专利名称：印刷的泡沫薄膜包装的制作方法
技术领域：
本发明涉及包含泡沫薄膜层的包装领域。
背景技术：
聚烯烃塑料薄膜用于构造能够容纳消费品的各种包装，诸如袋子和小袋。例如，用 于容纳堆叠的一次性尿布或卫生制品的袋子、用于湿擦拭物的小袋以及容纳颗粒状衣物洗 涤剂的袋子经常由塑料薄膜制成。用于形成包装的塑料薄膜可为单层薄膜(称作单膜)、共 挤出的层的组合、或彼此粘附的单独制备的层的层压物。在几乎所有的包装中，某种标记被 印刷在塑料薄膜上。通常用来压印塑料薄膜的两种类型的印刷为柔性版印刷和卷筒纸凹版印刷。柔性 版印刷利用由柔韧的弹性体材料制成的柔性印刷板。要被印刷在包装上的标记的凸起的浮 雕图像存在于柔韧的印刷板上。浮雕图像用墨涂覆，然后被压印到塑料薄膜上。通常，一个 或多个柔性版印刷板定位在旋转的印刷滚筒上，所述印刷滚筒当薄膜在印刷轮下移动时印 刷在薄膜片上。每个板可载有一种不同类型或颜色的墨。卷筒纸凹版印刷使用具有雕刻的 浮雕图像的印刷板。印刷板通常由金属制造并经常被成型为圆柱形印刷辊。墨被吸到雕刻 的图像上并被转印到塑料薄膜上。由于柔性版印刷和卷筒纸凹版印刷均涉及使塑料薄膜的 表面与浮雕图像接触以将墨转移到薄膜上，因此塑料薄膜的表面结构的变化将影响印刷质 量。轮转凹版印刷机可具有多个印刷辊，而每个辊可载有一种不同类型或颜色的墨。与塑料薄膜包装相关的大部分成本是用于制造薄膜的塑料树脂的成本。近来的技 术进步已使制造用于如上所述类型的包装的合适厚度(10-250微米)和强度的泡沫聚烯 烃薄膜成为可行。适用于包装的若干个示例性泡沫聚烯烃薄膜描述于欧洲专利1 646 677 中。泡沫薄膜的使用使得能够用在发泡工艺期间形成或结合到薄膜中的气泡来替换部分树 脂(例如，按重量计5-50%)。因为由气泡留下的空隙或单元占据原先由树脂填充的体积， 所以泡沫薄膜允许减少树脂而不会相应地减小薄膜厚度(通常被称为薄膜的厚度)。泡沫薄膜的一个明显的特征是，与相同厚度的非泡沫薄膜相比，泡沫薄膜具有粗 糙的表面结构。由薄膜中的空隙的存在所形成的粗糙质地使得难以使用柔性版印刷或卷筒 纸凹版印刷来直接印刷到泡沫薄膜上。粗糙质地由于表面中的未接触印刷板的浅凹而趋于 在墨的覆盖中导致空隙。墨的覆盖中的这些空隙不仅降低了包装的外观以及其图形和文字 的吸引力，而且还可能会降低条形码的图像质量，使得条形码阅读器无法解码条形码。发明概述一种制造具有可接受质量的印刷标记的包装的方法包括提供至少一个泡沫薄膜 层，其中所述泡沫薄膜层具有介于10和250微米之间的厚度并且与基本上相同厚度和组成 的非泡沫薄膜相比具有介于5%至50%之间的密度减小。至少一个泡沫薄膜层的第一表面 被印刷在包装的印刷的表面上。如下所述将标记印刷到印刷的表面上将墨施加到印刷机 表面上并使所述印刷的表面与涂有墨的印刷机表面接触以用墨涂覆所述印刷的表面。印刷 机表面包括具有顶部表面的多个凸点，所述顶部表面被构造成接触印刷的表面以将标记压 印到印刷的表面上。凸点具有不大于约70%的网点百分比，并且在一些实施方案中，所述网点百分比介于50%至60%之间。在一些实施方案中，可选择墨以便与被选择来将基本上相同的标记印刷到基本上 相同厚度和组成的非泡沫薄膜的印刷表面上的墨相比，该墨具有大约20秒的增加的粘度。 