用于低温应用的半透明热密封材料的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年4月18日提交的美国临时实用新型专利申请序列号62/486,670的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本发明一般涉及适用于产品标签的材料，并且更具体地涉及用于相对低温应用的半透明热密封标签。

背景技术：

服装和其他制成品的制造商习惯在其上附连显示各项信息的一个或多个标签，比如物品尺寸、纤维含量和保养说明。与吊牌价签等不同，这种标签通常不旨在在购买商品后由消费者移除，而是旨在永久性地粘贴在商品上。实际上，这种标签在行业中通常被称为永久护理标签。

这种标签还通常用于指示制造商的名称或商标、品牌信息、商品来源以及各种产品的其他有用信息。通常，天然或合成材料比如布料、帆布、皮革等接受打印或缝合，并且然后通过缝制、紧固件或粘合剂附连到产品上。然而，大多数标签是由不透光或不透明的材料制成的，这可能会降低产品的美学品质。

一些标签，比如熨烫或加热施加的标签，使用热量和压力来活化胶水或其他粘合剂材料以将标签粘合到产品上。适当的粘附力取决于温度、压力和时间。通常需要超过170摄氏度的温度来活化这些粘合剂，以在标签和产品之间形成可接受的粘合。较低温度的粘合剂可能允许使用较低温度的应用进行足够的粘合，但是需要更高的接触压力或者更长的接触时间，这需要更多的能量输入和/或增加的生产时间以成功地将标签附连到产品上。

因此，在本领域中存在对适合用作热密封标签的材料的长期需要，该材料可以在相对低的温度和压力下在相对短的时间段内附连到产品上，该材料还容易掺混到产品中。本发明公开了一种基本上透明的标签，该标签可以在相对短的时间段内在相对低的温度下热密封到产品。本发明进一步公开了一种用于将这种标签材料施加到产品比如鞋类、衣物或其他物品的上的方法。

技术实现要素：

下面呈现了简化的概述，以便提供对所公开的发明的一些方面的基本理解。该概述不是详尽的综述，并且不旨在标识关键/重要要素或描绘其范围。其唯一目的是以简化的形式呈现一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

在其一方面中，本文公开的和要求保护的主题包括可用于标记产品的标签材料。标签材料优选地包括由正面和背面组成的聚氨酯卷材，和粘合剂。标签材料可以进一步包括可移除背衬或衬垫。

在一个示例性实施方式中，可以使用热感打印机将至少一个打印标记，比如品牌信息、制造商名称或商标、保养说明或任何其他有用的信息，打印到聚氨酯卷材上。一旦定位在产品附近，然后优选地使用相对低的热量和压力活化粘合剂以将聚氨酯卷材粘合到产品，尽管本文也预期和描述了其他粘合剂活化技术。另外，聚氨酯卷材可以是基本上透明的，使得一旦附连，聚氨酯卷材就基本上掺混到产品中。标签材料也可以被分成多个单个标签，每个标签都可以附连到产品。

在另一个示例性实施方式中，描述了将本发明的打印在上面的标签材料施加到产品的方法。该方法优选地包括下列步骤：(i)将一卷标签材料供应到打印机；(ii)在标签材料的聚氨酯卷材上打印至少一个标记；(iii)从聚氨酯卷材移除背衬或衬垫以暴露粘合剂；(iv)将聚氨酯卷材定位在产品上期望的位置；和(v)用热量和压力或者其他可接受的粘合剂活化技术活化粘合剂，以将聚氨酯卷材的部分粘合到产品，从而形成附连到产品的单个标签。

为了实现前述和相关目的，本文结合以下描述和附图描述了所公开的发明的某些说明性方面。然而，这些方面仅指示可以采用本文所公开的原理的各种方式中的几种，并且旨在包括所有这些方面及其等同形式。当结合附图考虑时，由以下详细描述，其他优点和新颖特征将变得显而易见。

附图说明

图1图解了根据所公开的构造的标签材料的前透视图。

图2图解了根据所公开的构造的从标签材料切下的标签的顶透视图。

图3a图解了根据所公开的构造的固定到衣物物品的标签的顶视图。

图3b图解了固定到鞋类物品的标签的前透视图。

图4图解了根据所公开的构造的缠绕在打印机上的标签材料的侧视图。

图5图解了根据所公开的构造的缠绕在打印机上的标签材料的俯视图。

图6图解了根据所公开的构造的缠绕在打印机上的标签材料的下方透视图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明，其中贯穿全文相同的参考编号用于指代相同的元件。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对其的透彻理解。然而，很明显，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他实例中，以框图形式显示了众所周知的结构和设备以便于其描述。

