專利名稱：多層模內(nèi)膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多層膜(multilayered films)，更特別地，涉及一種用于制造模內(nèi)標(biāo)簽(in-mold labels)的多層膜。因?yàn)樵谥圃烊萜鞯墓に囍袠?biāo)簽置于形成容器的模內(nèi)，此類標(biāo)簽稱之為“模內(nèi)(in-mold)”標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
相比起紙標(biāo)簽，在貼標(biāo)簽于通過注模、吹?；蜃?吹模制成的聚合物樹脂容器時，聚合物模內(nèi)標(biāo)簽提供許多美學(xué)和功能上的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)塑料容器，如高密度聚丙烯塑料擠瓶用于包裝諸如洗發(fā)液之類的產(chǎn)品時，使用聚合物標(biāo)簽的包裝一般比紙標(biāo)簽包裝對消費(fèi)者更具吸引力。因?yàn)橥庥^、處理、性能、抗?jié)裥?、順?yīng)性、耐用性及和要貼標(biāo)簽的容器的相容性等原因，許多應(yīng)用領(lǐng)域需要用到聚合物模內(nèi)標(biāo)簽(polymericin-mold labels)。聚合物模內(nèi)標(biāo)簽也使透明或者基本透明標(biāo)簽只將標(biāo)簽標(biāo)記(label indicia)讓消費(fèi)者看到。
聚合物模內(nèi)標(biāo)簽的一個問題是，在制造容器的工藝中，它們?nèi)菀资湛s、厚度增加、形成“Z”型定向。人們相信這是由于因發(fā)泡引起的膜厚度增加的緣故。人們也相信發(fā)泡是由空氣截留進(jìn)入膜中的空化區(qū)和在吹模時對膜加熱引起的。雙向拉伸膜(biaxially oriented films)比起單軸向膜或縱向拉伸膜(軸向取向膜，machine direction orientedfilms)更容易發(fā)泡。結(jié)果，這種標(biāo)簽，當(dāng)用于容器時，經(jīng)常出現(xiàn)表面粗糙現(xiàn)象，這破壞了在標(biāo)簽上所形成的圖形圖像或印刷圖像的美觀性。
本發(fā)明提供一種解決此問題的方案，通過提供一種在用作容器的模內(nèi)標(biāo)簽后、顯示出最低限度的表面粗糙的多層膜(multilayered film)。用此種膜制成的標(biāo)簽，當(dāng)用于容器時，表面粗糙度通常大約100微英寸或更小，用測試方法ANSI B46.1測定。這是與先前技術(shù)中的標(biāo)簽相比而言，已經(jīng)觀察到先前技術(shù)中的標(biāo)簽表現(xiàn)出的表面粗糙度破壞了在標(biāo)簽上所形成的圖形圖像或者印刷圖像的美觀性，具有的表面粗糙度大約為200微英寸。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及用于制造模內(nèi)標(biāo)簽的多層膜，包括一個核心層(core layer)，具有第一表面(first surface)和第二表面(second surface)，核心層包括聚合物材料和分散在聚合物材料中的粉碎固體粒子，聚合物材料為高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、乙烯和丙稀的共聚物、聚酯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯或者其中兩種或多種物質(zhì)的混合物；一個第一表皮層(first skin layer)，覆蓋核心層的第一表面，第一表皮層包括熱塑性共聚物或三元共聚物，來自乙烯或丙稀和選自丙烯酸烷基酯、丙烯酸、烷基丙烯酸、乙酸乙烯酯和其中兩種或多種組合的功能單體；該膜如下形成，通過共擠壓(co-extruding)核心層和第一表皮層形成多層膜，在高于標(biāo)簽期望的操作溫度下熱拉伸(hot-stretching)多層膜以賦予多層膜縱向拉伸，在高于標(biāo)簽期望的操作溫度下對多層膜進(jìn)行退火(annealing)；在熱拉伸期間，膜的密度減少約5％至約25％；在熱拉伸和退火之后，該膜的縱向葛爾萊剛性值(machine directionGurley stiffness value)在約30至約120范圍內(nèi)；在熱拉伸和退火之后，該膜縱向收縮(machine direction shrinkage)小于約2％；在熱拉伸和退火之后，在200°F(93.3℃)下，該膜縱向收縮張力(machine direction shrink tension)為每平方英寸小于約100磅(psi)。
在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的膜還包括一個第二表皮層(secondskin layer)，覆蓋在核心層的第二表面上。
在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的膜還包括位于第一表皮層和核心層之間的第一不透明層(first opacifying layer)。
在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明還包括位于核心層的第一表面和第一表皮層之間的第一粘結(jié)層(first tie layer)。
在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明還包括覆蓋核心層第二表面的第二表皮層(second skin layer)，位于核心層的第一表面和第一表皮層之間的第一不透明層(first opacifying layer)，和位于核心層的第二表面和第二表皮層之間的第二不透明層(second opacifying layer)。
在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明還包括覆蓋核心層第二表面的第二表皮層(second skin layer)，位于核心層的第一表面和第一表皮層之間的第一粘結(jié)層(first tie layer)，和一位于核心層的第二表面和第二表皮層之間第二粘結(jié)層(second tie layer)。
在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明還包括覆蓋核心層第二表面的第二表皮層(second skin layer)，位于核心層的第一表面和第一表皮層之間的第一不透明層(first opacifying layer)，位于第一不透明層和第一表皮層之間的第一粘結(jié)層(first tie layer)，位于核心層的第二表面和第二表皮層之間的第二不透明層(second opacifying layer)，和位于第二不透明層和第二表皮層之間的第二粘結(jié)層(second tie layer)。