可选择墨以使其具有大于将基本上相同的标记印刷到基本上相同厚度和组成的非泡沫薄 膜的印刷表面上的墨的浓度约30% -50%的浓度。可使印刷的表面在大于用来将基本上相 同的标记印刷到基本上相同厚度和组成的非泡沫薄膜的印刷表面上的印刷机压力的压力 下与涂有墨的印刷机表面接触。包装包括至少一个泡沫薄膜层，其中所述泡沫薄膜层具有介于10和250微米之间 的厚度并且与基本上相同厚度和组成的非泡沫薄膜相比具有介于5%至50%之间的密度 减小。包装也包括可接受质量的印刷标记被印刷在包装的印刷的表面上。至少一个泡沫薄 膜层的第一表面被印刷在包装的印刷的表面上。在一些实施方案中，包装由共挤出的泡沫 薄膜制成，所述泡沫薄膜具有顶层，该顶层包括具有印刷的表面的泡沫薄膜。在其它实施方 案中，包装包括具有顶层的泡沫薄膜层压，所述顶层包括具有印刷的表面的泡沫薄膜。附图概述
图1为泡沫薄膜的顶部平面图，所述泡沫薄膜具有根据本发明的一个或多个实施 方案的印刷标记。图2为作用于根据本发明的一个或多个实施方案的图1的泡沫薄膜上的印刷板的 横截面视图。图3为图2的印刷板的顶部平面图。图4为作用于具有印刷标记的非泡沫薄膜上的现有技术印刷板的横截面视图。发明详述泡沬薄膜如本文所用，术语“薄膜”是指具有适用于消费品包装例如袋子和小袋的厚度的薄 膜，例如薄膜厚度介于约10和250微米之间。如本文所用，术语“泡沫薄膜”是指包含至少一个厚度介于10和250微米之间的 层且包含气泡或空隙体积或单元的薄膜，其中所述层与不包括气泡或空隙体积或单元的相 同厚度的薄膜相比表现出至少5%的密度减小(如根据ASTM D4321所确定)。如本文所用，术语“具有可接受质量的印刷标记”是指符合业界对于消费品包装上 的印刷清晰度和密度的标准的标记，诸如例如字符、图形、和着色区域。确定标记是否具有 可接受的质量的一种非正式方法是墨在肉眼透过它可看到下面的泡沫薄膜的区域中是否 存在空隙。用来测定条形码标记是否具有可接受的质量的两种业界已知的测试为IS0/IEC 15415条形码印刷质量测试规格和IS0/IEC 15416，该IS0/IEC15416从“4A”(最好)到 “OF”(最差)来评级条形码的可读性。根据IS0/IEC 1M16测得的2C的条形码可读性通 常被认为具有业界可接受的质量。确定图形和着色区域是否具有可接受的质量的另一个示 例性方法是用密度计来测量印刷区域的密度。在许多情况下，可使用ASTM F 2036标准来 印刷和测定特定测试图案。对于印刷在白纸上的实黑区域，1. 1至1. 8密度单位的密度通常 被认为具有业界可接受的质量。图1为具有标记15的泡沫薄膜10的顶部平面图。泡沫薄膜10可用来制造包装。泡沫薄膜10通常具有介于约10和250微米之间的厚度并由泡沫聚烯烃树脂制成。许多不 同组分的共混物可用于聚烯烃和组分中，所述组分因为它们的各种特性例如强度和不透明 性而被选择。聚乙烯(例如，低密度聚乙烯LDPE，线性低密度聚乙烯LLDPE，高密度聚乙烯 HDPE,中密度聚乙烯MDPE，茂金属聚乙烯mPE，乙基乙酸乙烯酯EVA，以及它们的混合物)和 聚丙烯及其共混物是经常用来制造泡沫薄膜10的示例性类型的材料。图1中示出的薄膜 10因为由单个的层组成，因此被称为单膜。