウェブのロールから熱成形容器を形成するための熱成形装置、又は、画像形成装置における予め印刷された基材材料ウェブのロールについての画像形成及び再ロールプロセスを制御するための及び/又は出力熱成形要素を形成するためのそのような予め印刷された材料基材を使用した熱成形プロセスを制御するための制御及び/又は処理要素の任意の特定の構成に具体的に限定されるものとして解釈されるべきではない。本開示において詳細に記載されるものなどの装置及びスキームを使用する再ロール内の個々の層間に分散された特定の(回収可能な)インターリーブされたウェブ材料によって基材材料のウェブを巻き出し、印刷及び再ロールするためのシステム及び方法の人の利点の使用は、開示された例示的なシステム及び方法の範囲内に含まれるものとして想定されることが認識されるべきである。
本開示にかかるシステム及び方法は、出力熱成形物体が形成される基材上に予め印刷されたラベルを含む予め印刷された基材の熱成形プロセスにおける入力としてその後に使用可能であるプラスチック材料基材ウェブの印刷ロールの使用に特に適合であるものとして記載される。これらの参照は、開示されるシステム及び方法のための単一の実世界の有用性を提供する際にのみ説明するように意図され、開示されたシステム及び方法を、任意の特定の製品、基材ウェブ材料若しくは装置の組み合わせ、又は、加熱された柔軟な基材材料によって伸縮する能力を有する記載されて示されたUV硬化性インクがそのような基材材料上に堆積されることができる任意の特定の種類の画像形成システムに限定するものと考えるべきではない。任意の一般に既知のプロセッサ制御ディジタル画像形成装置、又は、プロセッサが、インク堆積及び硬化、並びに、本開示に記載された特定の能力に応じて適合させることができるその後の使用のための基材ウェブの再ロールを導くことができるプロセスが想定される。
開示された実施形態は、他の目的のうち、画像形成面に対向する画像形成基材の層の裏面に対する画像形成材料のロールオフセット又はセットオフを実質的に排除するように再ロール基材ウェブの層間においてインターリーブされた材料を提供するように意図される。
実験において、表面に形成されたインク付き像が熱成形基材材料として一般に使用されるアモルファスPET以外の特定のポリマーと接触した場合にロールオフセットが発生しなかったことを見出した。具体的には、表面に形成されたインク付き像が例として低密度ポリエチレン(LDPE)又は双方向軸伸縮ポリプロピレン(BOPP)のいずれかと接触した場合にロールオフセットが発生しなかったことを見出した。これらの材料の表面エネルギは、PETの表面エネルギよりも実質的に低い。結果として、開示された実施形態は、印刷されたPET又は他の基材材料が巻き出されるとき、印刷されたPET又は他の熱成形基材材料ウェブと低表面エネルギポリマーの層をインターリーブすることを提案する。このインターリーブプロセスは、実質的に、実際には完全に、インクが印刷されたPET又は他の基材材料の裏面に接触するのを防止し、それゆえに、ロールオフセット又はセットオフが発生するのを防止する。
インターリーブされたロールが熱成形プレスの形態とすることができる熱成形装置に供給するために巻き出されると、低表面エネルギ材料は、実施形態において、別個に再利用のために巻き戻されることができる。低表面エネルギ材料からなるインターリーブされた材料を使用することが特に有利であり得る。低表面エネルギ材料の単なる存在は、それが再ロールされるときに材料基材の裏面のランダムな且つ望ましくないマーキングを防止する。しかしながら、予め印刷された基材材料の画質に悪影響を及ぼさないように、画像形成面からインターリーブされた材料への画像のランダムな転写がないのを確実にすることも同様に重要とすることができる。
開示されたスキームによれば、インターリーブされた材料を含む再ロールされた予め印刷された複合ロールは、熱成形プロセスのために入力材料を提供するように熱成形装置(又はプレス)に転写されることができる。熱成形プロセスにおいて、予め印刷されたプラスチック基材ウェブは、熱成形装置に直接供給されるが、インターリーブされた材料が単に廃棄物を構成しないが、再利用のために収集されて包装されて提供されることができるように、インターリーブされた材料は、熱成形装置(又はプレス)の入力の外部に回収(再ロールさされることを含む)されることができる。
開示されたスキームは、限定されるものではないが、伸縮性を促進するためにインクの組成物の結果として生じるパラメータである傾向があるインク材料のロールオフセットを排除しつつ、熱成形プロセスのサポートにおいて伸縮性プラスチック材料上に堆積されるのと互換性のある「伸縮性」インクセットを提供することを含む多数の利点を生み出すことができる。詳細な実験は、必要な伸縮性を含む非オフセットインクを達成することができなかった。