本發(fā)明也涉及由本發(fā)明的膜制成的模內(nèi)標(biāo)簽(in-mold labels)，和表面粘貼有該模內(nèi)標(biāo)簽的聚合物容器。這種模內(nèi)標(biāo)簽包括相對較大的標(biāo)簽(如表面積約12平方英寸或更大)，聚合物容器包括相對較大的容器(如體積約32流體盎司或者更大)。當(dāng)用于聚合物容器時，該標(biāo)簽的特征在于具有質(zhì)地非常光滑的印刷面，即印刷面表現(xiàn)出的表面粗糙度最多約100微英寸，用ANSI B46.1試驗(yàn)方法測量。
附圖簡述在下面的附圖中，相同的部分和結(jié)構(gòu)具有相同的名稱符號。


圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的多層膜的特定形式的側(cè)視圖的示意圖。
圖2是體現(xiàn)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的多層膜的側(cè)視圖的示意圖。
圖3是體現(xiàn)本發(fā)明又一個實(shí)施方案的多層膜的側(cè)視圖的示意圖。
圖4是體現(xiàn)本發(fā)明再一個實(shí)施方案的多層膜的側(cè)視圖的示意圖。
圖5是說明用于制造本發(fā)明多層膜的共擠壓、拉伸、退火流水線的流程圖。
圖6是用于制造本發(fā)明模內(nèi)標(biāo)簽的印刷、切割、堆疊的示意性說明。
圖7-10是示意性說明沖壓切割本發(fā)明模內(nèi)標(biāo)簽形成標(biāo)簽堆。
圖11是示意性說明堆疊標(biāo)簽在塑模操作中應(yīng)用。
發(fā)明詳述術(shù)語“覆蓋在......上面(overlies)”和同源詞諸如“覆蓋(overlying)”和類似詞，當(dāng)指某一層或第一層相對于另外層或第二層的關(guān)系時，指第一層部分或全部地覆蓋于第二層上。覆蓋第二層的第一層可以接觸或不接觸第二層。例如，可以有一層或者更多的層位于第一和第二層之間。
術(shù)語“高密度聚乙烯(high density polyethylene)”或“HDPE”指密度約0.940至約0.965g/cc的聚乙烯。
術(shù)語“標(biāo)簽的操作溫度(service temperature of the label)”是指，在模內(nèi)制造聚合物容器時，用作模內(nèi)標(biāo)簽的標(biāo)簽溫度。標(biāo)簽的操作溫度可以在200°F(93.3℃)至約290°F(143.3℃)的范圍內(nèi)，在一個實(shí)施方案中，在約200°F(93.3℃)至約260°F(126.7℃)的范圍內(nèi)，在另外一個實(shí)施方案中，在約220°F(104.4℃)至約260°F(126.7℃)的范圍內(nèi)。
參見圖1，本發(fā)明多層膜，在其說明性實(shí)施方案的一個中，一般用參考數(shù)字100表示，且包括具有第一表面112和第二表面114的核心層110；覆蓋核心層110的第一表面112的第一表皮層120。
參見圖2，本發(fā)明多層膜，在其說明性實(shí)施方案的另外一個中，一般用參考數(shù)字110A表示，且包括具有第一表面112和第二表面114的核心層110；覆蓋核心層110第一表面112的第一表皮層120；和，覆蓋核心層110第二表面114的第二表皮層130。
參見圖3，本發(fā)明多層膜，在其說明性實(shí)施方案的另外一個中，一般用參考數(shù)字110B表示，且包括具有第一表面112和第二表面114的核心層110；覆蓋核心層110的第一表面112的第一表皮層120；位于核心層110第一表面112和第一表皮層120之間的第一粘結(jié)層140；覆蓋核心層110第二表面114的第二表皮層130；和，位于核心層110第一表面114和第二表皮130之間的第二粘結(jié)層150。
參見圖4，本發(fā)明多層膜，在其說明性實(shí)施方案的另外一個中，一般用參考數(shù)字110C表示，且包括具有第一表面112和第二表面114的核心層110；覆蓋核心層110第一表面112的第一表皮層120；位于核心層110第一表面112和第一表皮層120之間的第一粘結(jié)層140；覆蓋核心層110第二表面114的第二表皮層130；位于核心層110第一表面114和第二表皮130之間的第二粘結(jié)層150；位于核心層110的第一表面112和第一粘結(jié)層之間的第一不透明層160；和，位于核心層110的第二表面114和第二粘結(jié)層150之間的第二不透明層170。
多層膜100、100A、100B和100C的總厚度可以在約2.5至約8mils(密耳)之間，在一個實(shí)施方案中在約2.5至約6密耳之間，在一個實(shí)施方案中在約2.5至約4.5密耳之間，在一個實(shí)施方案中在約3至約4密耳之間。核心層110的厚度可占多層膜100、100A、100B總厚度約70％至約99％，在一個實(shí)施方案中占約70％至約95％，在一個實(shí)施方案中約占多層膜100、100A和100B總厚度的85％。核心層110的厚度占膜100C總厚度的約45％至約89％，在一個實(shí)施方案中占約60％至約85％，在一個實(shí)施方案中占約膜100C總厚度的70％。第一表皮層120的厚度可占多層膜100、100A、100B和100C總厚度的約1％至約15％，在一個實(shí)施方案中占約1％至約5％，在一個實(shí)施方案中約占多層膜100、100A、100B和100C的總厚度的2.5％。第二表皮層130的厚度可占多層膜100、100A、100B和100C總厚度約1％至約15％，在一個實(shí)施方案中占約1％至約5％，在一個實(shí)施方案中約占多層膜100、100A、100B和100C的總厚度的2.5％。第一粘結(jié)層140和第二粘結(jié)層150的厚度各自可占多層膜100B和100C總厚度的約3％至約12％，在一個實(shí)施方案中占約3％至約7％，在一個實(shí)施方案中約占多層膜100B和100C的總厚度的約5％。第一不透明層160和第二不透明層170的厚度各自可占多層膜100C總厚度約5％至約40％，在一個實(shí)施方案中占約5％至約20％，在一個實(shí)施方案中占多層膜100C的總厚度的約7.5％。
核心層110和不透明層160和不透明層170可以各自獨(dú)立的由成膜聚合物材料(film forming polymeric material)組成，該成膜聚合物材料可以是高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯和丙烯的(二元)共聚物、聚苯乙烯、聚酰胺(如尼龍)、聚酯(如聚對苯二甲酸乙二酯)、聚酯(二元)共聚物、聚碳酸酯或其中兩種或多種混合物。在一個實(shí)施例中，聚合物材料是聚丙烯?？墒褂玫纳唐坊木郾┤绲阑瘜W(xué)-聯(lián)碳(Union Carbide-Dow)公司的商品名為5A97的聚丙烯。這種材料經(jīng)鑒定其熔體流動速率為3.9g/10 min(ASTM D1238)，密度為903kg/m3，撓曲(flexural)或彎曲模量(flex modulus)為1590Mpa(ASTM D790A)。
