用洗除式标签来给物品加标签的制作方法

文档序号:3111238阅读:189来源:国知局
用洗除式标签来给物品加标签的制作方法
【专利摘要】一种耐洗标签(100)可包括热可收缩层(10)和热可激活层(20)。该标签(100)可通过包括以下的方法附着到物品(ITE1):通过强可见或红外光(LB1)来加热该热可激活层(20)的一部分(21)从而将该热可激活层(20)的表面从非粘性状态转化成粘性状态,以及当热可激活层(20)的表面为粘性状态时将该标签(100)附着到物品(ITE1),其中光(LB1)的强度被选择成使得该热可收缩层(10)的空间平均温度(T10)保持低于该热可收缩层(10)的阈值收缩温度(TTHR)。通过加热该标签(100)使得热可收缩层(10)的收缩令标签(100)的至少一部分从该物品(ITE1)剥离,该标签(100)可容易地从该物品(ITE1)分离。
【专利说明】用洗除式标签来给物品加标签发明领域
[0001 ] 本发明涉及给产品加标签。
[0002]背景
[0003]使用自粘附性标签来给产品加标签是已知的。参考图1,典型的自粘附性标签90包括层压在一起的面料层91、压敏粘合层92以及脱离层99层。自粘附性标签也称作压敏粘附性(PSA)标签。
[0004]通过去除脱离层并将该标签的暴露的粘合层按压到物品的表面上,该自粘附性标签就可被附着到物品。粘合层在室温下是粘的,并且需要脱离层用来保护该粘合层免受污垢,并且为了防止意外或过早粘附于不应被加标签的物品。


【发明内容】

[0005]本发明的一个目的在于提供一种加标签的方法。本发明的一个目的在于提供一种用于加标签的设备。本发明的一个目的在于提供一种标签。本发明的一个目的在于提供一种生产标签的方法。本发明的一个目的在于提供一种加了标签的产品。本发明的一个目的在于提供一种去除标签的方法。
[0006]根据本发明的第一方面,提供了一种用于把标签(100)附着到物品(ITEl)的方法,该标签(100)包括热可收缩层(10)和热可激活层(20),其中热可激活层(20)的激活温度(Tact)高于热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthk),其中该方法包括:
[0007]-通过可见或红外光(LBl)来加热该热可激活层(20)的一部分(21)从而将该热可激活层(20)的表面的至少一部分从非粘性状态转换成粘性状态,以及
[0008]-当热可激活层(20)的表面为粘性状态时将该标签(100)附着到物品(ITEl),
[0009]其中选择光(LBl)的强度以使得该热可收缩层(10)的一部分(11)的温度(Tltl)保持低于该热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthk)。
[0010]根据本发明的第二方面,提供了一种物品(ITEl)和附着到该物品(ITEl)的标签(100)的组合,该标签(100)包括热可收缩层(10)和热可激活层(20),其中热可激活层
(20)的激活温度(Tact)高于热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthk),其中通过可见或红外光(LBl)来加热该热可激活层(20)的一部分(21)从而将热可激活层(20)表面的至少一部分从非粘性状态转换成粘性状态将该标签(100)附着到了物品(ITEl),其中光(LBl)的强度被选择成使得加热期间该热可收缩层(10)的一部分(11)的温度(Tltl)保持低于该热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthk)。
[0011]根据本发明的第三方面,提供了一种用于把标签(100)从物品(ITEl)分离的方法,其中该标签(100)和该物品(ITEl)形成根据权利要求8至11中任何权利要求的组合,该方法包括:
[0012]-加热标签(100)到温度(T.),该温度(1\_)高于或等于热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthk)且高于或等于热可激活层(20)的激活温度(Tact)。
[0013]在从属权利要求中定义了本发明进一步的实施例。
[0014]标签包括热可收缩层和热可激活层。
[0015]热可收缩层被配置成当被加热到高于预定温度时收缩。
[0016]热可激活层可通过加热从非粘性状态转换成粘性状态。热可激活层可在被施加于要被加标签的物品的表面之前被转换至其粘性状态。在粘性状态下,可令热可激活层的材料与物品的表面接触。在与该表面接触之后,热可激活层可被冷却以形成热可激活层与物品表面之间稳定的结合。
[0017]热可收缩层与热可激活层的组合促成从加了标签的物品去除该标签。这进而可促成对该物品的再利用或再循环。该物品例如可以是耐洗玻璃瓶。
[0018]通过加热该热可激活层从而使其从非粘性状态转换成粘性状态,该标签可被粘附于物品的表面。在加热之后该标签可被按压到物品的表面上从而使热可激活层仍处于粘性状态。随后一旦冷却,就可在热可激活层与物品表面之间形成稳定的结合。加热和按压优选被执行成使得热可收缩层不会收缩到显著程度。因此,结合到物品的标签仍可具备收缩(例如大于其原始长度20% )的能力。
[0019]通过加热该标签到导致热可收缩层收缩且还导致热可激活层软化的温度,该标签可随后从该物品被去除。具体而言,标签可通过被浸入热洗涤液而被去除。
[0020]当标签被加热时,热可收缩层开始收缩产生该结合内的剪切力。该结合同时可因热可激活粘合剂的软化使收缩层产生的横向力克服粘附力而被减弱。因此,热可收缩层的收缩可至少局部地使该标签从该物品表面分离。
[0021 ] 通常通过使用洗涤液来从瓶子去除标签。由于本发明,标签的材料层无需对洗涤液而言是可渗透的。这进一步向选择标签的材料层提供了更大的自由,例如基于视觉外观、成本、再循环成本和/或对环境的影响。
[0022]标签可被用作为洗除式标签。在此所描述的标签、设备和方法例如可用在饮料业中。在一实施例中,可以有效、经济且对环境友善的方式来进行瓶子的再循环和/或再利用。标签可被附着到容器和/或从容器去除,该容器例如可以是玻璃瓶、塑料瓶、金属瓶、玻璃--、或保存--头。
[0023]当使用洗涤液时,无需等到直至洗涤液渗透穿过标签的各层。因此,去除标签的速率可显著提高。
[0024]热可激活层的组份无需可溶于洗涤液。在一实施例中,热可激活层在洗涤液中不溶解,并且可减少净化或更换洗涤液的需要。
[0025]热可收缩层的组份无需可溶于洗涤液。与例如在洗涤液中变得容易瓦解的纸相比这可以是一个改进。在一实施例中,热可激活层在洗涤液中不溶解,并且可减少净化或更换洗涤液的需要。因此,通过使用相同量的洗涤液可以去除更多的标签。
[0026]热可激活层在正常室温下可以是非粘性的。因此,无需使用脱离层来保护热可激活层。因此,可减少加标签所需使用的材料。这可在材料成本及运输成本上提供相当大的节省。
[0027]在一实施例中,具有高能量密度的可见或红外光可被用于加热结合层的热可激活粘附剂。因此,可减少加热标签所需的总时间。因此,可降低总能耗,和/或可提高将标签附着到产品的速度。具体而言,激光束可被用于加热该热可激活层。
[0028]在一实施例中,通过使用该方法的加标签速率例如可以是每小时超过10000个物品,或者甚至每小时超过50000个物品。加了标签的物品例如可以是瓶子。具体而言,加了标签的物品可以是玻璃瓶。
[0029]在一实施例中,载体层的厚度可被减小和/或载体层可由具有较低软化温度的材料制成。因此,生产标签时总能耗可得以降低,和/或可消耗更少的材料。因此,标签的生产方法可以更加经济和/或对环境友善。
[0030]可以避免使用脱离衬里。因此,可减少废料量。标签可作为无衬里标签被存储、运输和/或使用。
[0031]在一实施例中,标签可在非粘性状态下被处置及存储,并且可就在使该标签与要被加标签的物品的表面接触之前将其转换成粘性状态。这是胜过已知的压敏标签的改进。具体而言,这是胜过湿胶标签的改进。
[0032]在一实施例中,标签无需完全围绕该物品。这是胜过已知的收缩套筒式标签的改进。
[0033]在一实施例中,标签不具有可见接缝。这是胜过已知的卷绕式标签的改进。
[0034]附图简述
[0035]在接下来的示例中,将参考所附附图更加详细地描述本发明的诸实施例,其中:
[0036]图1以三维视图示出包括脱离层的已知标签,
[0037]图2以三维视图示出把标签附着到物品,
[0038]图3a以横截面侧视图示出标签附着到物品,
[0039]图3b以横截面侧视图示出图3a的标签在热洗涤液中收缩后的情况,
[0040]图3b以横截面侧视图示出图3b的标签在从物品完全分离后的情况,
[0041]图4以横截面侧视图示出涂敷粘附材料到载体片上从而形成标签,
[0042]图5a以横截面侧视图示出包括热可收缩层和热可激活层的标签;
[0043]图5b以横截面侧视图示出图5a的标签收缩后的情况,