図1A及び図1Bは、本開示にかかる方法で形成されて再ロールされた予め印刷された基材を有利に使用するプロセスから形成されることができる例示的な熱成形容器100の平面図及び側面図を示している。図1A及び図1Bに示されるように、例示的な熱成形容器要素100は、例えば、食料品構成において、バター、マーガリン、サワークリームなどを含むように使用可能とすることができる別個のラベル150を有する熱成形容器140についての一般的に既知の構成の押下内面120を含む成形蓋構造110を含むことができる。ラベル130もまた設けられることができる。本開示にかかる実施形態において、熱成形容器要素100は、プラスチックから実質的に形成され且つウェブ基材材料のロールが巻き出し印刷されて再ロールされる印刷工程においてラベル130を有して予め印刷された熱成形基材材料ウェブから上述及び後述されるように熱成形プロセスにおいて形成されることができる。図1A及び図1Bに示される描写は、開示されたスキームにしたがって形成されることができる無数の熱成形容器及び熱成形容器要素の単一の非限定的な例のみを提供するように意図されることに留意すべきである。
図2は、本開示にかかる材料インターリーブユニットを含む例示的な画像形成装置200の概略図を示している。図2に示されるように、例示的な画像形成装置200は、基材ウェブ230が受像材料基材源220から巻き出し可能とすることができるように取り付けられたロールの形態の受像材料基材源220を含むことができる。換言すれば、受像材料基材源220は、好ましくは、PET又はPVCが適切な候補材料を含むことができる熱成形用基材材料から形成された基材ウェブ230が巻き出されることができ且つ基材ウェブ230が方向Aにおいてマーキングエンジン210に且つマーキングエンジン210を介して供給されることができる機構を提供することができる。
マーキングエンジン210において、インク(又は他のマーキング材料)は、基材ウェブ230上に堆積されることができ、基材ウェブ230上に一体に又は別個にUV硬化されることができ、マーキング及び硬化工程のうちの少なくとも一方は、内部取り付け、外部取り付け又は関連付けられたコントローラ214の制御のもとに、マーキングエンジン210における材料マーキング装置212によって行われる。方向Aにおいてマーキングエンジン210から出る基材ウェブ230は、ここで、形成されて硬化されたインク付き像240の材料を有する印刷された基材ウェブ230を表すことができる。そして、印刷された基材ウェブ230は、基材ウェブロール巻き戻し機250の形態とすることができる回収源において巻き戻されることができる。
典型的な熱成形作業プロセスにおいて、印刷された基材ウェブ230のロールが在庫に配置されることができ、それゆえに、印刷された基材ウェブ230のロールが例えば図3を参照して後述されるように熱成形するために最終的に設定されることができる前に日数がかかることが期待されることができる。この在庫期間中において、インクオフセットが印刷された基材ウェブ230のロール内で従来発生する。進化する印刷概念をもたらす実験段階中の熱成形プロセッサによる議論において、印刷された基材ウェブ材料のロールにおいて発生するためのロールオフセット又はセットオフについての少なくとも2つの前提条件が従来存在したことが見出された。これらの2つの前提条件は、特にともに巻き上げる際の印刷された基材ウェブ230の裏面(非印刷側)と印刷された基材ウェブ230のマーキング側の密接な接触と、時間の経過とを含む。試験において、ロールオフセットは、伸縮性であるようなその必要性内のインクの組成に応じて、さらには一晩のみ又はさらにはより早い状況においてできる限り短く成長することがあることが見出された。ロールオフセットは、印刷された基材材料のロール状ウェブの密接な接触がロール状態に維持された長期間にわたって次第により厳しく得る傾向があることに気付いた。上述したように、特に食品及び医薬品の包装用途について、熱成形容器要素の食品又は薬剤露出側にあるであろう任意量の可視光又はその性質により検出可能なオフセットは、許容できないとみなされる。
実施形態において、追加の第2の別個の基材ウェブ270が巻き戻しプロセス中に巻き戻し機250に導入されている。印刷された熱成形基材ウェブ230が巻き戻し機250のコアに最初に取り付けられると、第2の別個の基材ウェブ270はまた、巻き戻し機250のコア又は印刷された熱成形基材ウェブ230のうちの一方に取り付けられる。そして、印刷を開始するのにともない、第2の別個の基材ウェブ270は、インターリーブされた材料源260から印刷された熱成形基材ウェブ230とインターリーブされた巻き戻し機250上に形成されたロールへと方向Bにおいて供給される。第2の別個の基材ウェブ270のインターリーブは、インク付き像240の材料のインクと印刷された熱成形基材ウェブ230の裏面との間の全ての接触を防止する。任意のインクオフセットが発生した場合、それは、インク付き像240の材料のインクとインターリーブされた材料との間であろう。
