專利名稱：可重復(fù)使用的帶標(biāo)簽的塑料包裝箱的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及帶有至少一個(gè)僅用油墨的標(biāo)簽的可重復(fù)使用的塑料包裝箱，在聚合物表面覆印僅用油墨的標(biāo)簽的方法和用于可重復(fù)使用的塑料包裝箱的系統(tǒng)。
尤其，本發(fā)明涉及一種標(biāo)記可重復(fù)使用的塑料包裝箱的技術(shù)，更具體地，是在塑料包裝箱上涂布用于裝飾性推銷和/或信息性的標(biāo)簽。再具體些，本發(fā)明涉及應(yīng)用一種在聚合物基體上只覆印圖案油墨的復(fù)合標(biāo)簽的技術(shù)，向包裝箱覆印標(biāo)簽油墨的方法，通過(guò)后處理過(guò)程中后加膜密封油墨加固標(biāo)簽油墨的方法，并最終能不破壞包裝箱而去除復(fù)合的油墨標(biāo)簽，也就是說(shuō)，不用對(duì)基體表面進(jìn)行破壞性處理，從而可以重新標(biāo)記。
目前，塑料包裝箱是使用三種不同方法之一進(jìn)行標(biāo)記的。最常用的方法是在最終用戶使用前絲網(wǎng)印刷不可去除的永久圖案。這種標(biāo)簽通過(guò)兩種或三種顏色的高耐久的裝飾提高了被包裝產(chǎn)品的消費(fèi)檔次。但該技術(shù)顏色品種有限，缺乏其它標(biāo)簽手段能夠提供的改進(jìn)圖案，不具有變換圖案以滿足市場(chǎng)戰(zhàn)略的靈活性而導(dǎo)致了大量過(guò)時(shí)產(chǎn)品的庫(kù)存，而且僅在四個(gè)往返(trips)后就顯現(xiàn)磨損痕跡(典型包裝箱的預(yù)期壽命在60個(gè)往返)，因此與其它標(biāo)記手段相比費(fèi)用較高。
第二種方法包括，裝箱和封口時(shí)在塑料包裝箱上膠貼印好的紙標(biāo)簽。這種標(biāo)簽幾乎是無(wú)所不能的。然而，它幾乎不能經(jīng)受裝卸和暴露于潮濕帶來(lái)的標(biāo)簽損傷，也不能承受可重復(fù)使用的容器所必需的清洗步驟，而需要重新貼標(biāo)簽。
第三種，也是最近開(kāi)發(fā)的包裝箱標(biāo)記技術(shù)，就是涂布?jí)好舻谋?biāo)簽。這是廣泛采用的方法，但使用周期有限，因?yàn)樾枰サ臅r(shí)候難于除去且價(jià)格較高。
對(duì)于可重復(fù)使用的包裝箱的需求，是工業(yè)上優(yōu)先的和全世界不同地區(qū)關(guān)于可重復(fù)使用的(再裝料)容器替代一次性包裝箱的政府立法的直接結(jié)果，在這種回收利用的氛圍中，處理包裝飲料容器的一個(gè)全新市場(chǎng)已經(jīng)形成了。目前對(duì)于可再裝料的PET和玻璃瓶容器確已如此。一些國(guó)家，尤其在歐洲，已投入了大量資金創(chuàng)建主要依賴于可重復(fù)使用的包裝箱概念的分銷體系。
顯然，在該回收(再裝料)市場(chǎng)中，唯一存在的產(chǎn)品是那些能夠在包裝箱外表進(jìn)行印刷的那些。考慮到裝卸、空間和儲(chǔ)存，銷售的、商標(biāo)、促銷的、UPC代碼或其它信息是印在包裝箱外表的。原因是，多數(shù)情況下，包裝箱堆在商家如雜貨店中，只露出側(cè)板和端板。象這樣，在包裝箱所述板上存在的是唯一區(qū)別一種產(chǎn)品和另一種產(chǎn)品的特征。
在使用可重復(fù)使用的包裝箱時(shí)，對(duì)各種不同的產(chǎn)品或品牌使用一種統(tǒng)一的包裝箱是非常有吸引力的。然而，只有存在一種能在包裝箱上提供圖案或印記的方便廉價(jià)的方法時(shí)，這才成為可能，并且當(dāng)包裝箱返回瓶裝線用于再裝箱后，圖案或印記能夠除去。