如图2最佳所示，薄的泡沫单膜10由树脂12，诸如例如聚烯烃组成，具有由气泡 14留下的空隙。制造泡沫单膜10的一种方法是在加热之前，向母批料树脂12中添加一种 或多种化学发泡剂，诸如例如碳酸氢钠粉末和成酸剂。在加热时，化学发泡剂释放二氧化 碳。二氧化碳在随后的加工步骤中膨胀并在单膜10中形成气泡14。描述发泡剂转变成二 氧化碳的一个示例性化学式是NaHCO3 (碳酸氢钠粉末)+H+ (成酸剂)一Na++C02+H20一些二氧化碳气泡14从熔融的树脂12中逸出而其他的气泡在冷却期间则被捕获 在树脂12中以形成在树脂固化之后仍存在的空隙。与使用在树脂中反应以生成气泡14的 化学发泡剂不同的可供选择的方法是在薄膜制造期间将气体诸如例如二氧化碳注入到塑 料挤出机中。图2中所示的气泡14通常为雪茄形状的，然而可考虑其他形状。气泡14通常 是雪茄形状的并且取向在薄膜挤出的方向上。在具有40微米厚度的泡沫薄聚乙烯单膜中， 典型的雪茄形状的气泡可具有10微米的直径和介于50和300微米之间的长度。薄的泡沫 单膜10的泡沫结构通常朝向表面是闭合的，使得基本上所有的靠近表面的气泡14都是闭 合的。由于气泡14形成了占据本应由非泡沫薄膜中的树脂12占据的体积的空隙，薄的泡 沫单膜10与非泡沫单膜相比使用更少的树脂12(参见例如图4中的非泡沫薄膜120)并同 时保持基本上相同的厚度。尽管气泡通常是闭合的，但也可存在提供表面不规则性(例如 槽或凹)的开孔气泡。单膜10也可为顶部、或印刷的共挤出泡沫薄膜层或泡沫薄膜层压体(未示出)。 许多薄膜包装使用薄膜共挤出物或层压体，这是因为可选择每层的组成以有助于所得的包 装的期望质量。为了制备泡沫薄膜共挤出物，用于每层的树脂被共挤出并同时熔融和冷却 在一起以形成层状的共挤出薄膜。因此，泡沫薄膜共挤出物包括彼此直接相邻的每种类型 树脂的层。泡沫薄膜共挤出物可包括被选择用来提供例如强度、不透明性、印刷质量和不透 湿性的层。泡沫薄膜层压体类似于薄膜共挤出物，因为它们两者均包括被选择以有助于获得 所得包装的期望质量的不同类型的层。然而，薄膜层压体的层被单独地形成和冷却而不是 以熔融形式组合。层压体通常在一个或多个层不是特别适用于共挤出时使用，诸如例如与 塑料层相比要求显著不同的加工技术的金属化的层。单独的层然后可彼此固定，诸如例如 使用粘合剂。根据本发明，泡沫薄膜共挤出物和层压体具有泡沫顶层。包装标记被印刷在 该顶层上。还考虑到了涂布-挤出的层压体，其中至少一个层是泡沫层，该泡沫层可为先前 形成的基底之后与不同的层涂布-挤出，或泡沫层可为涂布-挤出的层。在泡沫层为先前 泡沫化的基底之后与不同的层涂布-挤出的情况下，泡沫层可在涂布-挤出过程之前、期间 或之后印刷。在泡沫层为涂布-挤出的层的情况下，其在所述层被充分地冷却用于印刷时 在涂布-挤出过程之后的任何时间被印刷。