LDPEなどの適切な材料を選択することにより、第2の別個の基材ウェブ270を形成するために、インクオフセットは、発生しにくくしてもよい。印刷された基材ウェブ230のロールは、ここで多数の材料ウェブから構成されているため、径が大きくなる。試験において、0.014インチ厚のPET熱成形材料基材層及び0.002インチ厚のLDPEインターリーブ材料層が使用された。比較的薄いインターリーブされた材料の使用はコストを低減し、完成した巻き戻し機250のロール径における成長を制限する。実施形態において、インターリーブされた材料のロールをサポートする機構は、抗力ブレーキを有するスピンドルのように単純にすることができる。それはまた、再ロールにおける材料の均一なインターリーブ層を提供することを目指して第2の別個の基材ウェブ270の幅にわたる均一な張力を確実にするために、単純なステアリング又はジンバルシステムを有することができる。
図3は、本開示にかかる熱成形装置310及びインターリーブ材料回収ユニット340を含む例示的な熱成形システム300の概略図を示している。図3に示されるように、インターリーブ材料ウェブ350を有する印刷された基材ウェブ330の印刷されたロール320は、在庫から取り除かれ、方向Cにおいて熱成形装置310内に印刷された基材ウェブ330を供給するように配置されている。印刷された熱成形基材ウェブ330の端部は、熱成形装置310の入口に最初に供給される。インターリーブ材料ウェブ350の端部は、インターリーブ材料回収ユニット340における巻き取りスプールに次に取り付けられている。それゆえに、インターリーブ材料ウェブ350は、印刷されたロール320から方向Dにおいて取り除かれ、印刷された熱成形基材ウェブ330が、出力物体容器380に収集されるように熱成形装置310における出力ポート370から吐出されることができる多数の熱成形要素360を形成するために熱成形装置310に供給されるのと同時に巻き戻される。他のアプローチが可能であるものの、インターリーブ材料回収ユニット340における巻き取るスプールは、巻き出し機とは別個に電動することができる。
オフセットについてのストレスとして開発されたベンチテストの結果が行われた。試験において、片面に硬化したインクを有するPETの小さなクーポンが準備された。インクは、引き下ろしを介して印刷されるか又は塗布され、適切に硬化された。白色インクが試験のために使用された。そして、クーポンがホットプレート上に置かれ、50−60℃の範囲まで加熱された。そして、上部カバーがインク上に置かれ、エラストマーローラーを使用して「アイロンをかけた」。結果は、密接な接触がインクと上部カバーとの間に直ちに達成されたというものであった。組み立てられたクーポンは、3日間だけ確保された後、上部カバーが剥離された。粘着性よりもむしろ接着されることができずに厳しいオフセットがPET上部カバーによってみられた。LDPE又はBOPP上部カバーのいずれかにおいていかなるオフセットも観察されなかった。
要約すると、開示されたスキーム、方法、システム、プロセス及び/又は技術は、インクオフセットが印刷された材料の完成したロール内で発生するのを防止する。上述したように、この解決策は、ロールオフセットの防止において同じ性能を提供する代替の解決策を見出すことができないことに基づいて必要とされた。この方法を可能とするために開示される画像形成システムの複雑性の増加は、特にインターリーブ材料が再利用のために収集される実施形態において、非常に制限されたコスト増分をともない比較的最小限であると考えられる。
図4は、本開示にかかる例示的な画像形成装置(図2を参照)及び/又は例示的な熱成形装置(図3を参照)においてインターリーブ材料封入/回収スキームを実施するための例示的な制御システム400のブロック図を示している。
例示的な制御システム400は、ユーザが例示的な制御システム400と通信することができる操作インターフェース410を含むことができる。操作インターフェース410は、例示的な画像形成装置及び/又は例示的な熱成形装置に関連付けられた局所的にアクセス可能なユーザインターフェースとすることができる。操作インターフェース410は、ユーザが例示的な制御システム400及び/又は例示的な制御システムが関連付けられたコントローラに情報を入力するのを可能とすることができる装置及び/又はコンピューティング装置を制御するために一般的な1つ以上の従来の機構として構成されることができる。操作インターフェース410は、例えば、従来のキーボード、「ソフト」ボタンを有するか又は互換性のあるスタイラスとともに使用するための様々な要素を有するタッチスクリーン、ユーザが例示的な制御システム400に対して特定の動作命令を通信することができる音声認識プログラム又は他の同様の装置によって「翻訳」されることになる口頭コマンドをユーザが例示的な制御システム400に対して供給することができるマイクロフォンを含むことができる。操作インターフェース410は、例示的な制御システム400が関連付けられた画像形成装置又は熱成形装置に搭載された、それと一体の又はそれに関連付けられたグラフィカルユーザインターフェース(GUI)の機能の一部とすることができる。