另一方面，包裝箱上的標(biāo)簽、圖案或印記必須持久，尤其在運(yùn)輸和存放的過(guò)程中，這是非常重要的更重要的是甚至在潮濕條件下仍然持久。
所以，本發(fā)明的目的是提供一種可重復(fù)使用的塑料包裝箱，在其至少一個(gè)表面上有印記、標(biāo)簽或圖案，使用時(shí)，持久、耐刻劃、耐磨損、耐氣候、耐潮濕，但一旦返回工廠在清洗包裝箱時(shí)容易除去。
本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種標(biāo)記塑料容器如飲料瓶包裝箱的方法。
本發(fā)明再一個(gè)目的是在將飲料瓶裝入時(shí)標(biāo)記塑料容器的方法，使標(biāo)簽指示出特殊的內(nèi)容物。
本發(fā)明另一個(gè)目的是，塑料容器上的標(biāo)簽?zāi)艹惺芩邪徇\(yùn)接觸以及室內(nèi)或室外環(huán)境的存放條件。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是，當(dāng)塑料容器返回飲料廠再裝箱時(shí)，如果需要，在所使用的標(biāo)準(zhǔn)包裝箱清洗機(jī)中已被輕松、徹底地除去了標(biāo)簽。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是，有關(guān)除去標(biāo)簽的性能可被控制，以便施行標(biāo)準(zhǔn)包裝箱清洗操作時(shí)，標(biāo)簽不被除去或損傷，只在特殊的、更加嚴(yán)格的包裝箱清洗操作中才被除去。
本發(fā)明的一個(gè)目的是，標(biāo)簽綜合了圖案的全部范圍，從簡(jiǎn)單的單色直到全照相復(fù)制。
最后一個(gè)目的是該方法簡(jiǎn)便便宜。
發(fā)明概述根據(jù)按本發(fā)明的可重復(fù)使用的塑料包裝箱包裝達(dá)到了上述這些和其他的目的，所述的包裝箱在其至少一個(gè)表面上提供了可通過(guò)嚴(yán)格清洗去除的僅用油墨的標(biāo)簽，所述標(biāo)簽通過(guò)一活性粘合層被粘在所述包裝箱的所述至少一個(gè)表面上。
這里，術(shù)語(yǔ)“僅用油墨的標(biāo)簽(ink only label)”用來(lái)定義一個(gè)沒(méi)有紙或塑料支撐膜、但包含一層直接覆印在表面上的油墨的圖案層。經(jīng)常通過(guò)圖案層還可至少部分地看到該表面。通過(guò)用反印標(biāo)簽(reverseprinted label)轉(zhuǎn)印圖案，僅用油墨的標(biāo)簽可方便地覆印到表面上。
依照本發(fā)明所使用的標(biāo)簽，必須基于一個(gè)沒(méi)有支撐材料的油墨圖案。油墨圖案通過(guò)粘合劑粘在包裝箱表面，圖案表面可用保護(hù)層保護(hù)起來(lái)。
本發(fā)明明顯地改進(jìn)了基于紙張或塑料標(biāo)簽的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)。為除去那些標(biāo)簽，必須采用昂貴的高壓設(shè)備，尤其是在包裝箱的相鄰面都需要標(biāo)簽的情況下。想要象本發(fā)明一樣，通過(guò)簡(jiǎn)單浸泡去除標(biāo)簽是根本不可能的。而且，標(biāo)簽殘?jiān)子诙氯b箱清洗設(shè)備。
本發(fā)明系統(tǒng)廉價(jià)，更有益于環(huán)境，因?yàn)閮H用油墨的標(biāo)簽容易從浸泡液中去除并回收。