[0044]图6a以横截面侧视图示出通过用具有高强度的光来加热粘合层来激活粘合层,
[0045]图6b通过示例的方式示出加热期间标签内的温度分布,
[0046]图6c通过示例的方式示出一经温度均衡后标签内的温度分布,
[0047]图6d以横截面侧视图示出热可收缩层的一部分和热可激活层的一部分,
[0048]图6e以横截面侧视图示出使标签的经激活粘合层与物品接触,
[0049]图6f通过示例的方式示出加热期间标签内的温度分布,
[0050]图6g通过示例的方式示出加热期间标签内的温度分布,其中该标签具有中间层,
[0051]图7示出制造标签、用于把标签附着到物品、用于使用该物品、以及用于分离材料的步骤,
[0052]图8a以横截面侧视图示出包括热可收缩层、热可激活层以及至少一个惰性(passive)区域的标签,
[0053]图8b以截面侧视图示出图8a的标签附着到物品,
[0054]图8c以横截面侧视图示出图8b的标签在热洗涤液中收缩后的情况,
[0055]图9以横截面侧视图示出包括热可收缩层、热绝缘层以及热可激活层的标签,
[0056]图1Oa以横截面侧视图示出包括热可收缩层、压应变层以及热可激活层的标签;
[0057]图1Ob以横截面侧视图示出图1Oa的标签收缩后的情况,
[0058]图11以横截面侧视图示出包括热可收缩层、反射层以及热可激活层的标签,
[0059]图12a以横截面侧视图示出用于把标签附着到物品的设备,
[0060]图12b以三维视图示出图12a的设备,
[0061]图13以横截面侧视图示出用反射器来改变光束的方向,
[0062]图14通过示例的方式示出各材料层的光谱吸收率,
[0063]图15通过示例的方式示出可收缩材料作为温度的函数的收缩率,
[0064]图16通过示例的方式示出热可激活粘附剂的粘性值作为温度函数的演变(evolut1n),以及
[0065]图17通过示例的方式示出粘性和收缩率作为温度函数的演变。
[0066]详细描述
[0067]参考图2,标签100可包括热可收缩层10和热可激活粘合层20。标签100可任选地包括例如图形图案30 (例如,符号“ ABC ”)。
[0068]热可收缩层10可被配置成当它被加热到高于或等于阈值温度Tthk的温度时收缩。
[0069]通过把标签100的热可激活粘合层20加热到高于或等于激活温度Tact的温度,它可从非粘性状态转换成粘性状态。由于标签初始可以是非粘性的,故而无需使用脱离层99。这进而可减少材料的消耗。
[0070]层20可通过使用高强度光LBl来加热。此光例如可以是可见光或红外光。光LBl可被配置成作为光束来传播,该光束照射到层20上。具体而言,光束LBl可以是激光束。
[0071]通过使经激活的(粘性)层20与物品ITEl的表面接触,标签100可被附着到物品ITEl。BIC表示“使之接触”。
[0072]物品ITEl可以是容器。具体而言,物品ITEl可以是适合于装饮料的玻璃瓶。
[0073]加热和附着可被执行成使得热可收缩层10尚没有收缩到显著程度。层10能收缩的能力可在以后当标签从物品被去除时得到利用。通过加热层10使其收缩并使标签100的至少一部分从物品ITEl剥离,标签100随后可从物品ITEl被去除。具体而言,通过加热层10和20两者到高于或等于激活温度Tact并且高于或等于阈值温度Tthk的温度,标签100可随后从物品ITEl被去除。热可激活粘合层20的材料可被选择成使得当层20被加热时它可被软化从而使收缩层10产生的横向(剪切)力能够(至少局部地)超过层20和物品ITEl之间的粘附力。
[0074]标签100的面料层(基板层)可包括热可收缩层10。除了热可收缩层10以外,标签100的面料层(基板层)可任选地包括一个或多个更多的层。但是,标签100的面料层(基板层)不包括粘合层20。
[0075]SX、SY和SZ表示诸正交的方向。方向SZ可平行于标签100的法线。
[0076]图3a示出附着到物品ITEl的标签100。热可激活粘附材料与物品ITEl的表面接触。具体而言,热可激活粘附材料可与物品ITEl的玻璃表面直接接触。
[0077]参考图3b,当层10、20被加热时,标签10的热可收缩层10可收缩。当被加热到等于或高于阈值温度Tthk时,可收缩层10可受到张应力。当粘合层20被加热时,粘合层20可被软化并且粘合层20和物品ITEl间的结合可变得较弱。具体而言,由可收缩层10产生的拉力可拉扯标签100的至少一个边沿从而使标签100的至少一部分从物品ITEl分离。
[0078]具体而言,在粘合层20和物品ITEl之间可形成间隙。洗涤液LIQl可随后渗透进间隙,促成标签100的去除。洗涤液LIQl还可充当润滑剂和/或抗粘附剂。
[0079]由于层10的收缩,把加了标签的物品ITEl浸入经加热的洗涤液LIQl可足以使标签100从物品ITEl完全地分离。
[0080]但是,从物品ITEl去除标签100可任选地被辅以机械拉动、机械推动、刮、刷和/或使用液流。具体而言,可将液流导引到标签100和物品ITEl之间形成的间隙以便间隙内液体的过压使标签从物品ITEl分离开。
[0081]图3c示出图3a和3b的标签100已经完全从物品ITEl分离的情况。
[0082]参考图4,例如可通过把热可收缩层10与热可激活粘合剂ADHl组合来制造标签100。例如,热可激活粘合剂ADHl的水基分散体(water-baseddispers1n)可被直接地应用到热可收缩层10上或中间层上(见,图9-11)。该分散体随后可在低于阈值温度Tthk的温度被干燥。
[0083]图5a示出标签100的初始尺寸。LlO表示加热之前(即,收缩前)层10在SX方向上的初始长度。dl表示收缩前可收缩层10的初始厚度。d2表示收缩前粘合层20的初始厚度。厚度dl例如可以在0.0lmm到1.0mm的范围内,有利地在0.02到0.2mm的范围内。厚度d2例如可以在0.0lmm到1.0mm的范围内,有利地在0.02到0.2mm的范围内。标签100的总厚度例如可以在0.02mm到2.0mm的范围内,有利地在0.02到0.1Omm的范围内。通过使用小厚度的dl和/或d2可减少材料消耗。
[0084]图5b示出在标签100通过加热已经收缩后的尺寸。LlOS表示层10在SX方向上的长度。Λ L表示标签100的长度变化。变化Λ L等于差值L10-L10S。变化Λ L的单位例如可以是毫米。长度的相对变化等于AL/L10。相对变化AL/L10还可被称作收缩率。相对变化的单位例如可以为百分比(% )。
[0085]当层10尚未(完全)收缩时,它仍可具有收缩能力。在此情况下,它的收缩能力(热可收缩性)等于AL/L10。如果层10已经收缩到使其不具有再收缩的能力时,它的收缩能力等于零。
[0086]dlS表示可收缩层10在收缩后的厚度。d2S表示粘合层20在收缩后的厚度。厚度dlS可大于厚度dl。厚度d2S可大于厚度d2。厚度dl和/或d2的增加可促成标签的去除。
[0087]图6a示出通过用光LBl加热层20来激活热可激活层20的粘合剂。
[0088]可通过例如激光器来提供光LBl。具体而言,可以使用二氧化碳(CO2)激光器。CO2激光器可发射红外光,红外光在波长上(例如在9.4 μ m到10.6 μ m的范围内)具有最大光谱强度。具体而言,二氧化碳激光器可适合于加热丙烯酸基和/或聚氨酯基粘合剂。
[0089]粘合层20可被加热从而使粘合层20的表面温度T2tl变得至少瞬间高于或等于激活温度TACT,以便把粘合剂转换成粘性状态。
[0090]粘合层20可被加热从而使粘合层20的表面温度T2tl变得至少瞬间高于或等于激活温度Tact,其中热可收缩层10的垂直平均温度Tltl可保持低于阈值温度TTHK。
[0091]粘合层20可被加热从而使粘合层20的表面温度T2tl和阐值温度Tthr之间的差值T2q-Tthk至少瞬间高于或等于5°C,其中热可收缩层的垂直平均温度Tltl可保持低于阈值温度T
1THR0
[0092]粘合层20在与可收缩层10的温度相比时的更高的温度可以通过例如使用以下一者或多者来达到:
[0093]-层10的材料和/或层20的材料可被选择成使得在光LBl的峰值波长处层20的吸光率高于层10的吸光率。
[0094]-光LBl的波长可被选择成使得在光LBl的峰值波长处层20的吸光率高于层10的吸光率。
[0095]-层20可包括光吸收染剂,从而使得在光LBl的峰值波长处层20的吸光率高于层10的吸光率。
[0096]-层20的材料、层20的厚度和/或光LBl的波长可被选择成使得光LBl的功率在层20中被吸收的部分显著大于光LBl的初始功率的50%,有利地大于其70%,并且优选地大于其90%。
[0097]-标签100可包括反射层70(图11),其把光LBl的功率的一部分反射回层20。反射层例如可以是铝层。反射层70可位于层10、20之间。
[0098]-标签100可包括中间层40(图9),其降低从层20到层10的热传导性。