例示的な制御システム400は、例示的な制御システム400を個別に動作させるための且つ例示的な制御システム400が関連付けられることができる画像形成装置又は熱成形装置における画像形成、熱成形及び/又はインターリーブ材料挿入/回収のための制御を実行に移して機能を動作させるための1つ以上のローカルプロセッサ420を含むことができる。プロセッサ420は、例示的な制御システム400の特定の機能、及び例示的な制御システム400による画像形成プロセス又は熱成形プロセスの制御を指示するための命令を解釈して実行する少なくとも1つの従来のプロセッサ又はマイクロプロセッサを含むことができる。
例示的な制御システム400は、1つ以上のデータ記憶装置430を含むことができる。そのようなデータ記憶装置430は、例示的な制御システム400、具体的にプロセッサ420によって使用されることになるデータ又は動作プログラムを記憶するために使用されることができる。データ記憶装置430は、例えば、開示されたスキームにしたがって特定のインターリーブ材料挿入/回収に関する情報を記憶するために使用されることができる。データ記憶装置430は、更新可能なデータベース情報を記憶することができ且つ例えばプロセッサ420によってシステム動作を実行するための命令を別個に記憶するためのランダムアクセスメモリ(RAM)又は他の種類の動的記憶装置を含むことができる。データ記憶装置430はまた、プロセッサ420についての静的情報及び命令を記憶する従来のROM装置又は他の種類の静的記憶装置を含むことができる読み出し専用メモリ(ROM)を含むことができる。さらに、データ記憶装置430は、例示的な制御システム400と一体化されることができ、又は、クラウドベースの記憶要素として含む有線若しくは無線通信において例示的な制御システム400の外部に設けられることができる。
例示的な制御システム400は、限定されるものではないが、例示的な制御システム400が関連付けられることができる画像形成及び/又は熱成形装置のGUI上の表示画面を含む、ユーザに情報を出力する1つ以上の従来の機構として構成されることができる少なくとも1つのデータ出力/表示装置440含むことができる。データ出力/表示装置440は、例示的な制御システム400が1つ以上のインターリーブ材料挿入/回収要素の動作を含んで関連付けられることができる画像形成装置又は熱成形装置の画像形成及び/又は熱成形動作のそれぞれのステータスをユーザに示すために使用されることができる。
例示的な制御システム400は、例示的な制御システム400が例示的な制御システム400の外部要素と通信することができる1つ以上の別個の外部通信インターフェース450を含むことができる。外部通信インターフェース450のうちの少なくとも1つは、例えば、例示的な制御システム400が関連付けられることができる画像形成装置及び/又は熱成形装置との接続及び/又は通信をサポートするように出力ポートとして構成されることができる。例示的な制御システム400と外部及び/又は関連する要素との間の有線又は無線通信を提供するための任意の適切なデータ接続は、示される外部通信インターフェース450によって包含されるように意図される。
例示的な制御システム400は、そのような連続ウェブ基材材料のロールの形態でマーキングエンジンの入力において提示されることができる基材材料の略連続ウェブ上にインク又は他のマーキング材料を堆積させるために且つインク又は他のマーキング材料を硬化させるためにマーキングエンジンを制御するために使用可能とすることができる材料堆積制御装置460を含むことができる。略連続ウェブ材料は、材料堆積制御装置460の制御のもとに形成されて硬化されたインク付き又は他の材料像を有するようにマーキングエンジンを介して供給することができる。略連続ウェブ材料は、他の用途のために印刷された略連続ウェブ材料のロールを構成するために、マーキングエンジンから出てマーキングエンジンの出力側において再ロールされることができる。
例示的な制御システム400は、実質的に上述したように略連続ウェブ材料の裏面への画像形成材料のロールオフセット、セットオフ又は裏転写を回避するために、印刷された略連続ウェブ材料のロールの層間においてインターリーブ材料制御装置470の制御のもとに再ロールされるように、マーキングエンジンの出力側において低表面エネルギ材料のインターリーブされた層を提供するために使用可能とすることができるインターリーブ材料制御装置470を含むことができる。インターリーブ材料制御装置470は、印刷された略連続ウェブ材料の再ロールに含めるためにインターリーブ材料が供給される速度を制御することができる。