本發(fā)明也提供了標(biāo)簽掃描的可能性，如在其中包括UPC代碼，用來(lái)限定容器、內(nèi)容物或任何其它有用信息。本系統(tǒng)也允許生產(chǎn)商減少包裝箱庫(kù)存，因?yàn)椴辉儆斜匾獌?chǔ)備所有品牌或種類的包裝箱。對(duì)于生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)，依照本發(fā)明系統(tǒng)，使對(duì)于每種原材料(如瓶子)不管該材料的品牌而只用一種包裝箱成為了可能。這就使大量節(jié)約包裝箱庫(kù)存成為了可能。當(dāng)然，如果一個(gè)國(guó)家或洲的全部工業(yè)都決定采用本系統(tǒng)的話，節(jié)省將是更為巨大的。
在這種情況下，許多不同的飲料容器制造商(瓶生產(chǎn)商)使用共用的包裝箱，但仍通過(guò)本發(fā)明保持了獨(dú)自的市場(chǎng)特征。同時(shí)，一種改進(jìn)的有益于用戶且成本有效的回收體系將是完美的。一個(gè)國(guó)家甚至多個(gè)國(guó)家均可采用該體系。
依照一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，一層透明保護(hù)涂層貼在僅用油墨的標(biāo)簽之上。該涂層增加了標(biāo)簽的耐環(huán)境影響的能力。通常保護(hù)涂層的材質(zhì)和油墨材質(zhì)是相匹配的。更優(yōu)選地，所有材料、粘合劑、油墨和保護(hù)涂層都是丙烯酸酯聚合物。為進(jìn)一步增加標(biāo)簽的壽命，在標(biāo)簽(和涂層)覆印后，最好再處理一次或多次。這些處理提供了各層材料之間的聚結(jié)(coalescence)，導(dǎo)致使用壽命延長(zhǎng)，但不增加清洗難度。
仔細(xì)選擇標(biāo)簽的組成、保護(hù)涂層的使用和后處理方法，可以控制標(biāo)簽的性質(zhì)，尤其有關(guān)清洗包裝箱的性質(zhì)。更具體地，可以設(shè)計(jì)一種系統(tǒng)，使標(biāo)簽?zāi)茉跇?biāo)準(zhǔn)包裝箱清洗時(shí)去除。這意味著每次返回飲料裝箱廠后，可去除舊標(biāo)簽再涂敷上新的任選是不同的標(biāo)簽。另一方面，標(biāo)簽可以做得很耐久，以至于在標(biāo)準(zhǔn)的包裝箱清洗時(shí)，標(biāo)簽不被去除或損傷，除非采用特殊的嚴(yán)格的清洗操作。這樣，標(biāo)簽是非永久性的，但具有永久印記如絲網(wǎng)印刷的所有優(yōu)點(diǎn)，而沒(méi)有它的缺點(diǎn)，如投資成本高、能源需求大、靈活性差、顏色品種少。
在包裝箱表面粘著標(biāo)簽圖案時(shí)所使用的粘合劑的選擇，將至少部分地依據(jù)于標(biāo)簽的期望使用壽命是一次還是多次往返。當(dāng)然，在清洗包裝箱時(shí)，粘合劑必須能被去除。在包裝箱上覆印圖案前或覆印期間，粘合劑必須被活化。覆印圖案方便且通常優(yōu)選的方法是，采用以反印標(biāo)簽方式已覆印在圖案上的可熱活化的粘合劑。其它的方法包括使用能用輻射、化學(xué)試劑、電子束、微波、紫外線等方法活化的粘合劑。也可以用能光引發(fā)活化、濕活化，酶作用活化以及壓力或超聲處理活化的粘合劑的使用。
優(yōu)選地，采用可被熱活化或壓力活化的粘合劑。后一種情況也包括這樣的粘合劑，雖然沒(méi)有壓力時(shí)也是粘的但加壓時(shí)才保持粘附。
優(yōu)選地，在包裝箱表面涂布圖案前，粘合劑存在于圖案的反面。然而，也可以在轉(zhuǎn)印圖案前向包裝箱涂敷粘合劑。另一種可行方法是，采用己摻加粘合劑的圖案中的油墨。
如果使用保護(hù)層，可在圖案轉(zhuǎn)印在包裝箱后涂敷上，如采用傳統(tǒng)的輥涂機(jī)。另一種方式是在圖案轉(zhuǎn)印時(shí)，保護(hù)層是圖案材質(zhì)的一部分。