[0099]图6b通过示例的方式示出用光LBl加热期间在跨标签厚度方向上的温度分布。曲线T(Z)可表示图6d中所示的线VLINl上的温度。出于激活的目的,当暴露的表面的温度至少瞬间高于或等于激活温度Tact时便可足够。
[0100]厚度方向SZ还可被称作垂直方向。标签100可具有相对于重力而言的任何取向,并且“垂直”方向SZ无需平行于重力的方向。
[0101]Z21可表不粘合层20的暴露表面的(垂直)位置坐标。Z19可表不层10、20间界面19的位置坐标。Ztl9可表示可收缩层10的上表面的位置坐标。Z11可表示位于可收缩层10中间的内部部分11的位置坐标。
[0102]图6c通过示例的方式示出在停止加热之后,且不同位置处的温度已经基本上均衡之后跨标签的温度分布。在均衡期间,热能可从粘合层20传导可收缩层10。可收缩层10的垂直平均温度可保持低于阈值温度τΤΗΚ。
[0103]术语“垂直平均温度”指位于垂直于可收缩层10的线VLINl (图6d)上的层10各点处温度的平均值。垂直平均温度与由所述线(VLINl)的位置定义的特定纵向和横向位置相关联。方向SX和SY可定义“水平”平面,且可以沿着平行于方向SZ的“垂直”线(VLINl)来计算平均温度。
[0104]可使光束LBl相对于标签100移动。当用光束进行加热时,标签100的整个表面无需被同时激活。由于加热可以是快速的,因此层10和20在厚度方向(SZ)上可具有非零温度梯度。为此,考虑层10、20的很小部分可以是贴切的。
[0105]图6d更加详细地示出标签100的第一部分11和第二部分21。第一部分11可位于热可收缩层10内以使得距层10上表面的距离等于距层10下表面的距离(即,这二个距离都等于0.5dl)处。对于第一次近似,第一部分的温度可表示热可收缩层10的垂直平均温度T10。
[0106]在SX方向上,第一部分11的尺寸和第二部分21的尺寸可例如等于dl。在SY方向上,第一部分11的尺寸和第二部分21的尺寸可例如等于dl。热可收缩层10和热可激活层20在界面19处可接合到一起。界面19还可被称作边界。热可收缩层10可具有上表面9从而使整个热可收缩层位于上表面9和界面19之间。
[0107]第二部分21可位于热可激活层20的暴露(底)表面处。当层20的暴露表面变得有粘性时,标签100可变得有粘性。第二部分的温度可表示热可激活层20的暴露表面的温度T20。
[0108]当用光LBl加热粘合层20时,可将光LBl的强度选择成使得热可收缩层10的垂直平均温度Tltl保持低于该热可收缩层10的阈值收缩温度!?,。具体而言,光LBl的强度以及用光LBl加热粘合层20的持续时间可被选择成使得热可收缩层10的垂直平均温度Tiq保持低于该热可收缩层10的阈值收缩温度TTHK。
[0109]可执行对层20的加热从而使第二部分21的温度T2tl和第一部分11的温度Tltl之间的差值T2tl-Tltl至少瞬间到达高于5°C的值,其中温度T2tl可至少瞬间高于或等于激活温度Tact,而温度Tltl可保持低于阈值温度TTHK。
[0110]可执行对层20的加热从而使第一部分11的温度Tltl在加热该部分21和把该部分21按压到物品ITEl之间的整个时间段期间保持显著低于第二部分21的温度T2Q。
[0111]当第二部分21的温度T2tl等于或高于热可激活层20的粘合剂的激活温度Tact时,第二部分21的温度T2tl和第一部分11的温度Tltl之间的差值(T2tl-Tltl)可例如大于5°C。
[0112]在一实施例中,可执行对层20的加热,从而使得当使标签100与物品ITEl接触时,热可收缩层的温度Tltl显著低于热可激活层20的温度T2(l。在一实施例中,当使第二部分21与物品ITEl的表面接触时,第二部分21的温度T2tl和第一部分11的温度Tltl之间的差值T2c1-Tltl也可大于5°C。
[0113]部分11、21可以交叠。部分11、21可以交叠成使得部分11的横向位置与部分21的横向位置重合。部分11、21的位置可与线VLINl的位置重合。部分11、21可在SZ方向上分离开一非零距离0.5.dl+d2。
[0114]光LBl可通过层20(如图6a和6d所示)或通过层10 (未示出)被稱合进标签100 中。
[0115]光LBl通过层20耦合到标签100可以是有利的,因为在此情况下层10可保持较冷,并且层10不需要在光LBl的波长处呈透明。
[0116]另一方面,光LBl通过层10耦合到层20可以是有利的,因为这可允许使激活和与物品ITEl接触之间的时间段的长度最小化。事实上,这可允许激活层20,即使在层20已经与物品ITEl的表面接触时。在此情况下,可收缩层10以及所有更深入的层可在光LBl的峰值波长处呈至少局部透明。层10可以是对可见光而言不透明但对红外光LBl而言透明的。层10可在可见光和红外光处呈透明。
[0117]参考图6e,在热可激活层20的粘合剂已经被热所激活之后,可使标签100与物品ITEl接触。
[0118]可通过使用由力Fl产生的压力把标签100按压到物品ITEl上。
[0119]通过用保持部件310来保持标签100,以及通过用保持部件320来保持物品ITE1,标签100可被按压到物品ITEl的表面上。
[0120]一旦被激活,粘合层20可保持在特定时间段期间有粘性,甚至在层20已经被冷却到稍低于激活温度Tact的温度后。所述时间段被称作热粘寿命。热粘寿命例如可在0.1s到10s的范围内。可使标签在热粘寿命内与物品ITEl接触。
[0121]热可以快速地从经加热的粘合层20传导到可收缩层10。因此,在对加热光LBl的暴露已经停止之后温度Tltl和T2tl可快速均衡。温度均衡的时间段可例如在100 μ S到10ms的范围内。加热期间温度Tltl的最大值和就在加热之前温度T2tl的初始值可被选择成使得均衡期间及之后,可收缩层10的垂直平均温度Tltl保持低于阈值温度ΤΤΗΚ。由于热粘寿命,粘合层20甚至在已经发生温度T1(l、T20的均衡之后仍可保持有粘性。因此,标签100和物品ITEl之间的可靠结合甚至在粘合层20的表面温度已经降低到低于激活温度Tact的值之后仍可形成。
[0122]图6b示出(在光LBl的波长处)可激活层20的光学深度小于层20的几何厚度d2的情形。因此,与照射到表面部分21上的光LBl的强度相比,界面19处光LBl的强度可被显著降低。
[0123]图6f通过示例的方式示出,在层20的光学深度大于层20的几何厚度d2的情形下加热期间标签100中的垂直温度分布。因此,层20接近界面19的区域可被光LBl直接加热。热可从层20传导到层10从而使层10在界面19附近的薄区域的温度可超过阈值温度TTHK。然而,层10的垂直平均温度可仍保持低于阈值温度ΤΤΗΚ。可收缩层10的材料可被选择成使得可收缩层10的光学吸光率很小,以便使得由光LBl对层10的直接加热最小化。
[0124]图6g通过示例的方式示出具有中间热绝缘层(例如见图9)的标签100内的垂直温度分布。中间层可保护可收缩层10免受从粘合层20传导来的热的影响。Z41可表示可收缩层10和热绝缘中间层之间的边界的坐标。Z42可表示粘合层20和热绝缘中间层之间的边界的坐标。
[0125]图7示出标签100的生命周期的各阶段。标签100可被制造,标签可被附着到物品形成组合,加了标签的物品可被使用,并且在标签生命周期的结尾可使该标签从物品分离。
[0126]标签100的制造可包括标签形成步骤810。例如可通过把粘合性物质涂敷到热可收缩层10上来形成标签100。粘合性物质可例如是水基分散体。粘合性物质可例如通过辊涂、反向凹版、幕涂、喷涂、浸涂和/或使用刷子被涂敷。通过使用例如热空气喷射器或红外加热器可从分散体蒸发出水。在干燥期间可使层10的温度保持低于阈值温度τΤΗΚ。
[0127]标签100可包括位于层10、20之间的一个或多个中间层40、60、70(见,图9_11)。粘合性物质可被直接涂敷到层10上或中间层上。
[0128]包括热可激活材料的层10可被接合到热可收缩层10。
[0129]数个标签100可初始被制成连幅(web) 101。所得到的连幅101可被卷绕成卷轴并被供给例如印刷机(例如,用于印刷图形图案)以供进一步处理。连幅101可作为卷状物被存储和/或运输。连幅101可在稍后的阶段被切割以形成个体的标签100。
[0130]热可激活层20优选在正常室温(低于Tact的温度)呈非粘性。因此,无需用脱离衬里(脱离层99)来保护标签100的层20或连幅101的层20。
[0131]可通过包括加热步骤820及附着步骤830的方法来形成物品ITEl和标签100的组合。通过用具有高强度的可见或红外光来加热暴露的热可激活层20,它可被激活。
[0132]在附着步骤830中,可使热可激活层20的至少一部分与物品ITEl的表面接触。标签100可被按压到物品ITEl上。