粉碎固體粒子(particulate solids)可以是任何粉碎固體粒子，在制造本發(fā)明多層膜中所用的熱拉伸步驟中，粉碎固體粒子至少部分保留在相對于被用于核心層110和不透明層160和不透明層170的聚合物混合物的分相中。粉碎固體粒子可以是有機(jī)的，或者可以是無機(jī)的?？墒褂玫挠袡C(jī)粉碎固體粒子包括聚苯乙烯，橡膠改性聚苯乙烯(rubbermodified polystyrene)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺(如尼龍)、高密度聚乙烯、聚酯(如聚對苯二甲酸乙二酯)、聚乙醛、聚丙烯、和丙烯酸(酯)類樹脂?？捎玫臒o機(jī)粉碎固體粒子包括實(shí)心或空心的玻璃球、金屬珠或球、陶瓷微粒、二氧化鈦、碳酸鈣、硫酸鋇、白堊、二氧化硅和粘土。在一個實(shí)施方案中，粉碎固體粒子是碳酸鈣。這些粉碎固體粒子平均顆粒尺寸可以在約0.1至約12微米的范圍內(nèi)，在一個實(shí)施方案中約0.5至約5微粒范圍內(nèi)，在一個實(shí)施例中約1至約3微粒范圍內(nèi)，在一個實(shí)施例中平均顆粒尺寸是約1微米，在一個實(shí)施方案中平均顆粒尺寸為約3微米。在一個實(shí)施方案中，使用粉碎固體粒子的混合物，混合物由平均顆粒尺寸約1微米的固體粒子和顆粒平均尺寸為3微米的固體粒子組成。
在一個實(shí)施方案中，包含有粒狀固體和樹脂載體的濃縮物被加入到混合物中，用于擠壓層110、160和/或170。例如，濃縮物可以包括如按重量計算約20％至約80％的固體和按重量計算約20％至約80％的樹脂載體。樹脂載體可以是熔點(diǎn)或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(glass transitiontemperature)在約90℃至約250℃范圍內(nèi)的任何熱塑性聚合物。例子包括聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，橡膠改性聚苯乙烯、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、乙烯-丙烯酸甲酯和類似物。在一個實(shí)施方案中使用了碳酸鈣濃縮物，其由以重量計占約50％至約80％的聚丙烯和以重量計占約20％至約50％的碳酸鈣混合物組成。一種可使用的商品化的濃縮物為舒而曼公司(A.Schulman Inc.)的商品名為PF92D的產(chǎn)品，經(jīng)鑒定，這種濃縮物為碳酸鈣濃縮物，其碳酸鈣濃度按重量比在聚丙烯均聚物載體樹脂中占40％。另外一種為舒而曼公司的PF97N，經(jīng)鑒定，這種濃縮物為碳酸鈣濃縮物，其碳酸鈣濃度在聚丙烯均聚物載體樹脂中按重量比占70％，鈣的平均微粒尺寸是1微米。在一個實(shí)施方案中，在同用于制造層110、160和/或170的其他材料混合之前，先干燥濃縮物以確保濃縮物中含有較少甚至不含濕氣。
在核心層110和不透明層160和170中，基于這些層的每一個的總重量，微粒固體的濃度各自可占約15％至約35％。在一個實(shí)施方案中，以重量計占約20％至約30％。
核心層110可以包括一種或多種顏料?？梢杂玫念伭习ǘ趸仭Ｔ谝粋€實(shí)施方案中，含有顏料和樹脂載體的濃縮物加入到用于擠壓核心層的混合物中。濃縮物可以含有以重量計約20％至約80％的顏料，和以重量計約80％至約20％的樹脂載體。樹脂載體可以是熔點(diǎn)或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在約90℃至約250℃范圍內(nèi)的任何熱塑性聚合物。例子包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、橡膠改性聚苯乙烯、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和類似物。在一個實(shí)施方案中，使用了二氧化鈦濃縮物，其由按照重量計算約30％至約70％的聚丙烯和按照重量計算約70％至約30％的二氧化鈦的摻混物組成。一種可使用的商品化的顏料濃縮物為舒而曼公司的商品名為Polybatch P8555-SD的產(chǎn)品，經(jīng)鑒定，這種產(chǎn)品為白色顏料濃縮物，其中的二氧化鈦濃度在聚丙烯均聚物載體樹脂中占50％，按重量計算?；诤诵膶又亓?，以重量計算，核心層110中顏料的濃度最高可占約70％，在任何實(shí)施方案中以重量計范圍在占約1％至約40％，在一個實(shí)施方案中以重量計占約1％至約20％，在一個實(shí)施方案中以重量計占約1％至約10％，在一個實(shí)施方案中以重量計占約5.5％。
第一表皮層120和第二表皮層130可以由熱塑性共聚物或乙烯或丙烯共聚物和選自丙烯酸烷基酯、丙烯酸、烷基丙烯酸、醋酸乙烯酯或兩種或多種組合的功能單體組成。在一個實(shí)施方案中，功能單體選自丙烯酸烷基酯、丙烯酸、烷基丙烯酸或其中兩種或多種。丙烯酸烷基脂和烷基丙烯酸中的烷基含有1-約8個碳原子，在一個實(shí)施方案中含有1-約2碳原子。共聚物或三元共聚物中功能單體組分占共聚物或三元共聚物的約1％-約15％(摩爾百分比)，在一個實(shí)施方案中，占約1％至約10％(摩爾百分比)。例子包括乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、含有納和鋅的乙烯/甲基丙烯酸共聚物(也指離子交聯(lián)聚合物)、酸-、酸酐-、或丙烯酸酯-改性乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、酸-或酸酐-改性乙烯/丙烯酸酯共聚物、酸酐改性低密度聚乙烯、酸酐改性線性低密度聚乙烯(anhydride-modifiedlinear low density polyethylene)和其中兩種或多種混合物。在一個實(shí)施方案中，特別有用的乙烯/醋酸乙烯酯(二元)共聚物包括那些醋酸乙烯酯含量至少占約10％(以重量計)的乙烯/醋酸乙烯酯(二元)共聚物，在一個實(shí)施例中醋酸乙烯酯占約18％至約25％(以重量計)。一種可使用的商品化的共聚物和三元共聚物來自AT塑料公司(ATPlastics)的商品名為EVA 1821的產(chǎn)品。這些(二元)共聚物和三元共聚物在第一表皮層120、第二表皮層130中的濃度最高為50％(以重量計)，在一個實(shí)施方案中以重量計占約10至約35％，在一個實(shí)施方案中以重量計約占50％。