本發(fā)明也提供了一種在聚合物表面，尤其在包裝箱表面上覆印僅用油墨的標(biāo)簽的方法。
本發(fā)明方法在其最廣泛的形式中包括-提供表面，優(yōu)選地，以勻速移動(dòng)，-在基體上置一反印標(biāo)簽，該標(biāo)簽用一種可活化的粘合劑與基體分離，并且該可活化的粘合劑優(yōu)選地印在該標(biāo)簽之上，并且一在聚合物表面上轉(zhuǎn)印標(biāo)簽油墨。
標(biāo)簽優(yōu)選地覆印在預(yù)處理過(guò)的且對(duì)溫度穩(wěn)定的聚合物表面上。標(biāo)簽覆印是通過(guò)采用輥?zhàn)?、涂漆用橡膠片、刮刀或氣刀從膜基體上轉(zhuǎn)印油墨來(lái)覆印的。優(yōu)選地，在壓力下采用熱輥。如前文所述，粘合劑可置于標(biāo)簽上也可置于聚合物表面上。在轉(zhuǎn)印前或轉(zhuǎn)印期間，粘合劑必須活化。根據(jù)粘合劑種類，活化方法各不相同。本領(lǐng)域的熟練人員知道需要哪種活化方法。對(duì)于壓敏粘合劑，在轉(zhuǎn)印時(shí)需施加壓力。如果采用可熱活化的粘合劑，優(yōu)選預(yù)熱聚合物表面，可選擇性地與熱轉(zhuǎn)印系統(tǒng)如熱輥結(jié)合。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，采用可熱活化的粘合劑，結(jié)合聚合物表面的熱預(yù)處理。當(dāng)油墨上印制的可熱活化的粘合劑變粘時(shí)，油墨從膜基體上脫落粘在塑料表面。
標(biāo)簽可置于輥?zhàn)由?，圖案從輥?zhàn)愚D(zhuǎn)印到基體上，可選擇性地和切割操作結(jié)合使用。也可以采用適當(dāng)?shù)母灿≡O(shè)備準(zhǔn)備一疊單個(gè)的標(biāo)簽。
根據(jù)圖案需要，優(yōu)選地可在圖案上使用保護(hù)膜。它可作為反印標(biāo)簽的一部分，在轉(zhuǎn)印圖案時(shí)涂布。在一優(yōu)選實(shí)施方案中，在轉(zhuǎn)印圖案后涂布保護(hù)涂層，如采用輥涂機(jī)。
這種情況下，轉(zhuǎn)印表面涂布了一薄的保護(hù)涂層，如丙烯酸蠟，緊接著后處理，優(yōu)選地給予一次或多次熱處理。通過(guò)這樣處理，標(biāo)簽材質(zhì)聚結(jié)而非粘結(jié)在基體上，一般認(rèn)為，這樣得到的持久粘結(jié)，通過(guò)粘合劑和塑料表面相互擴(kuò)散產(chǎn)生作用。
如果希望圖案更加持久，如多次往返使用，優(yōu)選采用更耐久的涂層，如聚氨酯，和/或長(zhǎng)時(shí)間更嚴(yán)格的后處理。
已知聚合物材料、尤其是高密度聚乙烯是難于和粘合劑粘合的。本發(fā)明描述了表面處理的特殊方法，以保證快速又經(jīng)濟(jì)地與粘合劑粘合。
本發(fā)明描述的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是，通過(guò)把要標(biāo)記的區(qū)域暴露于非常高的溫度下幾秒鐘的方法使標(biāo)簽材質(zhì)和表面涂層聚結(jié)，以增加耐久性和抗?jié)裥浴＿@個(gè)過(guò)程將標(biāo)簽的復(fù)合結(jié)構(gòu)從浸泡在水中兩或多小時(shí)后就容易分離的一系列粘合層，改變成為標(biāo)簽粘合劑、標(biāo)簽油墨和外涂層的聚結(jié)體。在加熱過(guò)程中，粘合劑和塑料表面相互擴(kuò)散。在本發(fā)明的這個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，同時(shí)發(fā)生的內(nèi)擴(kuò)散和聚結(jié)導(dǎo)致一種非常耐久的標(biāo)簽?；诓煌谋┞稌r(shí)間和最終溫度，其抗水浸泡能力從幾小時(shí)到幾星期不等。