[0133](可任选的)使用阶段可包括使用步骤840,其中物品ITEl及附着到物品ITEl的标签100的组合可例如被运输、存储、用于装饮料、递送给消费者,和/或从消费者回收。物品ITEl可以例如是玻璃瓶,其用来在I小时到I年范围内的时间段期间装饮料。
[0134]分离阶段可包括分离步骤850,其中标签被加热到温度Tm,该温度高于或等于热可收缩层10的阈值收缩温度TTHK。有利地,该温度还高于或等于热可激活层20的激活温度Tact。
[0135]具体而言,标签100可通过被浸入经加热的洗涤液LIQl而被加热。
[0136]在标签100已被去除之后,物品ITEl可任选地可被再利用。例如,新标签100可被附着到物品ITEl和/或可用新的食品或饮料重新装填物品ITEl。
[0137]在去除步骤850中标签100可能变形或被损坏。但是,标签100的材料可任选地可被再循环和再次利用。
[0138]基本上标签100的整个(一侧)表面可被覆盖有热可激活层20。dl和/或d2的厚度可以是空间上恒定的。
[0139]参考图8a,可收缩层10的厚度dl、粘合层20的厚度d2和/或可任选的中间层的厚度可以是空间上变动的以促成标签100的去除。具体而言,厚度d2可在零和最大值之间空间上变动,如图8a所示。
[0140]粘合剂可作为单个蜿蜒条带或数个分离的条带或点的形式被涂敷从而使得有一个或多个惰性区域22保持在可激活区域20a、20b之间。因此,热可激活粘合剂可覆盖标签100底侧显著小于100%的部分。例如,热可激活粘合剂可覆盖占标签100的一侧总面积的10%到90%范围内的面积。
[0141]在可激活区域20a、20b之间留下一个或多个惰性区域22可提供以下优点中的一个或多个:
[0142]-可减少粘合剂的消耗;
[0143]-可减少标签100的重量;
[0144]-可减少激活粘合剂所需的时间和(光LBl的)光能;
[0145]-可减少过早收缩的风险;
[0146]-可促成标签的分离;
[0147]-可获得更大的收缩率,因为压缩可激活层20所需的力较小。
[0148]空间均匀的粘合层或有图案的粘合层可通过使用空间均匀强度分布或空间变动强度分布来激活。
[0149]标签100的底部区域的显著小于100%的部分可被光LBl加热。例如,经加热的区域可在标签100底部区域的10%到50%的范围内,其中90%到50%的区域不被直接加热。一个或多个固定或移动光束LBl可被配置成通过局部地加热基本连续的层20来提供例如经激活的条带或点。还可通过掩模(其局部地防止对层20的某些区域的激活)来提供经激活的条带或点。
[0150]这一个或多个光束LBl可提供加热图案,其留下特定的一个或多个未激活并因此非粘附性的部分。未激活的部分可形成标签和物品间的通道,从而使洗涤液随后可从标签的周围区域快速渗透到标签下。这可加速标签的去除,尤其是在洗涤液LIQl与层20起反应或溶解层20时。标签的一个或多个层的可渗透性对于洗涤液而言可以是低的,并且这些通道可加速润湿标签100和物品ITEl间的空间。
[0151]参考图8b,物品ITEl和标签100的组合可被浸入洗涤液LIQl以在标签100的寿命周期的结尾去除标签100。惰性区域可形成促成洗涤液LIQl渗透进标签100和物品ITEl间空间的通道或空腔。液体LIQl可相当容易地润湿物品ITEl的在惰性区域22附近处的表面。换言之,液体LIQl的膜可被粘附到物品ITEl的处在惰性区域22附近的表面。
[0152]图8c示出收缩后的标签100。液体LIQl可相当容易地润湿物品ITEl的处在惰性区域22附近的表面。换言之,液体LIQl的膜可被粘附到物品ITEl的处在惰性区域22附近的表面。当标签100收缩且部分20a开始在物品ITEl的表面上滑动时,液体膜可保持原位,并且液体膜可充当润滑剂并且充当防止部分20a重新附着回物品ITEl表面的抗粘合剂。
[0153]热可激活粘合剂可与热可收缩材料直接接触。在这一情况下,可使不同类型材料的使用最小化。另一方面,标签100可包括一个或多个附加的层。
[0154]参考图9,标签100可包括位于层10、20之间的热屏障层40。层40可被配置成保护层10免受层20激活期间的热所影响。
[0155]热屏障层40可以是热绝缘的。层40可以是热绝缘层40。绝缘层40的热传导可例如小于0.1W.HT1K'层40可包括例如聚合物泡沫。
[0156]中间层40的材料还可被选择成在低于阈值温度Tthk的温度处具有高热容。高热容可例如通过相变(例如,熔融、软化和/或化学反应)来提供。热容可例如大于2000J/K_1kg_1 (J表不焦耳,K表不开氏温度,而kg表不千克)。
[0157]热可激活层20的一部分本身可用作热屏障。例如,层20的吸光率可以如此之高且照射时间可以如此之短从而使得仅热可激活层20的表面上的薄膜被加热,其中层20的位于该表面下的剩余部分可用作热屏障。层20中与温度有关的相变可有效地减少热向可收缩层10的传导。因此,可使不同材料的使用最小化并且可简化标签的制造。
[0158]参考图1Oa,标签100可包括位于层10、20之间的反力(counter-force)层60。在高于或等于激活温度Tact的温度处,层60的收缩能力可显著小于层10的收缩能力。因此,把层10和层60 —起加热可导致标签如图1Ob中所示地弯曲和/或翘曲,以便促成标签100的去除。层60可包括例如纸或聚合物。聚合物可被预收缩和/或非拉伸从而使其在被加热时展现出低收缩率。
[0159]参考图11,标签100可包括位于层10、20之间的反射层70。层70可包括例如金属铝。反射层70可防止光LBl耦合进热可收缩层10和/或它可增加在热可激活层20中传播的强度。
[0160]图12a示出被配置成把标签100附着到物品ITEl的设备500。具体而言,设备500可被配置成以高速把标签附着到多个物品。
[0161]标签100可由保持部件310保持。保持部件310可以例如是真空滚筒或真空带。物品ITEl可由第二部件320 (例如,见图6e)保持。
[0162]部件310可相对于部件320移动,和/或部件320可相对于部件310移动,以便把标签100按压到物品ITEl上。具体而言,部件310、320可以是旋转部件。部件310、320可以被配置成相互同步地移动。部件310、320可以被配置成相互同步地旋转。
[0163]光源200可被配置成提供光LBl,光LBl通过加热来激活热可激活层20的粘合剂。光源200可包括光发射单元210和引导单元220。引导单元220可通过改变初级光束LBO的方向和/或改变初级光束LBO的空间特性来提供光束LBl。初级光束LBO可由发生单元210生成。具体而言,发生单元210可以是激光器,并且光源200可被配置成提供一个或多个激光光束LBI。
[0164]光LBl可在(激光)点SPl处照射到层20上。
[0165]引导单元220可包括例如被配置成为点SPl提供适合尺寸和形状的光学器件。例如,引导单元220可包括被配置成向一区域分配光束LBl的功率的光学器件,为了加热标签的整个宽度,该区域在SY方向上的尺寸接近标签100的宽度。
[0166]例如,引导单元220可包括被配置成提供扫描光束LBl的光学器件。点SPl的位置可被移动,例如沿SY方向,以便加热标签的整个宽度。
[0167]通过使层20的经激活表面与物品ITEl接触以及把标签100按压到物品ITEl上,标签100随后可被附着到物品ITEl。用力Fl把标签和物品按压到一起。
[0168]有利地,设备500可被配置成使得热可激活层20的经加热及暴露(有粘性)的表面在被按压到物品ITEl上之前不被任何其它表面接触。
[0169]物品ITEl可被保持处于低于热可收缩层10阈值温度Tthk的温度。因此,把标签100按压到物品ITEl上可促成冷却热可激活层20从而使过早收缩的风险进一步得以降低或避免。
[0170]在第一个物品ITEl已经用第一标签100加了标签之后,由部件320保持的第一物品可被第二物品替代。通过使用设备500,第二物品可随后用第二标签来被加标签。
[0171]部件310可任选地可绕轴AXl旋转。物品ITEl可任选地可绕轴AX2旋转。
[0172]物品ITEl可任选地可被预热到高于正常室温25°C的温度以便增进粘合性。例如,物品ITEl可被预热到在40°C到60°C范围内的温度。设备500可包括用于预热物品ITEl的加热单元。
[0173]标签100可被抵靠着部件310地保持,例如通过压力差。部件310可包括一个或多个洞(未示出)和/或表面可以是多孔的以供从标签100和部件310的表面之间的空间抽取气体。可从所述示空间抽取气体,例如通过泵(未示出),这创建了低压区域。
[0174]标签100可被单独地供应或者作为纸幅101供应。可以(恒定的或变动的)速度Vl来馈送连幅101。设备500可任选地包括例如一个或多个刀片374,用以从连幅101分离个体的标签100。还可用激光束来切割标签。
[0175]连幅101可被一个或多个辅助(可任选)滚筒371、372引导。
[0176]设备500可包括用以预热标签100的预热器350。预热可允许降低光LBl的强度和/或预热可允许把标签高速附着到物品。