例示的な制御システム400は、熱成形システム制御装置480を含むことができる。印刷された略連続ウェブ材料が熱成形プロセスのための入力として使用されることになる場合、同じ例示的な制御システム400は、熱成形システム制御装置480を介して、熱成形プロセスを制御するために使用可能とすることができる。そのような場合、インターリーブ材料制御装置470又は熱成形システム制御装置480のいずれかは、それが熱成形装置に供給されるのにともない印刷された略連続ウェブ材料のロールからインターリーブ材料を取り除くように且つ後で使用するためにインターリーブ材料を別個に再ロールするように使用可能とすることができる。
材料堆積制御装置460、インターリーブ材料制御装置470及び熱成形システム制御装置480のそれぞれは、例えば、1つ以上のデータ記憶装置430に接続されたプロセッサ420の一部又は機能として又は例示的な制御システム400における1つ以上の別個のスタンドアロン要素モジュール又は回路として動作することができる。
例示的な制御システム400の全ての様々な要素は、図4に示されるように、1つ以上のデータ/制御バス490によって内部的に且つ画像形成装置又は熱成形装置のうちの1つ以上に接続されることができる。これらのデータ/制御バス490は、それらの要素の全てが一体に収容されるか又は外部にあり且つ例示的な制御システム400が関連付けられることができる画像形成装置若しくは熱成形装置のうちの1つ以上に接続されるかにかかわらず、例示的な制御システム400の様々な要素間の有線又は無線通信を提供することができる。
一体化ユニットとして図4に示されているものの、例示的な制御システム400の様々な開示された要素は、単一ユニットに一体化されるか又は例示的な制御システム400の外部であり且つ単一ユニットと有線若しくは無線通信する個々の要素又は要素の組み合わせとしてサブシステムの任意の組み合わせで配置されてもよいことが理解されるべきである。換言すれば、一体化ユニットとして又はサポートユニットとしての特別な構成は、図4における描写によって暗示されるべきではない。さらに、例示的な制御システム400に関する本開示において提供される詳細の理解を容易とするために個々のユニットとして示されているものの、個々に示された用紙のいずれかの記載された機能は、例えば、1つの以上のデータ記憶装置430に接続されてそれと通信する1つ以上のプロセッサ420によって行われてもよいことが理解されるべきである。
開示された実施形態は、例示的な画像形成装置及び/又は例示的な熱成形装置におけるインターリーブ材料封入/回収スキームを実施する例示的な方法を含むことができる。図5は、例示的な方法のフローチャートを示している。図5に示されるように、本方法の動作は、ステップS5000において開始し、ステップS5100に進む。
ステップS5100において、熱成形材料とすることができる入力基材材料のロールは、マーキングエンジンの入力に提供されることができる。本方法の動作は、ステップS5200に進む。
ステップS5200において、ウェブ形態における入力基材材料は、マーキングエンジンによってマーキングされることになる基材材料としてマーキングエンジンに供給されることができる。本方法の動作は、ステップS5300に進む。
ステップS5300において、ウェブ形態における入力基材材料のロールからの基材材料は、その上に画像を形成して固定するようにマーキングエンジンによってマーキング(及び硬化)されることができる。ウェブ形態における入力基材材料が熱成形材料を構成する実施形態において、マーキング材料は、熱成形装置における印刷された基材材料から熱成形された出力物体を形成するための後続のプロセスにおいてインク又は基材材料の拡張による「伸縮性」によって画像が形成されるように、特定の材料組成物を有するインクの形態とすることができる。マーキング材料の材料堆積は、限定されるものではないが、ジェットインク材料堆積又は印刷プロセスを含む入力基材材料上に形成する既知の任意の形態のディジタル画像を構成することができる。本方法の動作は、ステップS5400に進む。
ステップS5400において、インターリーブ材料のロールは、マーキングエンジンの出力に設けられて配置されることができる。実施形態において、インターリーブ材料は、印刷された基材材料の層間におけるロールオフセット又はセットオフの可能性を低減するために低表面エネルギ材料を含むことができる。本方法の動作は、ステップS5500に進む。
ステップS5500において、ウェブ形態におけるマーキングエンジンから出る印刷された基材材料は、マーキング(又は印刷)された基材材料のロールとして再ロールされることができる。再ロールプロセスにおいて、インターリーブ材料は、再ロールされてマーキング(又は印刷)された基材材料の層間において層毎にインターリーブされることになるインターリーブ材料を提供するように、再ローラのスプールに又はマーキング(又は印刷)された基材材料の表面に取り付けられることができる。本方法の動作は、ステップS5600に進む。