必須指出，本發(fā)明的未處理標(biāo)簽的抗水浸泡能力是足夠的，它從未徹底失去與聚合物表面的粘合力。粘合只是減弱，干燥后粘合強(qiáng)度恢復(fù)到初始值。
在獲得了所需的標(biāo)簽?zāi)途昧χ?，還有必要在完成了在消費(fèi)前標(biāo)記容器內(nèi)容物的功能后，去除標(biāo)簽?？盏乃芰先萜骱惋嬃掀糠祷仫嬃蠌S再裝料。塑料容器被清洗。根據(jù)要求(一次性或多次往返)，在清洗過(guò)程中，標(biāo)簽必須徹底去除或完好無(wú)損地保持在表面上。
前一種情況中，用來(lái)粘合油墨基質(zhì)的經(jīng)熱處理的粘合劑，雖然在水中持久，但在清洗溶液中被破壞，優(yōu)選地，熱堿能使標(biāo)簽和粘合劑徹底除去。標(biāo)簽殘?jiān)鼜膲A液中濾出。在后一種情況中，僅當(dāng)將清洗條件改變到去除標(biāo)簽時(shí)的條件，如延長(zhǎng)浸泡時(shí)間和/或更強(qiáng)的堿液，選擇性地和高壓噴射(液體或氣體)一起采用時(shí)，才被除去。
去除圖案而不對(duì)基體(聚合物)表面進(jìn)行破壞性處理的其它方法包括化學(xué)除劑(溶劑)、超聲波、過(guò)冷、加熱、刷洗、酶處理、真空處理、剝離和輻照如紫外線。各種方法結(jié)合當(dāng)然也是可能的。
需要設(shè)置加工設(shè)備，以便在正常程序中，通過(guò)飲料設(shè)備在線標(biāo)記塑料容器，從而使包裝箱標(biāo)簽與瓶中內(nèi)容物匹配。


圖1熱轉(zhuǎn)印標(biāo)簽圖2表面處理和溫度穩(wěn)定化圖3標(biāo)簽涂布和油墨轉(zhuǎn)印圖4涂布涂層圖5后處理圖6圖案轉(zhuǎn)印方法的具體實(shí)施方案本發(fā)明的詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明，標(biāo)簽和涂布的優(yōu)選實(shí)施方案將首先參考圖1進(jìn)行描述，圖1顯示塑料容器(1)和標(biāo)簽覆印位置。標(biāo)簽可以覆印在薄膜基體(10)上，薄膜基體(10)可以是任意的薄膜，但在這里所描述的情況下是2密爾厚的聚丙烯。(14)是丙烯酸涂層，根據(jù)可得到的基體膜的來(lái)源和種類可涂可不涂。(12)是覆蓋基該膜的防粘材料。本發(fā)明的情況下，是在制作膜時(shí)涂布的硅氧烷。(20)代表所有覆印的油墨材料。根據(jù)標(biāo)簽圖案和透明性要求，油墨材料可多達(dá)五種(5)不同顏色，它們分布在一層或多層中，可相互迭合。(30)和(40)代表兩層(2)粘合劑，依據(jù)被標(biāo)記容器的標(biāo)記表面的均勻性和剛性，粘合劑累積每令0.5～1.5磅。
涂布時(shí)，從硅氧烷防粘覆蓋的基體膜上轉(zhuǎn)印所有涂印材料。涂印油墨材料主體是乙烯或丙烯酸樹(shù)脂基的，用對(duì)溫度和紫外穩(wěn)定的顏料著色。對(duì)于白色油墨，選擇二氧化鈦?zhàn)黝伭稀ｎ伭狭６葟?到5微米。涂印粘合劑是聚氨酯改性的聚丙烯酸，其初期粘性溫度是175°F(80℃)，該溫度決定了轉(zhuǎn)印時(shí)塑料表面所需溫度，對(duì)塑料標(biāo)記工藝非常重要。對(duì)于特定的被標(biāo)記塑料容器，內(nèi)表面沒(méi)有支撐物，因此，需保持塑料在200°F(93℃)以下，以避免標(biāo)簽轉(zhuǎn)印時(shí)達(dá)到其形變點(diǎn)而使表面扭曲。