本发明公开了用于标记目的的标签材料。当施加到材料比如皮革、织物、布料等时，该材料优选地是半透明的并且基本上是透明的。然而，还可以预期的是，也可以使用不透光、不透明的标签纸来满足用户的喜好。

本发明使用在粘合应用期间在相对低的温度下以及施加至其的相对低的压力并且在相对短的接触时间段内活化或反应的粘合剂。由于多种原因，期望使用相对低的温度和压力以及相对短的接触时间。首先，与传统的制造技术相比，较低的温度和较低的压力通常意味着对环境的影响较小，因为在制造过程中消耗的能量更少，并且产生的二氧化碳也较少。第二，将标签成功地粘合到产品的较短的接触时间段导致增加的生产率和获盈利率，这两者都是期望的。

可以将本发明的标签材料与油墨打印机组合配置用于热转印技术，油墨打印机比如，但不限于目前由pasadena，california的averydennisoncorporation制造和销售的具有外部复卷机的snap^tm500多头护理标签打印机。

首先参考附图，图1-6图解了根据本发明用于标记产品10的标签材料100。如图1中最佳图解，标签材料100优选地包括聚氨酯卷材110，该聚氨酯卷材110包括正面120和背面130。聚氨酯卷材100通常由聚氨酯树脂制造。在一个实施方式中，聚氨酯卷材100是约100％的聚氨酯树脂，并且在正面120上基本上不含任何原料织物或原料织物带。当施加至产品10，比如衣服、鞋类或任何其他合适的物品时，使用基本上由聚氨酯树脂组成的具有正面120的聚氨酯卷材100对于形成所得的基本上半透明的或透明的标签200是特别有用的。半透明的/透明的标签是特别期望的，因为它们允许标签的非打印部分与附连标签的产品或物品更好的掺混，从而产生如图3a和3b中所描绘的更美观的制成品。尽管如此，还预期了本发明的标签材料可以与不透明的、基本上不透光的标签原料一起使用以满足用户喜好。

如下文所描述，标签材料100进一步包括用于将聚氨酯卷材110粘合到产品10的粘合剂或粘合剂膜140，与传统的制造技术相比，粘合剂或粘合剂膜140在相对低的温度和低的压力下以及较短的接触时间段内反应或活化。粘合剂140可以被涂覆、嵌入或以其他方式施加到聚氨酯卷材110的背面130。

如下文所更充分解释，在一个实施方式中，粘合剂140是聚氨酯热塑性粘合剂膜，尽管预期还可以使用在相对低的温度/短的接触时间应用中使用的其他粘合剂。例如，可以使用其他热粘合剂基底来实现不同的性能或粘合参数以满足用户喜好。如以下所更全面描述，当通过热量和/或压力活化时，粘合剂140将所得标签200的聚氨酯卷材110部分粘合或以其他方式粘贴到产品10。

预期粘合剂140还可以是熔融粘合剂、基于溶剂的粘合剂或乳液粘合剂，并且可包括基于苯乙烯嵌段共聚物的熔融粘合剂或基于丙烯酸的乳液粘合剂以包括丙烯酸酯和任选地丙烯酸的共聚物。粘合剂可以是永久性粘合剂或轻胶粘性粘合剂。永久性粘合剂可以是本领域已知的那些中的任一种，包括但不限于丙烯酸酯、环氧树脂或塑料聚合物。另外，如上文所提及，至少一种粘合剂可以是可热活化的粘合剂。可热活化的粘合剂可以是本领域已知的那些中的任一种，包括但不限于聚酯、丙烯酸或聚酰胺粘合剂。粘合剂或粘合剂衬垫140可以以连续层施加到聚氨酯卷材110，或者可以以具体的图案化布置来施加。

将认识到，尽管本发明的各种优选的实施方式涉及提供外观透明的或半透明的粘合剂140；本发明也可用于提供外观不透明或深色的粘合剂。因此，对于使用前一种类型的粘合剂的许多应用，这种粘合剂优选地不含添加剂、颜料、染料、油墨和/或着色剂，比如例如，炭黑或石墨。并且对于后一种类型的粘合剂，这种粘合剂可包含一种或多种添加剂、颜料、染料、油墨、和/或着色剂，比如例如炭黑或石墨。