第一表皮層120和第二表皮層130還可以包括額外的熱塑性聚合物材料。這種聚合物材料可以是高密度聚乙烯，聚苯乙烯、橡膠改性聚苯乙烯、ABS、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚酯、環(huán)烯烴(二元)共聚物和其中兩種或多種混合物。一種可使用的商品化的材料為道化學(xué)-聯(lián)碳(Union Carbide-Dow)5A97。另外一種為埃奎斯塔(Equistar)公司的H6012，經(jīng)鑒定其為高密度聚乙烯。這些(二元)共聚物和三元共聚物在層120、層130中的濃度可占約25％至約100％(以重量計算)，在一個實(shí)施方案中以重量計算占約60％至約95％。
粘結(jié)層140和粘結(jié)層150可以由一種或者多種粘合材料，任選地和一種或者多種成膜熱塑性聚合物材料組合而成。粘合材料包括乙烯-乙酸乙烯酯(二元)共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯(二元)共聚物和乙烯-丙烯酸丁酯(二元)共聚物。一種可使用的商品化的材料來自埃克森-美孚(ExxonMobil)公司的商品名為0ptema TC120的乙烯丙烯酸甲酯共聚物(ethylene methyl acrylate copolymer)產(chǎn)品。經(jīng)鑒定，這種材料丙烯酸甲酯含量為21.5％(按重量計算)、密度為0.942g/cc、熔體指數(shù)為6.0g/10min。另外一種為AT塑料公司(AT Plastics)的EVA 1821?？捎玫母郊映赡崴苄跃酆衔锊牧习ň郾?，乙烯和丙稀的共聚物、中間密度聚乙烯(密度約0.924至約0.939g/cc)、乙烯、醋酸乙烯酯和蘋果酸酐的三元共聚物、乙烯、乙酸乙烯酯和丙稀酸的三元共聚物。一種可使用的商品化的熱塑性聚合物材料為道化學(xué)-聯(lián)碳(UnionCarbide-Dow)5A97。粘合材料和附加的成膜熱塑性聚合物材料(的重量比可以在約10∶90至約100∶0的范圍內(nèi)，在一個實(shí)施方案中在約40∶60至約70∶30的范圍內(nèi)，在一個實(shí)施方案中約50∶50。
在一個實(shí)施方案中，層110、120、130、140、150、160或170中的一層或者多層包含一種或者多種抗靜電添加劑(antistatic addivives)。這些添加劑用于驅(qū)散靜電荷?？捎玫目轨o電添加劑包括胺、酰胺和脂肪酸衍生物。使用的抗靜電添加劑的數(shù)量可以依據(jù)微粒配方和工藝條件而變化。在一個實(shí)施方案中，使用的量最高可以為1％(以重量計算)，在一個實(shí)施方案中以重量計算可以從約0.01％至約1％，在一個實(shí)施方案中以重量計算約0.01％至約0.5％，在一個實(shí)施方案中以重量計算約0.05％至約0.2％。一種可使用的商品化的抗靜電添加劑來自舒而曼公司的商品名為Polybatch VLA-55-SF的產(chǎn)品，經(jīng)鑒定，PolybatchVLA-55-SF是一種不含硅的抗靜電添加劑濃縮物，含有5％(按重量比)的分散于聚丙烯中的抗靜電添加劑。
用于制造本發(fā)明多層膜的熱拉伸(hot-stretching)和退火(annealing)步驟能增強(qiáng)膜的物理特性。熱拉伸(hot-stretching)在高于標(biāo)簽的期望操作溫度下進(jìn)行，賦予膜縱向拉伸(machine directionorientation)。在這一步驟中，膜的密度減少約5％至25％。在一個實(shí)施方案中為約15％至約20％。膜在高于標(biāo)簽的期望操作溫度下進(jìn)行退火，以減少干擾模內(nèi)貼標(biāo)簽工藝的膜收縮、松弛或扭曲現(xiàn)象。在熱拉伸和退火步驟中，擠壓物通過一系列相對熱的和冷的輥，這些輥與擠壓物接觸，并在由線速度、溫度、輥尺寸和接觸尺寸所建立的時間-溫度-方向條件下，向擠壓物傳遞熱量或者從擠壓物排除熱量。膜沿著輥前進(jìn)的方向便是膜被熱拉伸和被取向(定向，oriented)的方向。該方向有時被稱作“縱向(軸向，加工方向，machine direction)”。在這使用的術(shù)語“橫向(cross direction)”指沿膜橫過的方向，與縱向(machinedirection)成90度(90°)。
在熱拉伸步驟中，膜被拉伸，拉伸使得在粉碎固體粒子鄰近處或周圍形成空隙。固體充當(dāng)空隙的“種子(seed)”。控制拉伸程度，以使密度減少約5％至約25％，如上所指明的。雖然不希望受理論的限制，可以相信，正是這種受到控制的拉伸和空隙的形成及隨后的上面描述過的退火步驟是本發(fā)明標(biāo)簽所要實(shí)現(xiàn)的相對光滑的印刷表面的原因。
本發(fā)明的多層膜可以被共擠壓(co-extruded)、熱拉伸(hot-stretched)和退火(annealed)，使用圖5所描述的工藝路線進(jìn)行。圖5所描述的工藝路線將參考圖4說明中的膜100C進(jìn)行描述，但是本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員將認(rèn)識到它也適合制造膜100、100A或100B的任何一種。工藝路線包括擠壓機(jī)200，210，220和230，進(jìn)料區(qū)240和模250。擠壓機(jī)200(extruder 200)用于擠壓第一表皮層120和第二表皮層130，擠壓機(jī)210用于擠壓第一粘結(jié)層140和第二粘結(jié)層150。擠壓機(jī)220用于擠壓核心層110。擠壓機(jī)230用于擠壓不透明層160和170。擠壓機(jī)200擠壓出的擠壓物被向前送入進(jìn)料區(qū)240(feed block 240)，在約400°F(204.4℃)至約470°F(243.3℃)的溫度范圍內(nèi)，在一個實(shí)施方案中溫度在約410°F(210℃)。來自擠壓機(jī)210、220和230的擠壓物在約400°F(204.4℃)至約470°F(243.3℃)范圍內(nèi)被送入進(jìn)料區(qū)240，在一個實(shí)施方案中溫度為約430°F(221.1℃)。來自擠壓機(jī)200，210，220和230的每一個的擠壓物在進(jìn)料區(qū)240中匯合，并被擠壓通過模250(die 250)，形成模擠壓物255(film extrudate 250)。進(jìn)料區(qū)240和模250在約400°F(204.4℃)至約470°F(243.3℃)的溫度范圍內(nèi)操作，在一個實(shí)施方案中溫度約為445°F(229.4℃)。來自模250的膜擠壓物255的膜厚度可在約10至約20mils(密耳)之間，在一個實(shí)施方案中在約12至15mils之間。氣刀260(air knife 260)用于粘附膜擠壓物255至鑄輥270(cast roll 270)。