標(biāo)簽覆印方法以工藝順序描述。圖2顯示了表面處理和溫度穩(wěn)定化技術(shù)。粘合兩層聚合物材料，必須考慮很多因素，如潔凈度、壓力、溫度、接觸時(shí)間、表面粗糙度、粘結(jié)時(shí)的移動(dòng)和粘合劑膜的厚度。另一重要因素是臨界表面張力。測(cè)量臨界表面張力的通常做法是采用熟知的達(dá)因溶液(Dyne solution)。對(duì)大多數(shù)粘合劑涂布，聚乙烯的臨界表面張力是31達(dá)因/厘米。一系列測(cè)試表明，考慮前述粘合劑對(duì)聚乙烯表面的最強(qiáng)粘合，每厘米60到70達(dá)因的處理水平是必須的。進(jìn)一步對(duì)商業(yè)上可得到的設(shè)備的測(cè)試表明，火焰處理法優(yōu)化了為達(dá)到所需臨界表面所需的投資費(fèi)用、操作費(fèi)用和時(shí)間。
對(duì)于迅速發(fā)粘并保持粘性的粘合劑，在標(biāo)簽粘合劑與聚乙烯容器接觸前，必須加熱聚乙烯容器。為避免容器形變，要求對(duì)表面所進(jìn)行的加熱不超過(guò)200°F(93℃)。由于留待火焰處理的表面溫度大約為125°F(52℃)，還必須加熱表面大約75°F(24℃)。這里仍然有許多加熱方法可選擇。熱空氣、附加火焰加熱器、燃?xì)饧t外板和電陶瓷板均被試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，要么加熱太慢要么難于控溫。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，帶有用來(lái)使標(biāo)簽轉(zhuǎn)印機(jī)定位的區(qū)域帶控制電加熱平板融凝石英發(fā)射盤提供了紅外能量最大值的自由空氣傳導(dǎo)，而不影響周圍環(huán)境。用輻射系數(shù)0.9的聚乙烯，1650°F(900℃)到1725°F(940℃)之間的溫度，發(fā)出峰吸收紅外能量最有效的波長(zhǎng)(2.5到3.2微米)。測(cè)試單元定為每平英寸60瓦。對(duì)所需的75°F(24℃)，從距離發(fā)射盤2.5厘米的位置加熱聚乙烯表面的時(shí)間是4.5秒。
圖3解釋了標(biāo)簽涂布的方法，用這種方法，從聚丙烯膜基體轉(zhuǎn)印印制的油墨材料到聚乙烯表面，使用可熱活化的粘合劑的觸知性來(lái)克服油墨層14對(duì)電暈處理的硅氧烷涂層12的粘合。影響轉(zhuǎn)印的因素，是接觸時(shí)間、接觸時(shí)的溫度和接觸時(shí)的膜張力，尤其是油墨脫離后膜上的張力。壓力輥?zhàn)拥闹睆揭彩且粋€(gè)因素但不是一個(gè)可變量。對(duì)本申請(qǐng)方法，輥?zhàn)拥闹睆绞?8mm。輥?zhàn)佑霉柩跬橄鹉z制成，中間有一鋼芯，橡膠硬度范圍從肖氏A 50到80。應(yīng)該指出，在更高硬度下，橡膠輥?zhàn)拥男巫?被壓平)更小，這樣接觸面積可更小，轉(zhuǎn)印壓力更大。當(dāng)線速度較大、接觸時(shí)間更少時(shí)，這非常重要。因此，一個(gè)包裝箱以每分鐘18.3米(每分鐘60英尺)的速率通過(guò)直徑38毫米的輥?zhàn)訒r(shí)，每滾動(dòng)1°接觸時(shí)間為1毫秒，輥?zhàn)記](méi)有形變。
滾輥壓力由傳統(tǒng)電磁閥激發(fā)的氣缸提供，電磁閥依次由兩個(gè)相鄰開(kāi)關(guān)控制，一個(gè)使輥?zhàn)忧斑M(jìn)，另一個(gè)使其后退。其它方法，如機(jī)械連接是顯然的，這里不贅述。壓力分散在整個(gè)氣缸長(zhǎng)度上，對(duì)本例特殊油墨，從每厘米輥?zhàn)娱L(zhǎng)度轉(zhuǎn)印12千克到17千克。見(jiàn)圖A。