ステップS5600において、複合動作において、そこでロールされてインターリーブされた材料を有するマーキング(又は印刷)された基材材料の再ロールは、保管要素に搬送されることができるか又は直接搬送されて熱成形装置の入力に配置されることができる。本方法の動作は、ステップS5700に進む。
ステップS5700において、マーキング(又は印刷)された基材材料は、再ロールから巻き出され、連続的に又は熱成形装置が熱成形装置から出力されることになる熱成形製品を個々に製造することができる一連のマーキングされた基材として熱成形装置の入力に供給されることができる。本方法の動作は、ステップS5800に進む。
ステップS5800において、マーキング(又は印刷)された熱成形材料基材が再ロールから熱成形装置の入力へと供給されるのにともない、インターリーブ材料が収集されることができる。実施形態において、インターリーブ材料は、単に廃棄することができる。しかしながら、好ましい実施形態において、インターリーブ材料は、上記概説したように任意の次のそのような画像形成動作におけるインターリーブ材料として再利用するために1つ以上の巻き取りロール上に収集されることができる。本方法の動作は、ステップS5900に進む。
ステップS5900において、一連のマーキングされた基材は、熱成形装置において個々の熱成形製品に熱成形されることができる。本方法の動作は、ステップS6000に進む。
ステップS6000において、熱成形製品は、熱成形装置から出力されることができる。熱成形動作の完了時に、インターリーブ材料の再ロールは、上述したように、さらなる使用のために適切に再配置されることができる。本方法の動作は、ステップS6100に進み、本方法は停止する。
上述したように、本方法は、受像媒体基材材料の印刷されたウェブの潜在的再利用にかかわらず、ロールオフセット若しくはセットオフ、又は、より一般的には実質的に任意のマーキングエンジンの出口においてロール形態で収集される受像媒体基材の裏面への画像形成材料の裏転写を回避する際に以前に達成できなかったレベルの制御を積極的に提供することができる。
開示された実施形態は、プロセッサによって実行されたとき、プロセッサに上記概説した本方法の工程の全て又は少なくとも一部を実行させることができる命令を記憶する持続性コンピュータ読み取り可能な媒体を含むことができる。
上述した例示的なシステム及び方法は、理解の熟知及び容易化のために本開示の主題が実施されることができる適切な動作、製品加工及び画像形成/物体形成環境の簡単で一般的な説明を提供するために特定の従来の要素を参照する。必要とされないものの、本開示の実施形態は、少なくとも部分的に、記載された特定の機能を実行するためにハードウェア回路、ファームウェア又はソフトウェアコンピュータ実行可能命令の形態で材料プロセス制御要素として提供されることができる。これらは、プロセッサによって実行される個々のプログラムモジュールを含むことができる。
当業者は、開示された主題の他の実施形態が、例えば多くの異なる構成の3D画像形成装置などの無数の画像形成及び/又は物体形成装置において実施されることができることを理解するであろう。
上述したように、本開示の範囲内の実施形態は、アドレス指定可能な硬化を制御のために1つ以上のプロセッサによって読み出されて実行されることができるコンピュータ実行可能命令又はデータ構造を記憶するコンピュータ読み取り可能な媒体を含むことができる。そのようなコンピュータ読み取り可能な媒体は、プロセッサ、汎用又は専用コンピュータによってアクセスされることができる任意の利用可能な媒体とすることができる。限定ではなく例示として、そのようなコンピュータ読み取り可能な媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD−ROM、フラッシュドライブ、データメモリカード、又は、アクセス可能なコンピュータ実行可能命令若しくはデータ構造の形態で所望のプログラム要素若しくは工程を担持して記憶するために使用されることができる他のアナログ若しくはディジタルデータ記憶装置を含むことができる。
コンピュータ実行可能命令は、例えば、個別に又は様々な組み合わせでプロセッサに特定の上記特定した機能を実行させるようにそれぞれ実行されてアクセスされることができる持続性命令及びデータを含むことができる。コンピュータ実行可能命令はまた、プロセッサによるアクセス及び実行のために遠隔に記憶されるプログラムモジュールを含むことができる。
例示的な示された一連の実行可能命令又は関連するデータ構造は、上記概説した例示的な方法の工程において記載された機能を実施するための動作の対応するシーケンスの1つの例を表している。例示的な示された工程は、開示された実施形態の目的を実行するために任意の合理的な順序で実行されることができる。本方法の開示された工程に対する特定の順序は、特定の方法の工程が任意の他の方法の工程の実行に必要な前提条件である場合を除き、必ずしも図5における描写によって暗示されない。