膜擠壓物255從鑄輥270向前到鑄輥280，經(jīng)過鑄輥280，鑄輥280與鑄輥壓料輥290(cast nip roll 290)之間，然后通過導(dǎo)輥300，320，330，340和350到達(dá)縱向拉伸操作單元360(machine direction orientation unit 360)。鑄輥270在約150°F(65.6℃)至約200°F(93.3℃)的溫度下操作，在一個實(shí)施方案中溫度約175°F(79.4℃)。鑄輥280在約100°F(37.8℃)至約150°F(65.6℃)的溫度下操作，在一個實(shí)施方案中溫度約120°F(48.9℃)。膜以每分鐘約40至110英尺的速度通過鑄輥270和鑄輥280，在一個實(shí)施方案中約每分鐘85英尺。當(dāng)膜從導(dǎo)輥300前進(jìn)至導(dǎo)輥320中，通過用膜厚度測量裝置310監(jiān)測膜255的厚度。在縱向拉伸操作單元360中，膜由預(yù)熱輥370(pre-heat roll 370)前進(jìn)到預(yù)熱輥380。預(yù)熱輥370在約200°F(93.3℃)至約270°F(132.2℃)的溫度范圍內(nèi)操作，在一個實(shí)施方案中溫度約260°F(126.7℃)。膜以每分鐘約40至約110英尺的速度通過預(yù)熱輥370，在一個實(shí)施方案中約每分鐘約86英尺。預(yù)熱輥380在約200°F(93.3℃)至約270°F(132.2℃)的溫度范圍內(nèi)操作，在一個實(shí)施例中約260°F(126.7℃)。膜以每分鐘約約40至約120英尺的速度通過預(yù)熱輥380，在一個實(shí)施方案中每分鐘約89英尺。膜由預(yù)熱輥380向前進(jìn)入拉伸輥390(draw roll 390)，經(jīng)過拉伸輥390，拉伸輥390和拉伸輥壓料輥400(draw nip roll 400)之間，到達(dá)拉伸輥410，經(jīng)過拉伸輥410，然后是拉伸輥410和拉伸輥壓料輥420之間，到達(dá)導(dǎo)輥430(guide roll 430)。拉伸輥390在約200°F(93.3℃)至約290°F(143.3℃)的溫度范圍內(nèi)操作，在一個實(shí)施方案中約在270°F(132.2℃)。膜以每分鐘約40至約130英尺的速度前進(jìn)通過拉伸輥390，在一個實(shí)施方案中每分鐘約89英尺。拉伸輥410在約200°F(93.3℃)至約280°F(137.8℃)的溫度下操作，在一個實(shí)施方案中溫度約270°F(132.2℃)。膜以每分鐘約300至約600英尺的速度向前通過拉伸輥410，在一個實(shí)施方案中為每分鐘約402英尺。膜由拉伸輥390向前推進(jìn)到拉伸輥410的效果是充分地拉伸了膜，并賦予膜縱向拉伸。拉伸比可以在約4.4至約5.2的范圍內(nèi)，在一個實(shí)施方案在約4.5至約4.9范圍內(nèi)。膜然后由退火輥440(annealing roll 440)向前推進(jìn)至退火輥450。退火輥440在約100°F(37.8℃)至約150°F(65.6℃)的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行操作，在一個約中為約120°F(48.9℃)。退火輥450在約70°F(21.1℃)至約120°F(48.9℃)的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行操作，在一個實(shí)施方案中為約85°F(29.4℃)。膜以每分鐘約285至約400英尺的速度通過退火輥440和退火輥450，在一個實(shí)施方案中速度為每分鐘約345英尺。膜然后從退火輥450向前推進(jìn)到冷卻輥460(cooling roll 460)，通過冷卻輥460以及冷卻輥460和冷卻輥壓料輥470(cooling nip roll 470)之間，到達(dá)冷卻輥480，通過冷卻輥480到達(dá)導(dǎo)輥490，通過導(dǎo)輥490到達(dá)冷卻輥500，通過冷卻輥500以及冷卻輥500和冷卻壓料輥505之間，到達(dá)壓送輥510(niprolls 510)。冷卻輥460在約70℃(21.1℃)至約150°F(65.6℃)的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行操作，在一個實(shí)施方案中溫度為約120°F(48.9℃)。冷卻輥480在約65°F(18.3℃)至約120°F(48.9℃)的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行操作，在一個實(shí)施方案中為約85°F(29.4℃)。冷卻輥500在約65°F(18.3℃)至約120°F(48.9℃)的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行操作，在一個實(shí)施方案中為約70°F(21.1℃)。膜以每分鐘約300至約600英尺的速度通過冷卻輥460、冷卻輥480和冷卻輥500，在一個實(shí)施方案中約為每分鐘345英尺。膜向前通過壓送輥510到達(dá)導(dǎo)輥520，然后通過導(dǎo)輥520到達(dá)電暈處理臺540(corona treating station 540)。利用位于電暈處理臺540入口處的膜厚度測量裝置530(film thickness measuring device 530)監(jiān)測膜厚度。在電暈處理臺中，處理膜的兩面以增加表面能。充分提高第一表皮層120的表面能，以增加在隨后的印刷程序中油墨與該表面的粘合力。充分提高第二表皮層130的表面能，以增加容器形成步驟中模內(nèi)標(biāo)簽與聚合物容器之間粘合力。從電暈處理臺540前進(jìn)的膜通過壓送輥550，到達(dá)輥560，膜在此纏繞在該輥上，以備隨后的工藝使用。膜以每分鐘約300至約600英尺的速率通過電暈處理臺，在一個實(shí)施方案中速率為每分鐘約345英尺。
對膜進(jìn)行熱拉伸和退火處理增加了膜的縱向剛性，但是使得膜在橫向上是相對可伸縮的。這一工藝可以稱之為單軸向拉伸(uniaxialstretching)。在一個實(shí)施方案中，考慮使用膜的不平衡或平衡的雙軸向拉伸，以獲得滿意的縱向和橫向之間的剛性差異，使縱向拉伸強(qiáng)度和剛性超過橫向拉伸強(qiáng)度和剛性。無論是雙軸拉伸或是單軸拉伸，即無論是微微(相對地)進(jìn)行橫向拉伸或不進(jìn)行橫向拉伸，縱向拉伸的程度超過橫向拉伸強(qiáng)度，以使得膜在縱向具有足夠的剛性，而在橫向上則保持相對的柔軟性。因此，無論對膜進(jìn)行單軸或雙軸拉伸，這種膜可以被稱為具有軸向剛度差異。在一個實(shí)施方案中，縱向葛爾萊剛性在約30至約120的范圍內(nèi)，在一個實(shí)施方案中在約40至約60的范圍內(nèi)。橫向葛爾萊剛性在約30至約120的范圍內(nèi)，在一個實(shí)施方案中，在約35至約45的范圍內(nèi)。葛爾萊剛性(Gurley stiffness)用測試方法TappiT543PM-84測定。