這樣，本發(fā)明靠粘在高能包裝箱表面的可熱活化的粘合劑在包裝箱通過(guò)該輥?zhàn)訒r(shí)使膜精確地以與包裝箱相同的速率前進(jìn)。可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的壓力輥?zhàn)颖３峙c膜和包裝箱的線速率相同的切線速率。這樣油墨徹底被轉(zhuǎn)印且沒(méi)有變形。
為快速?gòu)氐渍澈掀鹨?jiàn)，壓力輥?zhàn)铀茉谥锌盏男旧?，其間懸一通過(guò)控制器操作的加熱電阻。500瓦級(jí)別的加熱元件，保持輥?zhàn)颖砻嬖谌魏晤A(yù)定的溫度。為本發(fā)明目的，輥?zhàn)颖砻鏈囟仍?50°F和370°F之間(120℃和190℃)。見(jiàn)圖B。
許多涂敷有硅氧烷的聚合物薄膜可用作印刷基體。高溫膜如聚酯可與熱輥持續(xù)接觸。低溫膜如聚丙烯在標(biāo)記操作的間隙，必須防止與熱輥接觸。為此，當(dāng)輥?zhàn)雍笸藭r(shí)，采用膜導(dǎo)向器來(lái)支撐膜。安裝導(dǎo)向器，在導(dǎo)向器和標(biāo)記表面之間保持大約13mm。同時(shí)，輥?zhàn)釉谠摫∧ず竺婧笸思s13mm。通過(guò)保持該間隙避免了如聚丙烯膜的拉扯和扭曲。高溫膜不需要導(dǎo)向器。
研究發(fā)現(xiàn)，膜張力、尤其是膜離開(kāi)輥?zhàn)拥囊欢?，?duì)完成油墨轉(zhuǎn)印至關(guān)重要。通過(guò)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)大約2.5千克的持續(xù)張力非常有用。這可通過(guò)彈性負(fù)載拉力自動(dòng)調(diào)整裝置(spring loaded dancer arm)和輥?zhàn)觼?lái)實(shí)現(xiàn)。
用傳統(tǒng)的咬合輥和步進(jìn)馬達(dá)來(lái)推進(jìn)膜到下一個(gè)標(biāo)簽，并通過(guò)用印制標(biāo)志引發(fā)光掃描裝置來(lái)精確定位。
如圖4所示，為達(dá)到保護(hù)油墨的目的，以防裝卸時(shí)無(wú)意刮擦，同時(shí)增加室外存放時(shí)耐氣候的能力，通過(guò)施用丙烯酸基蠟的水乳液也達(dá)到了此目的。這可以通過(guò)裝有帶可控涂料量的濕輥的輥涂機(jī)來(lái)涂布。通過(guò)刮刀可得以控制。涂層良好地?cái)U(kuò)展，越過(guò)油墨圖案的邊緣并封口以防濕氣侵入。
最后加工步驟是把涂層膜、標(biāo)簽油墨和粘合劑聚結(jié)在一起并使粘合劑層和聚乙烯基體相互擴(kuò)散，如圖5所示。這是通過(guò)對(duì)多種加熱體系的廣泛試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。由于火焰處理被發(fā)現(xiàn)是提供標(biāo)簽粘合所需表面能的最佳技術(shù)，所以，標(biāo)簽和復(fù)合膜的火焰處理被發(fā)現(xiàn)是擴(kuò)大所需的水浸泡耐久力的最佳技術(shù)，而不用犧牲覆印膜的機(jī)械性能或改變其外觀特性，也不用扭曲聚丙烯包裝箱。
圖6中顯示了目前開(kāi)發(fā)的本發(fā)明覆印最佳模式。
應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離所附權(quán)利要求的本發(fā)明宗旨和范圍的情況下，對(duì)上面公開(kāi)的實(shí)施方案還可以作進(jìn)一步的改進(jìn)，同時(shí)還能獲得許多優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.可重復(fù)使用的塑料包裝箱，在其至少一個(gè)表面提供有僅用油墨的標(biāo)簽，該標(biāo)簽?zāi)軓谋砻嫒コ挥脤?duì)所述表面進(jìn)行破壞性處理，所述標(biāo)簽通過(guò)活化的粘合劑層粘合在所述的至少一個(gè)表面上。