上記説明は、特定の具体的な詳細を含むことができるが、それらは、いかなる意味においても特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。開示されたシステム及び方法の記載された実施形態の他の構成は、本開示の範囲の一部である。

Claims (23)

  1. 刷されて硬化された画像を有するロール状基材のロールオフセットを排除するシステムにおいて、
    前記印刷されて硬化された画像をロールされた状態で表面印刷側に有する第1の基材材料ウェブと、
    前記第1の基材材料ウェブがマーキングエンジンによって前記表面印刷側にマーキング材料を用いて印刷され、前記マーキング材料が前記マーキングエンジンによって硬化された後にロール状にされる前記マーキングエンジンの出力に配置された第1のローラ要素を有する回収源と、
    前記マーキングエンジンの前記出力において前記第1のローラ要素に近接して配置された第2のローラ要素を有するインターリーブされた材料源と、
    前記第2のローラ要素上にロール形態で巻回される第1の部分および前記第1の基材材料ウェブの前記表面印刷側の前記印刷されて硬化された画像と接触する第2の部分を有する、第2の基材材料ウェブとを備え、
    前記第2の基材材料ウェブの前記第2の部分が、前記印刷されて硬化された画像の前記第1の基材材料ウェブの表面から前記第1の基材材料ウェブの裏面に対するロールオフセットを抑制し、前記第1の基材材料ウェブが複合材料ロールを形成するように前記第1のローラ要素によってロール状にされるときに、前記第2の基材材料ウェブが前記第1の基材材料ウェブのロールされた層間においてインターリーブされ、前記第2の基材材料ウェブが滑らかで第2の表面エネルギを有し、前記第2の表面エネルギが前記第1の基材材料ウェブの第1の表面エネルギより低く、前記印刷された画像の前記第1の基材材料ウェブから前記第2の基材材料ウェブへの転写をしにくくする、システム。
  2. 前記第1の基材材料ウェブが熱成形用プラスチック材料を含む、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記熱成形用プラスチック材料が、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル(PVC)及びポリエチレンテレフタレート(PET)からなる群から選択される、請求項2に記載のシステム。
  4. 前記第1の基材材料ウェブが、前記第1の基材材料ウェブ上にインクを堆積させる前記マーキングエンジンによって印刷された、請求項2に記載のシステム。
  5. 前記堆積されたインク画像が、前記マーキングエンジンにおけるUV放射源からのUV放射線に対するUV硬化性インク組成物の露出を介して前記第1の基材材料ウェブ上に硬化される紫外線(UV)硬化性インク組成物を含む、請求項4に記載のシステム。
  6. 前記第2の基材材料ウェブが、ポリマー材料を含む、請求項1に記載のシステム。
  7. 前記ポリマー材料が、低密度ポリエチレン(LDPE)又は双方向軸伸縮ポリプロピレン(BOPP)からなる群から選択される、請求項6に記載のシステム。
  8. 前記第2の基材材料ウェブが、前記第1の基材材料ウェブの厚さに満たない厚さを有する、請求項1に記載のシステム。
  9. 刷され硬化された画像を有するロール状基材から熱成形物体を製造するシステムにおいて、
    第1の基材材料ウェブから熱成形物体を形成するように構成された熱成形プレスと、
    前記熱成形プレスに近接して配置された基材材料の複合ロールと、
    前記熱成形プレスの入力に配置された第1のローラ要素を有する印刷されたロールとを備え、前記第1のローラ要素が前記基材材料の複合ロールを収容し、前記基材材料の複合ロールが、
    熱成形用プラスチック材料と、前記第1の基材材料ウェブの印刷側に前記印刷され硬化された画像とを有する、前記第1の基材材料ウェブと、
    前記第1の基材材料ウェブのロールされた層間においてインターリーブされるように前記第1の基材材料ウェブの前記印刷側に接触する第2の基材材料ウェブであって、前記第2の基材材料ウェブが、第2の表面エネルギを示す滑らかなポリマー材料を含み、前記第2の表面エネルギが、前記第1の基材材料ウェブの第1の表面エネルギよりも低く、前記印刷され硬化された画像の前記第1の基材材料ウェブから前記第2の基材材料ウェブへの転写をしにくくする、第2の基材材料ウェブと、を備え、
    前記熱成形プレスの入力において前記第1のローラ要素に近接して配置された第2のローラ要素を有するインターリーブ材料回収ユニットと、