單軸熱拉伸和退火對于形成模內(nèi)標(biāo)簽?zāi)だ煨阅芤彩欠浅Ｖ匾?，模?nèi)標(biāo)簽?zāi)だ煨阅軐τ诘謸跫庸ぜ垬?biāo)簽所用的常規(guī)印刷技術(shù)的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力是不可缺少的。經(jīng)過拉伸和退火的膜應(yīng)該具有大于約65,000psi的拉伸模量，其斷裂伸長率應(yīng)小于大約950％。拉伸性能，包括伸長率、模量，是用ASTM D882-97中闡述的方法測量。
本發(fā)明的膜在熱拉伸和退火之后的縱向收縮(machine directionshrinkage)小于約2％，在一個實(shí)施方案中小于約1.5％，在一個實(shí)施方案中小于約1％，在一個實(shí)施方案中小于約0.75％，在一個實(shí)施方案中在0.1％至約1％范圍內(nèi)，在一個實(shí)施方案中在0.25％至約0.75％范圍內(nèi)。收縮用測試方法ASTM D 2739-96測量。
在200°F溫度下，本發(fā)明的膜的收縮張力(shrink tension)小于約100psi(鎊/平方英寸)，在一個實(shí)施方案中小于50psi，在一個實(shí)施方案中小于約30psi。收縮張力用測試方法ASTM D2838.95測量。
如圖6所示意性說明的，經(jīng)過熱拉伸和退火的膜100C，可以以自動纏繞于輥560的形式供給，可以在印刷機(jī)600中印刷或者裝飾，在印刷機(jī)600中，膜易于受到印刷本身所附帶的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的作用，和如此暴露給熱的干燥油墨過程或者通過暴露給易于產(chǎn)生紅外線輻射的紫外輻射的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的作用。
印刷和干燥之后，以類似于成片展開紙質(zhì)標(biāo)簽的方式將膜成片展開和堆疊。以圖中箭頭610所示進(jìn)行切割，切斷的膜片620(sheet 620)形成疊堆630(stack 630)。疊堆(stack)，比如可以包含100或200張膜片。為了清楚顯示圖例，在圖中大大的夸大了膜片的厚度，因此所顯示的疊堆630只由相對較少數(shù)目的膜片(sheet)組成。疊堆中的每一張膜片將提供用于切成若干個標(biāo)簽的材料，是從該層壓材料沖切而成。在所述的一個特定的實(shí)例中，每張膜片沖切成9個標(biāo)簽。堆疊中的膜片相互準(zhǔn)確對齊，以便使從膜片切割到的標(biāo)簽形成與它們的表面出現(xiàn)的印刷物準(zhǔn)確對齊，印刷物是依照印刷機(jī)600印刷的圖案。
如果膜太柔軟，就妨礙了準(zhǔn)確堆疊，原因在于不能通過傳送帶、導(dǎo)軌、制動裝置(stops)或類似的導(dǎo)向裝置(未顯示)以任何精確度定向地控制柔軟膜片的定位。通過熱拉伸使本發(fā)明膜的剛性加強(qiáng)，如上所闡述的，可以確保實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的堆疊。
如果靜電荷存在于膜片或標(biāo)簽之中，也會阻礙膜片或由其形成的標(biāo)簽的堆疊準(zhǔn)確性和后續(xù)處理，上面闡述過的抗靜電添加劑用于去除或驅(qū)散靜電荷。
個體標(biāo)簽可以利用裝載在蓋650(head 650)上的空心沖頭或割截模640以已知的方式形成，見圖7中的仰視平面圖和圖8、9中的側(cè)面正視圖。割截模從疊堆630沖切出標(biāo)簽，每一次切割循環(huán)得到如疊堆660數(shù)目的個體標(biāo)簽，如圖10所示。在描述的一個特定實(shí)例中，每一次切割循環(huán)得到9堆個體標(biāo)簽。
可替代地，在印刷和干燥之后，可以將疊堆送入位于印刷機(jī)系列(printing press line)末端的一個旋轉(zhuǎn)剛模(未顯示)中，切割成標(biāo)簽。當(dāng)切割到的標(biāo)簽和周邊的廢料基體從旋轉(zhuǎn)剛模排出時，基體以與標(biāo)簽成一定的角度去除，標(biāo)簽具有足夠的剛度，它們可以繼續(xù)前進(jìn)進(jìn)入一對進(jìn)料帶(feed belt)(未顯示)的間隙，收集形成疊堆660。因此，在直接進(jìn)行的標(biāo)簽切割和分離程序中，利用了軸向勁度，這消除了有關(guān)描述在圖7、8和9中的在610處的切割步驟和其他步驟。
通過適當(dāng)?shù)陌b或包裹(未顯示)，以類似于先前用于紙襯背標(biāo)簽的方式，對個體標(biāo)簽的疊堆660進(jìn)行固定。固定的疊堆660運(yùn)送或者運(yùn)輸?shù)街圃齑的?、注?；蜃?吹模容器的地點(diǎn)，其常常與標(biāo)簽制造地點(diǎn)不在同一個地方。
在容器制造地點(diǎn)，如圖11所示意性地顯示的那樣，個體標(biāo)簽的疊堆660被裝載于分配堂670(dispensing magazine 670)中。例如，標(biāo)簽可以通過彈簧680被送到堂的前端，且可以輕輕地被機(jī)械伸縮固定銷690(mechanically retracting retainer fingers 690)固定，用于摘去。機(jī)器人標(biāo)簽喂料頭700(robotic label feed head 700)配置有真空杯710，該真空杯適應(yīng)于被一機(jī)械裝置(未顯示)向內(nèi)推入到喂料頭700，以摘取疊堆660中的前端標(biāo)簽660a。收縮真空杯，平移喂料頭和單個的已經(jīng)摘取到的標(biāo)簽660a進(jìn)入張開鑄模720(opened mold 720)。由平移筒730(translating cylinder 730)推動喂料頭700的運(yùn)動。真空杯710(vaccum cups 710)再次推向前，并將摘取到的標(biāo)簽660a放在模的內(nèi)表面，然后釋放該標(biāo)簽。當(dāng)標(biāo)簽喂料頭700收縮的時候，利用通過真空管740(vaccum lines 740)施加到模壁上的真空，標(biāo)簽可以準(zhǔn)確地置于模內(nèi)。真空管通向模內(nèi)的出口可以與模的內(nèi)表面齊平，如圖所示，以便標(biāo)簽適當(dāng)?shù)卣紦?jù)部分模空穴。換而言之，模內(nèi)表面沒有凹進(jìn)處，用于容納標(biāo)簽。