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无论印刷的泡沫层为单膜还是具有多层结构的层，泡沫薄膜层均可在任何方便的 时间印刷。其也可被印刷在一侧或两侧上，并且所述侧面可同时印刷或按顺序印刷。泡沫 薄膜或泡沫薄膜层可接受柔性版印刷和卷筒纸凹版印刷工艺中的一者或两者的印刷。在泡沬薄膜上印刷柔性版印刷是直接旋转印刷方法，所述直接旋转印刷使用橡胶或光致聚合物板中 的弹性浮雕图像来将标记印刷到用于制造包装的塑料薄膜上。在许多情况下，所述板或多 个板安装在可旋转的印刷滚筒上，所述滚筒在连续的塑料薄膜片在印刷滚筒下通过时对其 进行印刷。图4是压印有标记(如图1中所示的标记15)的现有技术非泡沫薄膜120的横 截面视图。印刷板100诸如例如柔性版印刷板的印刷机表面112接触非泡沫薄膜120的印 刷机表面122。如图6所示，印刷机表面112是基本上平面的以使墨完全覆盖印刷的表面。已发现，使用平坦的柔性版印刷机表面诸如印刷机表面112以在泡沫薄膜(例如 泡沫薄膜10)上印刷将产生不可接受质量的印刷标记。墨中的空隙肉眼可见，使得印刷质 量对于许多包装应用而言是不可接受的。已对用于非泡沫薄膜的柔性版印刷工艺进行了调 节以试图获得墨在泡沫薄膜上的可接受水平的覆盖率。例如，印刷机表面112接触泡沫薄 膜上的印刷的表面的压力已被降低以便更好地填充泡沫薄膜10的粗糙表面的下陷轮廓。 这两种方法都没有能够产生泡沫薄膜上的具有可接受质量的印刷标记。考虑到在泡沫薄膜上获得可接受的印刷质量的难度，一种用泡沫薄膜来生产印刷 的包装的方法将是用可印刷的非泡沫层例如共挤出或层压的层来覆盖泡沫薄膜。然而，在 泡沫薄膜上包括特殊的印刷层将抵消掉通过使用泡沫薄膜所获得的成本节省。因此，期望 开发出一种用于直接在泡沫薄膜上印刷的方法而不管泡沫薄膜之后是否包括单膜或用作 多层结构中的层。图2示出了点状的或半色调的柔性版印刷板30，该印刷板用于将标记15 (图1)压 印到泡沫薄膜10上。点状印刷板30包括具有多个凸点32的印刷机表面31。所述凸点32 具有顶部表面(图3中的35)，所述顶部表面接触泡沫薄膜10的印刷的表面16以在泡沫薄 膜上产生具有可接受质量的印刷标记(例如标记15)。点状或半色调的印刷板30目前用在 许多基底上以产生图像中的阴影。实现该阴影的方法是印刷其间具有空间的点，使得所述 点总体上覆盖小于被印刷区域的整个区域。被点的顶部表面覆盖的印刷区域与被印刷的总 表面区域的比率在业界被称为网点百分比。图3为点状柔性版印刷板30的顶部平面图。标记15的浮雕图像39(图1)被凸 点32限定。当凸点32的顶部表面35接触印刷的表面16(图2)时，标记15被压印在印刷 的表面16上而没有覆盖方面的可见空隙。已发现，使用网点百分比不大于约70%的点状印 刷板30将在泡沫薄膜10上产生具有可接受质量的标记(例如标记15)。令人惊奇的是，当网点百分比大于70%时，印刷质量似乎下降，因为墨中的空隙变 得可见。点状印刷板效果好于泡沫薄膜10上的固体印刷板的一个原因可能是柔韧的凸点 32能够移动并适形于粗糙表面，例如进入泡沫薄膜10的粗糙印刷表面16的凹陷区域中。 此外令人惊奇的是，具有增加的粘度的墨，诸如例如与非泡沫薄膜上使用的墨的粘度相比 增加了 20秒的粘度，当在点状印刷板30的基础上使用时也增强了墨覆盖的质量。在一些 情况下，增加印刷机表面31接触印刷的表面16的压力可能是有利的。另一个观察到的能 改进泡沫薄膜上的印刷质量的方法是在印刷板30上使用更软的硬度测验器材料。