可活化粘合剂140的另一个重要属性是粘合剂保持活化状态的能力，即，粘合剂处于胶粘状态足够长的时间以允许在粘合剂失去其粘性之前将标签施加到产品10。该时间段通常被称为粘合剂140的“开放时间”。取决于将标签200施加到产品10的速度，和活化装置和其中将标签施加到产品的点之间的距离，该开放时间可能为几分之一秒，并且长达几分钟或更长。粘合剂140的实施方式可以是在将标签施加到产品10之后约60秒，例如1分钟可重新定位，从而可以在施加之后立即对标签在产品上的位置进行微小的调整。粘合剂140的实施方式在活化标签之后约两分钟内形成标签200和产品10之间的永久粘合，使得标签不能被无意地从产品去除，或在产品上重新定位。

可以使用的其他优选的粘合剂系统通常包括粘合剂基础聚合物、增塑剂和固体增粘剂，增塑剂在低于施加温度下优选地为固体结晶状态，固体增粘剂在低于施加温度下优选地也为固体状态。粘合剂材料的物理状态可以通过改变温度在固体和非固体之间切换。粘合剂的开放时间可以通过调节组分即粘合剂聚合物基料、增塑剂和增粘剂的比例来控制。

在粘合剂的切换温度下，粘附特性和粘度显著改变。因此，可以通过使用本文描述的策略将粘合剂系统从“关闭”热切换为“打开”。如果接着在低于设计的切换温度的温度下将这种粘合剂系统涂覆在面材上，则材料处于其非粘性固体状态。因此，标签构造可以以卷的形式缠绕。在施加过程期间，温度增加到切换温度，使得材料将变化到非固体状态，并且然后展现其粘合剂特性，由于增加的粘合特性，这允许标签根据需要粘附到基底。如果基底展现多孔表面，由于互锁效应，即使当温度降低到低于粘合剂的切换温度，优选的实施方式粘合剂系统将流动到孔中，并很好的“粘着”。

本发明预期使用具有独特特征的各种各样的粘合剂140，这些独特的特征使粘合剂能够用于多种应用中。粘合剂的一个特征涉及活化粘合剂所需的相对短的时间段，即，选择性地将粘合剂从非胶粘状态改变为胶粘状态。快速的活化时间使粘合剂140能够用于高速贴标操作中。此时间段通常被称为粘合剂的“活化时间”。

如本文先前所述，一旦被活化，粘合剂就保持其活化状态足够长的时间，以至少允许在粘合剂失去其胶粘性之前将带有粘合剂的标签施加到物品或接收基底。该特征在本文中被描述为粘合剂的“开放时间”。一旦本发明的粘合剂140被活化，即，当处于其“开放”和胶粘状态时，粘合剂140展现相对高的胶粘性。

另外，在某些实施方式中，本发明的粘合剂140在活化后通常是透明的，以允许光通过而没有任何有害的吸光度，并且允许标签200更好地与它所附连的产品10掺混。优选地，粘合剂140一旦被活化，则在相对长的时间段内保持透明或至少基本上透明的状态，并且优选地持续至少一年，并且更优选地长于一年。

根据本发明，发现，通过使用多官能单体和链转移材料的组合控制多种因素，包括基础聚合物的分子量和分子量分布，以及基础聚合物的多官能单体的水平，获得了一种具有可快速活化、高胶粘性、长开放时间和持久清亮度的优异性能的热可切换粘合剂。当加热时，可活化粘合剂表现得像典型的压敏粘合剂一样，并且胶粘特性可以维持延长的时间段，这允许粘合剂材料在目标基底表面上流动或浸透用以增强粘附力。

到目前为止，最常见的粘合剂活化方案利用热活化，即，使用热量来活化标签粘合剂。对于热活化，可以使用各种其他技术，包括但不限于与加热元件直接接触的加热的鼓或辊，微波能量，与粘合剂接触的加热带以及红外和近红外辐射。另外，使用射频能量、感应热、辐射热和可见光进行加热的一般方法也是众所周知的，并且可以应用于该活化方法列表中。