高密度聚乙烯或類似的熱塑性樹脂的熱加工件或半成品(未顯示)被喂入模720，關(guān)閉該模，以一種已知的方式膨脹半成品形成模制容器。用于制造本發(fā)明膜的熱拉伸和退火溫度超過模內(nèi)操作溫度。為了確保將標(biāo)簽統(tǒng)一地加入到容器中，使模內(nèi)標(biāo)簽?zāi)さ能浕瘻囟冉咏诓僮鳒囟仁强扇〉?。如果?biāo)簽在模的內(nèi)表面上，而不是在模的內(nèi)表面里，標(biāo)簽埋入到它要粘合的加工件中，因而有利的提供了一種嵌入標(biāo)簽(insetlabel)，其與容器表面齊平，這淘汰并因此節(jié)省了一部分制造模制加工件或容器的裝料量，而不會減少結(jié)構(gòu)完整性至任何可檢測的程度。
在粘合到一容器上之后，本發(fā)明模內(nèi)標(biāo)簽的印刷表面的特征在于，表面粗糙度Ra，最多為大約100微英寸，在一個實(shí)施方案中約5至約100微英寸，在一個實(shí)施方案中約5至約75微英寸，在一個實(shí)施方案中約10至約50微英寸，在一個實(shí)施方案中約15至約35微英寸，用測試方法ANSI B46.1測量。
下面提供的實(shí)施例進(jìn)一步公開了本發(fā)明。
實(shí)施例1通過共擠壓、拉伸和退火下述各層(全部以重量百分比計)，制成對應(yīng)于圖3中的膜100B的、厚度為4.0mils的多層膜。
核心層110占膜總厚度的60％62.0％的舒而曼(Schulman)Polybatch PF92D(含分散于聚丙烯中的40.0％的碳酸鈣)11.0％的舒而曼(Schulman)Polybatch P8555-SD(含分散于聚丙烯中的50.0％的二氧化鈦)27.0％的道化學(xué)-聯(lián)碳5A97(Union Carbide-Dow 5A97)(聚丙烯)第一表皮層120和第二表皮層130每層各占膜總厚度的10％
50.0％的道化學(xué)-聯(lián)碳5A9750.0％的AT塑料公司EVA1821(AT P1astics EVA1821)層140和150每層各占膜總厚度的10％50.0％的道化學(xué)-聯(lián)碳5A9750.0％的AT Plastics EVA1821在下面描述的條件下，通過圖5中顯示的方法，共擠壓、拉伸和退火上面描述的多層膜。在下面的表中，術(shù)語“fmp”代表英尺/分鐘。鑄輥270(Cast roll 270)溫度100°F速度(線速度)25fpm鑄輥280(Cast roll 280)溫度80°F速度(線速度)35fpm預(yù)熱輥370(Pre-heat roll 370)溫度245°F速度(線速度)35fpm預(yù)熱輥380 (Pre-heat roll 380)溫度250°F速度(線速度)26fpm拉伸輥390(Draw roll 390)溫度260°F速度(線速度)26fpm拉伸輥410(Draw roll 410)溫度260°F速度(線速度)142fpm退火輥440(Annealing roll 440)溫度260°F速度(線速度)134fpm
退火輥450 (Annealing roll 450)溫度260°F速度(線速度)127fpm冷卻輥460 (Cooling roll 460)溫度120°F速度(線速度)128fpm冷卻輥480(Cooling roll 480)溫度65°F速度(線速度)128fpm冷卻輥500(Cooling roll 500)溫度70°F速度(線速度)125fpm上述制造的膜具有下述特性。在下表中，術(shù)語“psi”指鎊/平方英寸。
葛爾萊剛度(Tappi T543 PM-84)縱向99橫向52.3不透明度(Tappi T425 OS-75) 93.0生產(chǎn)后10天的表面能，達(dá)因印刷面 37底面(Base Side) 36摩擦系數(shù)(印刷面/底面)(ASTMD1894-95)靜態(tài)的0.54動態(tài)的0.46％灰份(ASTM D5630-94) 17.7割線模數(shù)(psi)(ASTM D882-97)
縱向 189,500橫向 87,385伸長率(％)(ASTM D882-97)縱向 27橫向 263拉伸屈服(Tensile Yield)(Ibs)(ASTM D882-97)縱向 27橫向 263極限拉伸(Ultimate Tensile)(Ibs)(ASTM D882-97)縱向 23,180橫向 2674收縮(％)(ASTM D2739-96)縱向 2.0橫向 -0.15收縮張力(psi)(ASTM D2838-95)在260°F(126，7℃)溫度下 98.1實(shí)施例2通過共擠壓、拉伸和退火一個膜擠壓物，制成對應(yīng)于圖3中的膜100B的多層膜，多層膜厚度為四密耳，并具有下列各層(全部以重量百分比計)核心層110-占膜總厚度的74.0％40.0％的舒而曼(Schulman)PF97N12.0％的舒而曼(Schulman)Polybatch P8555-SD46.5％的道化學(xué)-聯(lián)碳(Union Carbide-Dow)5A971.5％的舒而曼(Schulman)Polybatch VLA-55-SF
第一表皮層120和第二表皮層130-各層分別占膜總厚度的7.75％1.5％的舒而曼(Schulman)Polybatch VLA-55-SF73.5％的?？顾?Equistar)H601225.0％的AT塑料(AT Plastics)EVA 1821層140和150-各層分別占膜總厚度的5.25％50.0％的埃克森-美孚(ExxonMobil)Optema TC 12048.5％的道化學(xué)-聯(lián)碳(Union Carbide-Dow)5A971.5％的舒而曼(Schulman)Polybatch VLA-55-SF在下面描述的條件下，通過圖5中顯示的方法，共擠壓、拉伸和退火上面描述的多層膜。
鑄輥270溫度150°F速度(線速度)62fpm鑄輥280溫度120°F速度(線速度)63fpm預(yù)熱輥370溫度260°F速度(線速度)62fpm預(yù)熱輥380溫度260°F速度(線速度)65fpm拉伸輥390溫度260°F速度(線速度)65fpm拉伸輥410溫度260°F
速度(線速度)298fpm退火輥440溫度265°F速度(線速度)259fpm退火輥450溫度265°F速度(線速度)258fpm冷卻輥460溫度120°F速度(線速度)258fpm冷卻輥480溫度85°F速度(線速度)257fpm冷卻輥500溫度70°F速度(線速度)259fpm上述制備的膜具有下述特性葛爾萊剛度(Tappi T543 PM-84)縱向 67.3橫向 42.1不透明度(Tappi T425 OS-75) 90.1生產(chǎn)后10天的表面能，達(dá)因印刷面 47底面(Base Side) 45摩擦系數(shù)(印刷面/底面)(ASTMD1894-95)靜態(tài)的 0.37動態(tài)的 0.28