[0177]设备500可包括被配置成控制设备500操作的控制单元400。
[0178]设备可包括用于存储设备的操作参数的存储器MEM1。操作参数可包括例如光LBl的强度、标签100相对于激光点SPl的速度、部件310的转速(当部件310是滚筒时)、标签100的预热温度、保持部件的温度以及物品ITEl的温度。
[0179]根据本发明,设备可包括用于存储计算机程序代码的存储器MEM2,该程序代码当被处理器执行时用于控制设备500的操作。
[0180]热可激活层20可被加热到预定范围内的一温度。如果温度过低,将不会形成可靠的结合。如果温度过高,层20可能被损坏和/或热可收缩层10将开始收缩。可基于光学特性的改变来光学地监视热可激活层20的状态。例如,可通过监视从结合层20的表面散射的光来监视层20的状态。例如,表面在粘性状态下比在非粘性状态下可能更加光滑。在非粘性状态,层20可包括会在层20转换成粘性状态时基本消失的微观颗粒或裂缝。因此,该表面在非粘性状态下比在粘性状态下导致更多的漫反射。可以基于监视到的层20的状态来调整激活时间和/或功率水平。可通过使用闭环控制(具体而言,通过使用PID控制)来调整激活时间和/或功率水平。
[0181]图12b以三维视图示出图12a的设备。
[0182]图13示出如何使用光束导向用光学器件Ml来减小(激光)点SPl与第一触点PFC之间的距离LTK。因此,可减少加热和附着之间的时间延迟。
[0183]参考图14,可收缩层10的材料和/或粘合层20的材料可被选择成使得在光LBl的峰值波长λ P处粘合层20的光谱吸收率高于可收缩层20的光谱吸收率。因此,可收缩层20被加热的程度可少于粘合层。峰值波长λ P可在电磁辐射的可见光范围或红外线范围内。
[0184]染剂被加入粘合层20以修改其光谱特性。例如,(黑)碳粉可被加入粘合层20。
[0185]然而,无需根据图14来选择光谱特性。层20的厚度和/或层20的材料可被选择成使得光束LBl照射可收缩层10之前光束LBl的绝大部分初始能量已在层20中被吸收。例如,层20在光束LBl的波长处可具有如此高的吸光率,从而波束LBl初始能量的70%以上(优选90%以上)在粘合层20中被吸收。
[0186]图15示出可收缩材料作为温度函数的典型(相对)收缩率Λ L/U。Λ L表示尺寸(例如,长度)的变化,而Ltl表示初始尺寸(长度)。阈值温度Tthk可被定义成其中(相对)收缩率Λ L/U大于或等于5%的最小温度,。阈值温度Tthk可被定义成其中当层10的温度从参考温度25°C开始增加时(相对)收缩率Λ L/L0达到5%的最小温度。
[0187]即使在层10已经被加热到阈值温度Tthk之后,可收缩层10可仍具有残余收缩能力。当稍后通过在热洗涤液LIQl中加热标签来去除它时,残余收缩能力可得到利用。
[0188]当从阈值温度Tthk加热到激活温度Tact时,层10的相对收缩率Λ L/L0例如可大于或等于5 %,有利地可大于或等于10 %,并且优选大于或等于20 %。
[0189]图15中曲线的导数可被称作收缩速率。在阈值温度Tthk和激活温度Tact之间温度的最大收缩速率例如可大于或等于I % /°C,有利地可大于或等于2%/V,并且优选大于或等于3% /°C。
[0190]热可收缩材料可具有“发动(on-set)温度”!*,其被定义为当层10的温度增高时(相对)收缩率Λ L/L0大于或等于2%的最小温度。可收缩层10的发动温度Tffi可例如大于或等于50°C以便使过早收缩的风险最小化。
[0191]有利地,光LBl的强度可被选择成使得热可收缩层10的垂直平均温度Tltl保持低于发动温度TQS。这可减少附着期间标签100的收缩,用以为加了标签的物品ITEl提供视觉上令人愉悦的外观。
[0192]在一实施例中,可将非晶态粘合材料与一个或多个其它聚合物混合,从而使所产生的组份在室温(即,25°C )基本上无粘性。所产生的组份可被用作标签100的粘合层20,其中所述组份在被加热时可变得有粘性。具体而言,粘合层20可包括混有丙烯酸类聚合物和/或苯乙烯-丙烯酸聚合物的非晶态聚氨酯聚合物。
[0193]图16示出作为温度函数的粘性值的典型行为。在低温下,热可激活层20的材料可处于非粘性状态,并且它可具有低粘性值。在高温下,热可激活层可处于粘性状态,并且它可具有闻粘性值。
[0194]激活温度Tact可表示当层20的温度增加时粘性值等于2.0N的温度。激活温度Tact可表示当层20的温度增加时粘性值达到2.0N的温度。可通过荷兰海牙FINAT(全球不干胶标签制造商协会)标准化的第9号FINAT测试方法(FTM9) “快粘”粘性测量(环形初粘(loop tack)) ;(1类:胶带测试)来测量粘性值。所述环形初粘测试包括测量把环形胶带从与其接触面积为25mm x 25mm的基板分离所需的力。环形胶带例如可通过从标签100切割测试胶带来形成。
[0195]在激活期间,表面温度可至少瞬间达到或超过激活温度TACT。因此,附着标签时所利用的粘性值可大于或等于2.0N。为了标签和物品间更加可靠的结合,表面温度可至少瞬间地达到超过激活温度Tact,从而使瞬间粘性值例如大于3N,大于5N,或者甚至大于10N。
[0196]在一些情况下,环形初粘值可取决于层20的属性。也可基于由标准ASTMD2979中定义的测试方法(在本文中称作探针测试方法)所确定的探针粘性值来定义激活温度TACT。相比环形初粘值,探针粘性值对层20属性依赖较少。探针测试方法涉及使用5mm直径的环形探针,以及测量把探针从粘合层分离所需的力。激活温度Tact可表示探针粘性值等于0.4N/mm2的温度。
[0197]在激活期间,表面温度可至少瞬间达到或超过激活温度TACT。因此,附着标签时所利用的粘性值可大于或等于0.4N/mm2。为了标签和物品间更加可靠的结合,表面温度可至少瞬间地达到超过激活温度TACT,从而使瞬间粘性值例如大于0.6N/mm2,大于1.0N/mm2,或者甚至大于2.0N/mm2。
[0198]粘合材料在低于激活温度Tact的温度也可呈现粘性值的增加。当多个标签成叠或成卷地存储时这可能是有害的。F.。可表示会导致第一标签100的粘合层到第二标签100的工作面有问题的粘着的(最小)粘性值。在例如当标签被拉开时粘着导致损坏标签的风险增高时,该粘着可被认为是有问题的。粘性值F.可在阻滞温度T.时达到。如果存储温度高于或等于阻滞温度T.。,则成卷地存储的标签100可被“阻滞”。可激活层20的材料可被选择成使得阻滞温度Tbuk大于或等于例如50°C。
[0199]图17通过示例的方式示出作为温度函数的收缩率和粘性。在附着到物品ITEl之前,可将标签100存储在低于发动温度Tre且低于阻滞温度T.的温度以降低过早收缩的风险以及降低过早粘着的风险。
[0200]当标签100被附着到物品ITEl时,通过快速增加层20的表面温度从而使其临时高于或等于激活温度Tact可激活层20的粘合剂。可通过使用强光LBl从而使可收缩层的温度保持低于阈值温度Tthk来执行激活。这确保了标签100仍具有残余的收缩能力,该残余的收缩能力可被用来促成从物品ITEl去除标签100。当层10被加热到洗涤温度时,层10的收缩率Λ IVLci例如可大于或等于10%。在去除之前,可收缩层10的温度尚未超过阈值温度ΤΤΗΚ。与阈值温度Tthk相关联的收缩率Λ L/L0例如可以是5%。因此,当标签100被加热到洗涤温度时可用来辅助去除的残余收缩率Λ L/U例如可大于或等于5%,有利地可大于或等于10 %,并且优选大于或等于20 %。
[0201]层10、20的材料被选择成使得激活温度Tact低于或等于洗涤温度并且使阈值温度Tthk低于激活温度TACT。对于热可激活粘附材料,激活温度Tact和阻滞温度可被耦合到一起从而选择高激活温度Tact也可提供升高的阻滞温度T.。。升高的阻滞温度Tbwc可使过早粘附到其它标签的风险最小化。此外,层10的材料可被选择成使得加热标签100到高于或等于激活温度Tact的洗涤温度确保了有足够的残余收缩率Λ LK/U(例如,大于或等于5% ),以便促成标签的去除。
[0202]标签100可被附着到物品,例如为了视觉上示出与该物品相关联的信息。该信息可包括例如制造商的商标、广告信息、价格信息或操作指令。
[0203]标签100的长度(在SX方向)可例如在Icm到20cm的范围内,并且标签100的宽度(在SY方向)可例如在0.5cm到1cm的范围内。
[0204]加了标签的物品ITEl可以是可再洗的物品,其可在去除第一标签之后用第二标签来加标签。
[0205]物品ITEl可以例如是从包括以下的组选出的可再循环或可再使用的容器:玻璃瓶、塑料瓶、塑料容器、玻璃容器和金属容器。物品ITEl可以是可再洗容器。
[0206]物品ITEl可包括或包含例如玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚碳酸酯和/或不锈钢。