2.如權(quán)利要求1的包裝箱，其中，透明的保護(hù)性涂層被涂敷于所述的油墨層上。
3.如權(quán)利要求1或2的包裝箱，其中，粘合劑層已通過(guò)熱被活化。
4.如權(quán)利要求1～3的包裝箱，其中，當(dāng)用堿的水溶液處理時(shí)，該粘合劑層失去粘合力。
5.如權(quán)利要求1～4的包裝箱，其中，該表面的至少一部分由聚乙烯構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1～5的包裝箱，其中，該粘合劑和僅用油墨的標(biāo)簽，選擇性地和保護(hù)層一起，已被聚結(jié)在一起。
7.如權(quán)利要求1～6的包裝箱，其中，使用了聚合物油墨，優(yōu)選乙烯或丙烯酸基油墨。
8.如權(quán)利要求1～7的包裝箱，其中，使用了可熱活化的粘合劑，優(yōu)選聚氨酯丙烯酸，其初期粘性溫度為最高90℃。
9.如權(quán)利要求1～8的包裝箱，其中，保護(hù)涂層基于一種丙烯酸蠟。
10.在聚合物表面覆印僅用油墨的標(biāo)簽的方法，所述的方法包括-提供表面，優(yōu)選地，以勻速移動(dòng)，-在基體上置一反印標(biāo)簽，該標(biāo)簽用一種可活化的粘合劑與基體分離，并且該活化粘合劑優(yōu)選地印在該標(biāo)簽之上，并且-向聚合物表面轉(zhuǎn)印該標(biāo)簽油墨。
11.如權(quán)利要求10的方法，其中，在置反印標(biāo)簽之前，聚合物的表面已被活化。
12.如權(quán)利要求11的方法，其中，該活化是一種火焰處理。
13.如權(quán)利要求10～12的方法，其中，所述粘合劑是可熱活化的，并且，在置反印標(biāo)簽之前，該表面被加熱。
14.如權(quán)利要求10～13的方法，其中，轉(zhuǎn)印的標(biāo)簽被一透明的、保護(hù)涂層覆蓋。
15.如權(quán)利要求10～14的方法，其中，表面、選擇性地和保護(hù)涂層一起經(jīng)過(guò)了一次或多次熱處理，如火焰處理，來(lái)聚結(jié)所涂敷的材料。
16.如權(quán)利要求10～15的方法，用于制造如權(quán)利要求1～9之任一項(xiàng)的包裝箱。
17.可重復(fù)使用的包裝箱系統(tǒng)，包括提供如權(quán)利要求1～9之任一項(xiàng)的包裝箱，用于材料的運(yùn)輸，如瓶子，到發(fā)售處，清洗返回裝箱設(shè)施的包裝箱，優(yōu)選地用水溶液、熱堿溶液，此時(shí)僅用油墨的標(biāo)簽被徹底除去，在包裝箱的至少一個(gè)表面涂敷一個(gè)僅用油墨的標(biāo)簽并且將材料再次裝入包裝箱。
全文摘要
本發(fā)明涉及可重復(fù)使用的塑料包裝箱,在該包裝箱的至少一個(gè)表面上提供了僅用油墨的標(biāo)簽,不需要對(duì)所述的表面進(jìn)行破壞性處理即可去除該標(biāo)簽,并且,通過(guò)活化粘合劑層,所述標(biāo)簽被粘在所述的至少一個(gè)表面上。
文檔編號(hào)B65C9/00GK1214020SQ97193200
公開(kāi)日1999年4月14日 申請(qǐng)日期1997年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月20日
發(fā)明者帕特里克·約翰內(nèi)斯·布洛姆, 歐文·安東·羅森斯, 托馬斯·林恩·勃蘭特, 丹尼爾·納撒尼爾·威爾肯斯 申請(qǐng)人:海內(nèi)肯技術(shù)服務(wù)公司