标签材料100可以进一步包括可移除背衬150。可移除背衬150通常是用于覆盖聚氨酯卷材110的背面130的至少部分半透明的材料，从而将粘合剂140封装在聚氨酯卷材110和背衬150之间，并在使用前对其进行保护。如下面所更全面描述，在粘合剂140和可移除背衬150之间的粘结结合不如粘合剂140和聚氨酯卷材110的背面130之间的粘结结合强，使得通过打印机可以容易地从聚氨酯卷材110移除可移除背衬150。这是正确的，因为通常直到可移除背衬150与粘合剂140和聚氨酯卷材110的背面130分开后，粘合剂140才被活化。

可移除背衬150可以包括多层衬垫，或者可以是包括可以以卷形式供应的单纸或膜层的常规衬垫。在进一步的实施方式中，可移除背衬150可以用剥离涂层(例如，有机硅)涂覆，在一些实施方式中，剥离涂层在通过任何合适的方式施加之后可以是被干燥或固化。在一个实施方式中，可移除背衬150由聚丙烯或聚丙烯膜组成，并且颜色可以是半透明的黄色，尽管也预期了还可以使用其他颜色或材料，而不会影响本发明的总体构思。

例如，其他有用的剥离衬垫/背衬材料包括具有商用有机硅剥离涂层的聚乙烯涂覆纸，具有商用有机硅剥离涂层的聚乙烯涂覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，或当制备这种膜时可以模压有图案(一个或多个)并且其后涂覆商用有机硅剥离涂层的流延聚丙烯膜。例如，一种特别合适的剥离衬垫/背衬是牛皮纸，该牛皮纸具有在带有有机硅剥离涂层的正面上的低密度聚乙烯涂层，和在背面上的高密度聚乙烯涂层。本领域已知的其他剥离衬垫/背衬材料也是合适的，只要它们是针对其相对于选择用于本发明的压敏粘合剂剥离特征来选择的。剥离衬垫/背衬在剥离涂层下面还可以具有聚合物的可模制层。例如，可模制层可以是聚烯烃，比如，但不限于聚乙烯或聚丙烯。剥离衬垫/背衬材料的剥离层的表面可以具有带纹理的饰面、光滑的饰面或带图案的饰面。剥离层可具有随机的微结构化表面比如无光泽的饰面，或具有三维微观结构的图案。当横截面平行于剥离表面的表面截取时，微观结构可具有由圆形、椭圆形、菱形、正方形、矩形、三角形、多边形、线形或不规则形状组成的横截面。

剥离衬垫/背衬150可以在两侧上进一步包括剥离涂层；一侧所具有的剥离涂层的剥离值比另一侧的剥离涂层的剥离值高。可移除背衬150可以是重质衬垫或薄的轻质衬垫。薄衬垫的厚度通常小于标准2.5密耳(0.064mm)，但是也可以小于2.2密耳(0.060mm)、小于2.0密耳(0.051mm)、小于1.8密耳(0.042mm)或小于1.2密耳(0.030mm)。

可移除衬垫/背衬材料150也可以是具有小于1.02密耳(0.0254mm)、小于1密耳(0.0254mm)、小于0.92密耳(0.0233mm)、小于0.8密耳(0.0203mm)、小于0.6密耳(0.017mm)、小于0.50密耳(0.013mm)或等于或小于0.25密耳(0.00626mm)的厚度的超薄或超轻衬垫。这种衬垫是从制造商比如glendale，california的averydennisoncorporation商业上可获得的。

此外，可移除背衬/衬垫150具有还向聚氨酯卷材110添加结构支撑的附加益处，在聚氨酯卷材110等待使用时，结构支撑由用户操纵和/或通过打印机处理。如下面所更全面描述，更具体地，在打印/贴标签过程中，在粘结之前将可移除背衬150从聚氨酯卷材110移除或分离。

如图2所图解，在将可移除背衬150剥掉之后，可以将聚氨酯卷材112的一部分分割或切割成多个单个标签200，其尺寸是任意的。优选地使用相对低的温度和压力技术以及相对短的接触时间将用于形成单个标签200的聚氨酯卷材112的部分固定或粘合到产品10。更具体地，使用相对较低的热量来熔融粘合剂140，其中接触时间用于允许熔融的粘合剂140流到产品10上，并且所施加的压力将熔融的粘合剂推入产品10中。优选地，由于先前讨论的与环境有关的原因，可以在低于170摄氏度的温度下活化粘合剂140。在一个实施方式中，当向与产品10接触的聚氨酯卷材112的部分施加基本上在1.3和1.5kg/cm²之间的范围内施加压力时，在约105和130摄氏度之间的温度下以及基本上4和6秒之间的接触时间内粘合剂140活化。还确定，当在相似的温度和接触时间参数下使用本发明的标签材料时，5巴的压力效果很好。