[0207]物品ITEl可以是玻璃容器,其可耐受在热洗涤液中的数个洗涤循环而没有显著损坏。物品ITEl可以是用于装食物的玻璃容器。玻璃瓶ITEl可容纳饮料,例如奶、奶油、啤酒、软饮料。物品ITEl可以是包括食品的玻璃罐。
[0208]阈值收缩温度Tthk可以例如低于95°C,这允许在水性洗涤液LIQl中去除标签100 (在10kPa的正常大气压)。
[0209]另一方面,把阈值温度Tthk选择成高到足以使标签100不会被意外去除(例如,把加了标签的物品留在直射阳光下时)是有利的。
[0210]阈值温度Tthk可以例如高于或等于60°C,高于或等于70°C,或者高于或等于80°C。
[0211]在粘合层20和物品ITEl间形成的结合在高于或等于激活温度Tact的温度应当是软性的。
[0212]有利地,在高于或等于激活温度Tact的温度,粘合层20可以是软性的或者它可变得更软,从而使收缩层10产生的横向剪切力克服粘合层20与物品ITEl间的结合所产生的力。
[0213]用热来激活粘合层20是可逆的过程。对热可激活层20的加热可把层20的表面从非粘性状态可逆地转换成粘性状态。随后冷却热可激活层20可把层20的表面从粘性状态可逆地转换成非粘性状态。热可激活层20的第二次加热可把层20的表面从非粘性状态再次可逆地转换成粘性状态。
[0214]标签100的制造可包括对粘合层20 (其包括水基分散体)进行干燥。标签100的制造可包括从包括溶剂基粘合剂的粘合层蒸发掉溶剂,所述溶剂不同于水。干燥和/或蒸发可包括将标签100加热到低于阈值温度Tthk的温度。标签100的制造可包括在把层20加热到高于或等于激活温度Tact的温度前通过大气湿度来使固体胶固化。
[0215]粘合层20的组份可被选择成使其当被加热到高于或等于激活温度Tact的温度是不会被固化。
[0216]有利地,激活温度Tact高于或等于阈值温度TTHK。因此,经加热的层10将处于张应变下并且标签100在热洗涤液中的收缩可在标签100已经被加热到激活温度Tact之后几乎立即发生。激活温度Tact和阈值温度Tthk之间的差值Tact-Tthk可以例如在5°C到30°C的范围内。
[0217]将激活温度Tact选择成高于或等于阈值温度Tthk可允许在热可激活层20中和在热可收缩层10中使用对环境更加友善的材料组合。这可允许在热可激活层20和热可收缩层10的属性上有更大的变动。这可允许在热可激活层20和在热可收缩层10中使用更廉价的材料。这可使得当多个标签被成卷或成叠长期存储时粘合层20被过早激活的风险最小化。当在暴露于直射阳光的容器中存储和/或运输标签时,标签的温度可能超过40°C,并且有时甚至超过50°C。
[0218]热可收缩性是材料的一种定量属性。当材料具有等于Λ L/L10的热可收缩性时,这意味着包含所述材料的本体的长度在该本体的温度从25°C增加到100°C时将改变Λ L的量,本体的收缩不被机械地限制,并且本体的初始长度(在25°C)为L10。热可收缩性还可被称作收缩能力。
[0219]层10的材料在至少一个方向(例如,在SX方向)上的收缩能力Λ L/L10可例如大于10%,有利地大于15%,并且优选地大于20%。
[0220]热可收缩层10可以是单轴可收缩的或双轴可收缩的。
[0221]典型地,通过单轴收缩可获得更高的收缩率。(单轴)收缩能力Λ L/L10(参见图5b)可以例如大于15%,有利地大于20%,并且优选大于30%。
[0222]热可收缩层10可被配置成基本沿第一方向(例如,SX方向)单轴地收缩,其中在第二垂直方向(例如,SY方向)上的收缩可小于在第一方向上收缩的50%。
[0223]通过把加了标签的物品暴露于热洗涤液LIQl从而使标签被加热到高于或等于激活温度Tact的温度,便可从物品去除标签。这导致粘合层20的软化。此外,当激活温度Tact高于阈值温度Tthk时,并且当可收缩层10至少仍具有残余的收缩能力时,通过洗涤液LIQl加热可导致层10的收缩从而促成从物品ITEl去除标签100。
[0224]激活温度Tact可闻于阈值温度Tthr,其中激活温度Tact可例如低于或等于63 C,低于或等于77°C,低于或等于80°C,低于或等于90°C,低于或等于100°C,低于或等于110°C,低于或等于120°C。
[0225]北美洲所使用的典型的洗涤温度可以例如是约66°C。当激活温度Tact被选择成低于或等于63°C时,这允许通过使用66°C的洗涤温度Ti5a来去除标签100。欧洲所使用的典型的洗涤温度可以例如是约80°C。当激活温度Tact被选择成低于或等于77°C时,这可允许通过使用80°C的洗涤温度来去除标签100。
[0226]当被暴露于高于或等于激活温度Tact的洗涤温度1\_时,激活温度Tact和阈值温度Tthk之间的大差值Tact-Tthk可提供层10的高收缩率。另一方面,阈值温度Tthk之可被选择成高于或等于58°C以便使过早收缩的风险最小化。针对典型的北美洲洗涤条件,差值Tact-Tthk可例如是约5°C ( = 63°C -58°C )。针对典型的欧洲洗涤条件,差值Tact-Tthk可例如是约 19°C ( = 77°C -58°C )。
[0227]阈值温度Tthk可例如在58°C到75°C的范围内,并且激活温度Tact和阈值温度Tthk之间的差值Tact-Tthk可例如在5°C到30°C的范围内。
[0228]当标签100被附着到物品ITEl时,粘合层20可被加热从而使热可收缩层10不会收缩到显著的程度。具体而言,标签100可被加热从而使真实发生的收缩率Λ L/L10小于5%,优选小于2%。
[0229]热可激活层20的粘合材料可被选择成例如使得热可激活层20在低于50°C的温度时没粘性。热可激活层20的组份被有利地选择成使得层20在低于50°C的温度时不呈现粘性和/或阻滞趋势。因此,在存储和/或运输期间粘合层20无需由脱离层来保护。即使在成卷地存储和/或运输多个标签时,粘合层20也无需由脱离层来保护。有利地,标签100不包括脱离层。有利地,一卷标签的第一标签不包括被配置在该第一标签和该卷的第二标签之间的脱离层。
[0230]热可收缩层10可包括例如从以下组中选择的材料:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),乙二醇改性的(glykol-modified)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)聚氯乙烯(PVC)、聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、环烯烃共聚物以及聚乳酸(PLA)。层10可包括从上组选择的两种或更多种材料。
[0231]热可激活粘合层20可包括例如从以下组选择的材料:聚氨酯、丙烯酸类、苯乙烯类聚合物、嵌段共聚物橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯、烯烃嵌段共聚物、天然橡胶、丙烯酸共聚物、烃树脂以及松香酯。层10可包括从上组选择的两种或更多种材料。
[0232]具体而言,热可激活粘合层20可包括例如聚氨酯粘合剂。热可收缩层10可包括例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
[0233]标签100的图形图案30可任选地可由透明保护层(未示出)来保护。标签可任选地包括例如热绝缘层60 (图9)和/或反射层70 (图11)。
[0234]典型的瓶子再循环系统可被配置成使用热洗涤液LIQl来去除标签100。例如通过把物品ITEl和标签100的组合浸入到洗涤液LIQl (图3b)中来加热层10、20。
[0235]但是,作为洗涤液的替代或附加,也可通过在烘箱中加热或通过热气流加热来加热层10、20。
[0236]热可收缩层10可包括单轴取向或双轴取向的聚合物膜,其可包括例如聚酯(具体而言,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯和/或聚丙烯)。典型地,通过使用单轴取向的聚合物膜可以获得更高的收缩率和因此而来的略好的去除属性。
[0237]层20可包括例如热可激活聚氨酯。粘合层20可包括混有丙烯酸聚合物和/或苯乙烯-丙烯酸聚合物的非晶态聚氨酯聚合物,使得层20在室温下没有粘性。在将粘合剂涂敷至基板(例如,至层10)并对其进行干燥之后,可首先获取非粘性的可激活粘合剂膜。通过加热该膜到高于或等于激活温度的温度,可激活的膜可变成粘性的。具体而言,聚氨酯可包含聚酯链段和/或聚醚链段,并且该激活可包括这些段的软化。
[0238]在低于Tact的温度,层20可以是晶态,并且粘合剂可在非粘性的状态。在升高的温度下,层20可变成粘性的。当激活温度超过上限,粘性值可因层20的软化增加而开始降低。
[0239]期间层20具有足够结合用的粘性的时间段被称为热粘寿命。在此时间段期间,该粘合剂可以是粘性的,并且其可以被结合到物品ITEl的表面。