    前記第1の基材材料ウェブが前記熱成形プレスの入力に供給するために巻き出されるとき、前記基材材料の複合ロールから前記第2の基材材料ウェブを回収するように構成された第2のローラ要素とを備える、システム。
  10. 前記熱成形用プラスチック材料が、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル(PVC)及びポリエチレンテレフタレート(PET)からなる群から選択される、請求項に記載のシステム。
  11. 前記第1の基材材料ウェブが、UV放射線に対する紫外線(UV硬化性インク組成物の露出を介して前記第1の基材材料ウェブ上に硬化される前記UV硬化性インク組成物を含む堆積したインクによって予め印刷された、請求項に記載のシステム。
  12. 前記第1の基材材料ウェブが、前記熱成形プレスにおける熱成形プロセスで伸縮されると、前記硬化されたUV硬化性インク組成物が伸縮する能力を示す、請求項1に記載のシステム。
  13. 前記硬化されたUV硬化性インク組成物が、前記熱成形プロセスにおける割れ又は他の画像劣化効果を起こりにくくする、請求項1に記載のシステム。
  14. 前記ポリマー材料が、低密度ポリエチレン(LDPE)又は双方向軸伸縮ポリプロピレン(BOPP)からなる群から選択される、請求項に記載のシステム。
  15. 刷されて硬化された画像を有するロール状基材のロールオフセットを排除する方法において、
    マーキングエンジンによって第1の基材材料ウェブ上に前記印刷されて硬化された画像を形成することと、
    前記マーキングエンジンの出力に配置された第1のローラ要素上に前記第1の基材材料ウェブをロールすることにより、前記印刷されて硬化された画像が形成された前記第1の基材材料ウェブを回収することと、
    前記第1の基材材料ウェブが前記第1のローラ要素によってロールされるとき、第2の基材材料ウェブが前記第1の基材材料ウェブの層間においてインターリーブされるように、前記印刷されて硬化された画像を有する前記第1の基材材料ウェブの側に形成された画像を前記第2の基材材料ウェブと接触させることであって、それにより、前記マーキングエンジンの出力において複合材料ロールを形成し、前記第2の基材材料ウェブが滑らかで第2の表面エネルギを有し、前記第2の表面エネルギが前記第1の基材材料ウェブの第1の表面エネルギより低く、前記印刷された画像の前記第1の基材材料ウェブから前記第2の基材材料ウェブへの転写をしにくくする、接触させることとを含む、方法。
  16. 前記第1の基材材料ウェブが熱成形用プラスチック材料を含む、請求項1に記載の方法。
  17. 前記熱成形用プラスチック材料が、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル(PVC)及びポリエチレンテレフタレート(PET)からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
  18. 前記形成するステップが、前記第1の基材材料ウェブ上にインクを堆積する前記マーキングエンジンを用いて前記第1の基材材料ウェブ上に画像を印刷することを含み、前記堆積されたインクが、紫外線(UV)硬化性インク組成物を含み、前記マーキングエンジンにおけるUV放射源からのUV放射線に対する前記UV硬化性インク組成物の露出を介して前記第1の基材材料ウェブ上の前記UV硬化性インク組成物を硬化することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  19. 前記第2の基材材料ウェブが、ポリマー材料を含む、請求項1に記載の方法。
  20. 前記ポリマー材料が、低密度ポリエチレン(LDPE)又は双方向軸伸縮ポリプロピレン(BOPP)からなる群から選択される、請求項19に記載の方法。
  21. 熱成形プレスの入力に配置された第3のローラ要素に前記複合ロールを取り付けることと、
    前記第3のローラ要素から前記複合ロールを巻き出すことと、
    前記第1の基材材料ウェブを前記熱成形プレスの前記入力に供給することと、
    前記第1の基材材料ウェブが前記熱成形プレスの前記入力に供給するために巻き出されると、前記第2の基材材料を前記熱成形プレスの前記入力おける前記第3のローラ要素に近接して配置される第4のローラ要素で収集することと、
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  22. 前記第1の基材材料ウェブが、前記熱成形プレスにおける熱成形プロセスで伸縮されると、前記硬化されるUV硬化性インク組成物が伸縮する能力を示す、請求項2に記載の方法。
  23. 前記硬化されたUV硬化性インク組成物が、前記熱成形プロセスにおける割れ又は他の画像劣化効果を起こりにくくする、請求項2に記載の方法。
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