尽管如此，成功地将所得标签200粘合到产品10所需的接触时间和压力将关于施加的温度和使用的基底类型而变化，并且基于比如，但不限于产品基底组成、颜色、预期的洗涤条件等因素来确定具体的施加设置。施加的压力定义为在施加到产品10时直接施加到标签200和打印机20的压纸卷筒上的压力，其中：

停留时间或接触时间是指压力施加在与产品10接触的标签200上的时间长度，并且应从打印机施加头与产品10上的标签200接触的确切时刻开始测量。尽管如此，如上文所讨论，其他粘合剂140活化技术也预期在本发明的范围内。

如附图中所图解，标签材料100能够从打印机20接收至少一个打印标记30。至少一个打印标记30优选地被打印在标签材料100的正面120上，并且通常通过柔性版打印、喷墨打印、静电打印、热打印技术等，或通过本领域技术人员已知的用于在表面上产生标记的任何其他合适的技术来完成。打印标记30可以包括商标、品牌信息、图像、徽标、字母、数字、主题、图像、护理说明或期望打印在标记或标签上的几乎任何其他文字、符号或通信。另外，如图3a和3b中所图解，由于当粘合到产品10时，所得标签200的聚氨酯卷材110部分和粘合剂140可能基本上是透明的，因此只有打印标记30看起来很容易看见，从而在产品10上产生了清洁且美观的效果。

图2描绘了本发明的单个标签200，其由能够接收至少一个打印标记30的聚氨酯卷材部分210组成并且包括正面220和底面230。标签200进一步包括用于将聚氨酯卷材部分210附连到产品10的粘合剂140。如上文所描述，粘合剂140可以通过本文描述的任何合适的活化技术来温度活化。每个标签200可以进一步包括覆盖和保护粘合剂140的可移除背衬部分250，在将聚氨酯卷材部分210粘合到产品10之前该可移除背衬部分250是可移除的。如上文所描述，粘合剂140被活化。

如前所述，打印机20通常是标签打印机、油墨打印机或热感打印机，其类似于目前由pasadena，california的averydennisoncorporation制造和销售的示例性的snap^tm500多头护理标签打印机。当在将标签200施加到产品10期间从聚氨酯卷材110移除背衬150时，打印机20优选地使用外部复卷机来收集和卷绕可移除背衬150。

已经描述了标签材料100和多个单个标签200的示例性结构，现在将描述将单个标签200施加到产品10的方法。如图4-6中所图解，标签材料100通常被存储为一卷材料。该卷被送入打印机20，并且至少一个打印标记30被所述打印机打印在标签材料100的聚氨酯卷材110上。然后，通过打印机20从聚氨酯卷材110上移除背衬150以暴露出粘合剂140。当移除背衬150时，优选地，随着聚氨酯卷材110前进通过打印机20，同时在打印机卷取机上再缠绕。从聚氨酯卷材110上切下具有至少一个打印标记30的聚氨酯卷材112的一部分以形成至少一个单个标签200，该标签200定位在产品10上的期望位置。然后通过使用上文讨论的热、接触时间和压力参数或另一种可接受的粘合剂活化技术来活化粘合剂140，将至少一个单个标签200粘合或施加到产品10。

更具体而言，在本发明的一个实施方式中，可以在约1.3和1.5kg/cm²之间的压力下将约105和130摄氏度之间的温度施加到定位在产品10上的单个标签200，持续约四至六秒。一旦附连，单个标签200将看起来是大部分不可见的，只有打印标记30容易地从附连标签200的产品辨别出来。本发明的所得标签200能够保存复杂的sku信息，并且能够粘附到宽范围的产品和基底，包括但不限于天然或合成材料，比如布料、帆布、皮革等。

上面已经描述的内容包括所要求保护的主题的实例。当然，为了描述所要求保护的主题的目的，不可能描述组分或方法的每种可能的组合，但是本领域的普通技术人员可以认识到，所要求保护的主题的许多进一步的组合和排列是可能的。因此，要求保护的主题旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有这样的改变、修改和变化。此外，就在具体说明书或权利要求中使用术语“包括(include)”的程度而言，如当在权利要求书中用作过渡词时包括(comprising)”所解释，这种术语旨在以与术语“包括(comprising)”相似的方式被包括。