[0240]取决于层20的结构和化学组份,热粘寿命的范围可例如从几秒到几分钟。
[0241]可在短暂时间之后通过粘合膜的冷却和聚合物链段的可逆结晶获得高初始结合强度。
[0242]包括这些链段(segments)的热可激活聚氨酯粘合剂的性能可以是因其高分子量及链段聚合物结构,层20在高于链段的去结晶(软化/熔融)温度的温度可机械稳定。因此,层20可只在显著高于最小激活温度Tact的温度才呈现出相当大的程度的热塑性流动。
[0243]当粘合剂的分子获得足够的热能来克服阈值激活能量时,丙烯酸和聚氨酯粘合剂可以被热激活。热能可以诱导粘合剂从固体且无粘性的结晶分子结构到非晶态胶粘性状态的相变。
[0244]粘合层20可以包括含有至少一种丙烯酸酯聚合物和至少一种非晶态聚氨酯或聚氨酯-聚脲聚合物的粘合剂组份。该粘合剂组份可被应用于一个或多个其它层10、40、60、70作为水性分散体。丙烯酸酯聚合物的玻璃化转变温度可以例如在50°C到90°C的范围中,并且聚氨酯或聚氨酯-聚脲聚合物的玻璃化转变温度可以例如范围在_50°C到10°C的范围。在例如EP2395064A1中已描述了含有丙烯酸酯聚合物和非晶态聚氨酯或聚氨酯-聚脲聚合物粘合剂组分。
[0245]热可激活层20将与物品ITEl的表面接触。热可激活层20的组份被有利地选择成使其可以在洗除过程期间从表面被干净地去除,以使它将不会显著污染表面或在表面上留下积垢。
[0246]标签100可进一步包括如填充物的添加剂。标签100可进一步包括附加的层,正如在热可收缩层10和热可激活层20之间实现的中间层。热可收缩层10的顶侧可任选地用一个或多个保护层保护。附加层可被配置成改善标签属性、功能性或外观。图形图案30可被印刷到所述层中的一个或多个层上,例如为了提供视觉效果和/或为了显示信息。
[0247]标签100可被附着到物品ITEl从而使标签100不完全围绕物品ITEl。标签100可被附着到物品ITEl从而使标签100不形成闭环。在一实施例中,标签100不形成闭环。在一实施例中,标签100的热可收缩材料不形成闭环。标签100无需为套筒。因此,例如大的物品可用小标签来加标签。
[0248]标签100可被附着到物品ITEl从而使标签100在热可激活层20的冷却期间不在张应力作用下。
[0249]在北美洲用于去除标签的典型方法可包括例如使用通常被加热到66°C (即,约150° F)的温度的洗涤液的LIQ1,其包含溶解在水中的4.0%到4.5% (按重量)的氢氧化钠。
[0250]热可收缩层10的材料和热可激活层20的材料可被选择成当标签被加热到高于60°C的温度时可发生该结合的收缩和软化。用于去除标签100的洗涤液LIQl的温度可以是例如大于60°C。洗涤液LIQl可以是例如加热到在60°C到85°C范围内的温度的碱性溶液。洗涤液LIQl可以含有在水中溶解的例如0.5%到10% (按重量)的氢氧化钠。在欧洲用于去除标签的典型方法可包括例如使用通常被加热到约80°C温度的洗涤液的LIQ1,其包含溶解在水中的1.5%到2.0% (按重量)的氢氧化钠。因此,洗涤液LIQl可以例如是被加热到温度的碱性溶液,温度1\_在75°C到85°C的范围内。洗涤液LIQl可包含溶解在水中的例如0.5%到10% (按重量)的氢氧化钠。
[0251]饮料工业中使用的洗涤液LIQl可能通常是碱性的。把标签的材料选择成使得通过利用洗涤液的在饮料工业中通常使用的组份和温度可以轻易地去除标签是有利的。
[0252]然而,洗涤液LIQl也可以是基本中性的。例如,洗涤液LIQl的pH可以例如在5到9的范围内。这适用于例如从可再利用的铝容器(其在碱性溶液中可能会受损)去除标签。
[0253]如果热可激活层20的化学组份和/或洗涤液LIQl的化学组份被选择成使得热可激活层20不溶解于经加热的洗涤液LIQl中,则可促成对标签100的材料的再循环。
[0254]粘合层20的材料可被选择成使得它不显著地溶于和/或化学结合于洗涤液LIQl。因此,净化洗涤液LIQl的需求可得以减少。
[0255]粘合层20的材料也可被选择成使得从非粘性状态到粘性状态的转变是不可逆过程。在这种情况下,加热和与物品接触之间的时间延迟可以很长。
[0256]当形成粘合层20时,例如在施加分散体到基板上(例如,层10上)之后,该分散体可在低到不足以导致塑化剂软化和/或熔融的温度被干燥。因此,从分散体蒸发水分可产生基本无粘性的粘合层。可使用高温来执行激活,这可导致塑化剂熔融并且使粘合剂永久有粘性。这一转变涉及降低粘合剂的玻璃化转变温度Tg。层20的材料可被选择成使得即使在再次降低温度后塑化剂也不再次结晶,并因此从非粘性状态切换成粘性状态的这一温度可以是不可逆过程。具体而言,丙烯酸酯粘合剂的转换可以是不可逆的。在热激活之后,粘合剂即使在冷却之后仍可保持粘性。
[0257]加热可以发生得如此之快以致于热可收缩层10的温度保持低于阈值温度TTHK。光源200可以是激光器,其被配置成提供一个或多个激光束LBl。光源可被配置操作成使光LBl的强度高于预定极限。
[0258]但是,如果强度过高,则热可激活层20例如会由于氧化、化学分解和/或消融而受损。为了避免永久损伤热可激活层20,可保持该强度低于第二预定极限。
[0259]提供光LBl的光源200可例如是二极管激光器,二氧化碳激光器,氩离子激光器,或Nd = YAG-激光器。一个或多个(激光)光束LBl可被用来加热层20。
[0260]光束LBl的强度可高于预定极限从而可将加热的持续时间保持在短于第二预定极限(例如,短于100ms,有利地短于20ms)。针对极薄标签100的情况,加热的持续时间可被保持在例如短于1ms,甚至短于Ims (10_3s)。光束LBl在可激活层20的暴露表面处的强度可例如大于100W/cm2,有利地可大于500W/cm2。
[0261]例如,激光束LBl的光功率可例如在1W到200W的范围内,并且所述激光束LBl的光功率可被聚焦到激光点SP1,从而使光束LBl在可激活层20的暴露表面处的强度大于100W/cm2,有利地大于 500W/cm2。
[0262]激光光束LBl可以是连续波(CW)束或脉冲束。通过调整激光脉冲的脉冲频率和/或占空比还可控制加热速率。
[0263]激光束LBl可快速激活层20从而使被激活区域被准确界定。激光束LBl还可具有峰值波长,其与层20的光谱吸收率相匹配。
[0264]在一实施例中,还可由卤钨灯或红外线发光棒来提供光LBl。
[0265]标签100的整个(底部)区域可被基本同时地加热。或者,可在不同时间加热标签100的不同部分。
[0266]可以用任何类型的印刷过程来印刷标签100或连幅101,诸如UV-柔版印刷(UV-flexo)、UV-凸版印刷、基于水的柔版印刷、基于溶剂的柔版印刷、凹版、胶印、丝网印刷、热转印、直接热力热箔或冷箔压印等。印刷后,标签可被模切并以预切形式提供。标签可具有任意形状和/或设计格式。
[0267]可向应用点成卷地供应标签100,在应用点处使用激光器或模切刀片来切割标签,并且把它们转移到例如真空鼓(图12a)或真空带。通过使用由真空鼓或真空带产生的抽吸,标签100可被拾取并被转移到期望位置。
[0268]通过可见或红外光LBl来加热标签100的热可激活层20的一部分21从而将热可激活层20表面的至少一部分从非粘性状态转换成粘性状态可形成物品ITEl和标签100的组合,其中可将光LBl的强度选择成使得在通过光LBl进行加热期间该热可收缩层10的一部分11的温度Tltl保持低于该热可收缩层10的阈值收缩温度TTHK。所述部分11可位于热可收缩层10内以使得距层10上表面的距离等于距层10下表面的距离。
[0269]物品ITEl可被附着到物品ITEl从而使标签100不形成围绕物品ITEl的闭环。物品ITEl可被附着到物品ITEl从而使在用光LBl激活标签100的热可激活层20期间标签100不形成围绕物品ITEl的闭环。物品ITEl可被附着到物品ITEl从而使标签100的热可收缩材料不形成围绕物品ITEl的闭环。物品ITEl可被附着到物品ITEl从而使标签100的热可收缩材料在用光LBl激活标签100的热可激活层20期间不形成围绕物品ITEl的闭环。通过用光LBl加热,便可激活该热可激活层20从而使标签100在层20处于粘性状态时不形成围绕物品ITEl的闭环。可形成标签100和物品ITEl的组合从而使标签100在已经形成热可激活层20与物品表面之间的稳定结合后不形成围绕物品ITEl的闭环。可形成标签100和物品ITEl的组合从而使在标签100的几乎整个底部区域与物品ITEl接触时标签100不形成围绕物品ITEl的闭环。可形成标签100和物品ITEl的组合从而使在标签100的整个底部区域已经与物品ITEl接触后标签100不形成围绕物品ITEl的闭环。
[0270]通过以下示例解说了本发明的各方面:
[0271]示例I 一种用于把标签(100)附着到物品(ITEl)的方法,所述标签(100)包括热可收缩层(10)和热可激活层(20),所述方法包括:
[0272]-通过可见或红外光(LBl)来加热该热可激活层(20)的一部分(21)从而将热可激活层(20)表面的至少一部分从非粘性状态转换成粘性状态,以及
[0273]-当热可激活层(20)的表面为粘性状态时将该标签(100)附着到物品(ITEl),
[0274]其中光(LBl)的强度被选择成使得该热可收缩层(10)的一部分(11)的温度(Tltl)保持低于该热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthk)。
[0275]示例2如权利要求1所述的方法,其中所述标签(100)的热可收缩层(10)的收缩能力大于20%。
[0276]示例3如权利要求1或2所述的方法,其中所述光(LBl)是由二氧化碳激光器(200)提供的激光束。
[0277]示例4如权利要求1至3中任何权利要求所述的方法,其中加热和使所述部分
(21)与所述物品(ITEl)接触之间的时间段的长度短于ls,优选短于0.1s。
[0278]示例5如权利要求1至4中任何权利要求所述的方法,其中所述热可激活层(20)的激活温度(Tact)高于所述热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthk)。
[0279]示例6如权利要求1至5中任何权利要求所述的方法,还包括通过将所述标签
(100)加热到温度(Tm)来从所述物品(ITEl)分离所述标签(100),其中所述温度(Tm)高于或等于所述热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthk),并且所述温度(Tim)高于或等于所述热可激活层(20)的激活温度(Tact)。
[0280]示例7—种包括热可收缩层(10)和热可激活层(20)的标签(100),其中所述热可激活层(20)的激活温度(Tact)高于所述热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthk)。
[0281]示例8如权利要求7所述的标签(100),其中所述标签(100)的热可收缩层(10)的收缩能力大于20%。
[0282]示例9如权利要求7或8所述的标签(100),其中所述热可激活层(20)包括聚氨酯粘合剂,并且所述热可收缩层(10)包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)聚氯乙烯(PVC)、聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、环烯烃共聚物、和/或聚乳酸(PLA)。
[0283]示例10如权利要求7至9任何权利要求所述的标签(100),包括形成至少两个热可激活区域(20a,20b)从而在所述两个区域(20a,20b)之间保留永久惰性区域(22)。
[0284]示例11 一种制造标签(100)的方法,所述方法包括:
[0285]-向包括热可收缩层(10)的结构涂敷分散体;以及
[0286]-干燥所述分散体以便形成包括热可激活粘合剂(ADHl)的固态非粘性层(20),
[0287]其中所述热可激活层(20)的激活温度(Tact)高于所述热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthr)。
[0288]示例12 —种物品(ITEl)及附着到所述物品(ITEl)的标签(100)的组合,所述标签(100)包括热可收缩层(10)和热可激活层(20),其中所述热可激活层(20)的激活温度(Tact)高于所述热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthk)。
[0289]示例13如权利要求12所述的组合,其中所述标签(100)的热可收缩层(10)的收缩能力大于20%。
[0290]示例14如权利要求11或12所述的组合,其中所述物品(ITEl)是玻璃瓶。
[0291]示例15 —种用于从物品(ITEl)分离标签(100)的方法,所述标签(100)包括热可收缩层(10)和热可激活层(20),所述方法包括:
[0292]-将标签(100)加热到温度(Tm),该温度(Tm)高于或等于热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthk)且高于或等于热可激活层(20)的激活温度(Tact)。
[0293]示例16如权利要求15所述的方法,其中所述热可激活层(20)的激活温度(Tact)高于所述热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthk)。
[0294]示例17如权利要求15或16所述的方法,包括把标签(100)浸入经加热的洗涤液(LIQl)中。
[0295]示例18 —种用于把标签(100)附着到物品(ITEl)的设备(500),所述标签(100)包括热可收缩层(10)和热可激活层(20),所述设备包括:
[0296]-光源(200),被配置成通过可见或红外光(LBl)来加热该热可激活层(20)的一部分(21)从而将热可激活层(20)表面从非粘性状态转换成粘性状态;以及
[0297]-保持部件(310、320),被配置成当热可激活层(20)的表面为粘性状态时将所述部分(21)附着到所述物品(ITEl),
[0298]其中所述光源(200)和所述保持部件(310、320)被配置成操作从而使在加热和所述附着之间的时间段期间所述热可收缩层(10)的一部分(11)的温度(Tltl)保持低于所述热可收缩层(10)的阈值收缩温度(Tthk)。
[0299]对本领域技术人员而言,显然根据本发明的设备和方法的修改和变体是可理解的。附图是示意性的。上述参考附图描述的各特定实施例仅是解说性的并非旨在限制由所附权利要求限定的本发明的范围。
【权利要求】
1.一种用于把标签附着到物品的方法,所述标签包括热可收缩层和热可激活层,其中所述热可激活层的激活温度高于所述热可收缩层的阈值收缩温度,其中所述方法包括: -通过可见或红外光来加热所述热可激活层的一部分从而将所述热可激活层的表面的至少一部分从非粘性状态转换成粘性状态;以及 -当所述热可激活层的表面为粘性状态时将所述标签附着到所述物品, 其中所述光的强度被选择成使得所述热可收缩层的一部分的温度保持低于所述热可收缩层的阈值收缩温度。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述标签的热可收缩层的收缩能力大于20%。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中所述光是由二氧化碳激光器提供的激光束。
4.如权利要求1至3中任何权利要求所述的方法,其中加热和使所述部分与所述物品接触之间的时间段的长度短于ls,优选短于0.1s。
5.如权利要求1至5中任何权利要求所述的方法,还包括通过将所述标签加热到一温度来从所述物品分离所述标签,其中所述温度高于或等于所述热可收缩层的阈值收缩温度,并且所述温度高于或等于所述热可激活层的激活温度。
6.如权利要求1至5中任何权利要求所述的方法,其中所述标签被附着到所述物品从而使所述标签不完全围绕所述物品。
7.一种物品与附着到所述物品的标签的组合,所述标签包括热可收缩层和热可激活层,其中所述热可激活层的激活温度高于所述热可收缩层的阈值收缩温度,其中通过由可见或红外光来加热所述热可激活层的一部分从而将所述热可激活层的表面的至少一部分从非粘性状态转换成了粘性状态而将所述标签附着到了所述物品,其中所述光的强度被选择成了使得在加热期间所述热可收缩层的一部分的温度保持低于所述热可收缩层的阈值收缩温度。
8.如权利要求7所述的组合,其中所述标签的热可收缩层的收缩能力大于20%。
9.如权利要求7或8所述的组合,其中所述物品是玻璃瓶。
10.如权利要求7至9中任何权利要求所述的组合,其中所述标签被附着到所述物品从而使所述标签不完全围绕所述物品。
11.一种用于从物品分离标签的方法,其中所述标签和所述物品形成如权利要求8至11中任何权利要求所述的组合,所述方法包括: -将所述标签加热到一温度,所述温度高于或等于所述热可收缩层的阈值收缩温度,并且所述温度高于或等于所述热可激活层的激活温度。
12.如权利要求11所述的方法,包括把所述标签浸入经加热的洗涤液中。
【文档编号】B23B27/08GK104364035SQ201380016173
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年3月25日 优先权日:2012年3月27日
【发明者】N·米切尔, K·梅采约基 申请人:Upm拉弗拉塔克公司
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