例如，在一个测试中，使用具有介于约50%至60%之间的网点百分比的点状印刷 板30以在40μπι泡沫薄膜上产生具有可接受质量的印刷标记，其中树脂减少大约20%。与 用于相同厚度的非泡沫薄膜的压力相比，印刷滚筒上的压力增加20 μ，并且网纹辊上的压 力增加10 μ。使用与用于非泡沫薄膜的墨相比粘度增加20秒的墨。该配置产生在泡沫薄 膜上的令人满意水平的墨覆盖。为了补偿点状印刷板的使用，可能有利的是增加墨的浓度 大约30-50%。墨的浓度是墨颜色强度的指标。下面的图表概括了与用于在非泡沫薄膜上 印刷的印刷参数相比用于在泡沫薄膜上进行直接柔性版印刷的印刷参数。
权利要求
1.一种构造包装的方法，所述包装具有存在于印刷的表面上的可接受质量的印刷标 记，所述方法包括提供至少一个泡沫薄膜层，其中所述泡沫薄膜层具有介于10和250微米之间的厚度并 且包括与基本上相同厚度和组成的非泡沫薄膜相比介于5%至50%之间的密度减小，其中 所述至少一个泡沫薄膜层的第一表面为所述包装的印刷的表面；以及通过将墨施加到印刷机表面上并使所述印刷的表面与所述涂有墨的印刷机表面接触 以用墨涂覆所述印刷的表面，来将所述标记印刷在所述印刷的表面上；其中所述印刷机表面包括多个凸点，所述凸点具有顶部表面，所述顶部表面被构造成 接触印刷的表面以将所述标记压印到所述印刷的表面上，并且其中所述凸点具有不大于约 70%的网点百分比。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述凸点具有介于约50%-60%之间的网点百分比。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述凸点具有大约70%的网点百分比。
4.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述墨被选择成具有与被选择用于将基本 上相同的标记印刷到基本上相同厚度和组成的非泡沫薄膜的印刷表面上的墨相比大约20 秒的粘度增加。
5.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述墨被选择成具有大于被选择用于将基 本上相同的标记印刷到基本上相同厚度和组成的非泡沫薄膜的印刷表面上的墨的浓度大 约30% -50%的浓度。
6.如前述任一项权利要求所述的方法，其中使所述印刷的表面以大于将被用来将基本 上相同的标记印刷到基本上相同厚度和组成的非泡沫薄膜的印刷表面上的印刷压力的压 力与涂有墨的所述印刷机表面接触。
全文摘要
本发明公开了一种构造具有可接受质量的印刷标记的包装的方法，所述方法包括提供至少一个泡沫薄膜层，其中所述泡沫薄膜层具有介于10和250微米之间的厚度并具有与基本上相同的厚度和组成的非泡沫薄膜相比介于5％和50％之间的密度减少。所述至少一个泡沫薄膜层的第一表面为包装的印刷的表面。将标记印刷在所述印刷的表面上，方法是将墨施加到印刷机表面上并使所述印刷的表面与涂有墨的印刷机表面接触以用墨来涂覆所述印刷的表面。所述印刷机表面包括多个点，所述点被构造成接触所述印刷的表面以将标记压印到印刷的表面上。所述点具有不大于约70％的网点百分比。
文档编号B65D65/38GK102066102SQ200980123590
公开日2011年5月18日 申请日期2009年6月22日 优先权日2008年6月20日
发明者M·莱姆斯, N·J·罗杰斯 申请人:宝洁公司