％灰份(ASTM D5630-94)21.3割線模數(shù)(psi)(ASTM D882-97)縱向 162,908橫向 89,587伸長率(％)(ASTM D882-97)縱向 57橫向 115.5拉伸屈服(Tensile Yield)(Ibs)(ASTM D882-97)縱向 64.8橫向 10.0極限拉伸(Ibs)(ASTM D882-97)縱向 16,047橫向 2439收縮(％)(ASTM D2739-96)縱向 0.52橫向 0.20收縮張力(psi)(ASTM D2838-95)在240°F(115.6C)溫度下64在260°F(126.7C)溫度下77.2雖然本發(fā)明是根據(jù)特別的實(shí)施方案進(jìn)行解釋的，應(yīng)該理解一旦閱讀完說明書，各種修改方式對于本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員也是顯而易見的。因此，應(yīng)該理解在此公開的本發(fā)明旨在覆蓋落入所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的各種修改方式。
權(quán)利要求
1.一種用于制造模內(nèi)標(biāo)簽的多層膜，包括一個核心層，具有第一表面和第二表面，核心層包括聚合物材料和分散在聚合物材料中的粉碎固體粒子，聚合物材料為高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、乙烯和丙稀的共聚物、聚酯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯或者其中兩種或多種物質(zhì)的混合物；一個第一表皮層，覆蓋核心層第一表面，第一表皮層包括熱塑性共聚物或三元共聚物，來自乙烯或丙稀和選自丙稀酸烷基酯、丙稀酸、烷基丙稀酸、乙酸乙烯酯和其中兩種或多種組合的功能單體；該膜通過共擠壓核心層和第一表皮層形成多層膜、在高于標(biāo)簽期望的操作溫度下熱拉伸膜以賦予膜軸向取向、在高于標(biāo)簽期望的操作溫度下對膜進(jìn)行退火而制成；在熱拉伸期間，膜的密度減少約5％至約25％；在熱拉伸和退火之后，該膜的縱向葛爾萊剛度值在約30至約120范圍內(nèi)；在熱拉伸和退火之后，該膜縱向收縮小于約2％；在熱拉伸和退火之后，在200°F(93.3℃)下，該膜縱向收縮張力小于約100磅/平方英寸。
2.權(quán)利要求1所述的膜，其中所述膜還包括一個第二表皮層，覆蓋核心層的第二表面。
3.權(quán)利要求1所述的膜，其中所述膜還包括一個第一不透明層，位于核心層的第一表面和第一表皮層之間。
4.權(quán)利要求1所述的膜，其中所述膜還包括一個第一粘結(jié)層，位于核心層的第一表面和第一表皮層之間。
5.權(quán)利要求2所述的膜，其中所述膜還包括一個位于核心層的第一表面和第一表皮層之間的第一不透明層，和一個位于核心層的第二表面和第二表皮層之間的第二不透明層。
6.權(quán)利要求2所述的膜，其中所述膜還包括一個位于核心層的第一表面和第一表皮層之間的第一粘結(jié)層，和一個位于核心層的第二表面和第二表皮層之間的第二粘結(jié)層。
7.權(quán)利要求2所述的膜，其中所述膜還包括一個位于核心層的第一表面和第一表皮層之間的第一不透明層，一個位于第一不透明層和第一表皮層之間的第一粘結(jié)層，一個位于核心層的第二表面和第二表皮層之間的第二不透明層，和一個位于第二不透明層和第二表皮層之間的第二粘結(jié)層。
8.權(quán)利要求1所述的膜，其中所述聚合物材料是聚丙烯。
9.權(quán)利要求1所述的膜，其特征是所述粉碎固體粒子包括碳酸鈣。
10.權(quán)利要求1所述的膜，其中所述核心層按重量計含有約15％至約35％的粉碎固體粒子。
11.權(quán)利要求1所述的膜，其中所述核心層還含有抗靜電添加劑。
12.權(quán)利要求1所述的膜，其特征是所述核心層還含有顏料。
13.權(quán)利要求1所述的膜，其中所述第一表皮層還包含選自高密度聚乙烯、聚苯乙烯、橡膠改性聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚酯、環(huán)烯烴共聚物和其兩種或者多種混合物的熱塑性聚合物材料。
14.權(quán)利要求2所述的膜，其中所述第二表皮層包含共聚物或三元共聚物，衍生自乙烯或丙稀和選自丙稀酸烷基酯、丙稀酸、烷基丙稀酸、乙酸乙烯酯和其中兩種或多種組合的功能性單體。
15.權(quán)利要求4所述的膜，其中所述第一粘結(jié)層包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物或其中兩種或多種的混合物。
16.權(quán)利要求2所述的膜，其中所述第一表皮層和第二表皮層包含高密度聚乙烯或聚丙烯；和乙烯乙酸乙烯酯共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
17.權(quán)利要求6所述的膜，其中所述第一粘結(jié)層和第二粘結(jié)層包含高密度聚乙烯或聚丙烯；和乙烯乙酸乙烯酯共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
18.一種用于制造模內(nèi)標(biāo)簽的多層膜，包括一個核心層，具有第一表面和第二表面；一個第一表皮層，覆蓋核心層的第一表面；和一個第二表皮層，覆蓋核心層的第二表面；核心層包括聚合物材料和分散在聚合物材料中的粉碎固體粒子，聚合物材料為高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、乙烯和丙稀共聚物、聚酯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯或者其中兩種或多種物質(zhì)的混合物；第一表皮層和第二表皮層獨(dú)立地包括熱塑性共聚物或三元共聚物，衍生自乙烯或丙稀和選自丙稀酸烷基酯、丙稀酸、烷基丙稀酸、乙酸乙烯酯和其中兩種或多種組合的功能單體；該膜通過共擠壓核心層、第一表皮層和第二表皮層形成多層膜，在高于標(biāo)簽期望的操作溫度下熱拉伸膜以賦予膜軸向取向，在高于標(biāo)簽期望的操作溫度下對膜進(jìn)行退火的方法制成；在熱拉伸期間，膜的密度減少約5％至約25％；在熱拉伸和退火之后，該膜的縱向葛爾萊剛度值在約30至約120范圍內(nèi)；在熱拉伸和退火之后，該膜的縱向收縮小于約2％；在熱拉伸和退火之后，該膜在200°F(93.3℃)下縱向收縮張力小于約100磅/平方英寸。
19.一種用于制造模內(nèi)標(biāo)簽的多層膜，包括一個具有第一表面和第二表面的核心層；一個覆蓋核心層第一表面的第一表皮層；一個位于核心層第一表面和第一表皮層之間的第一粘結(jié)層；一個覆蓋核心層第二表面的第二表皮層；一個位于核心層第二表面和第二表皮層之間的第二粘結(jié)層；核心層包括聚合物材料和分散在聚合物材料中的粉碎固體粒子，聚合物材料為高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、乙烯和丙稀的共聚物、聚酯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯或者其中兩種或多種物質(zhì)的混合物；第一表皮層和第二表皮層獨(dú)立地包括熱塑性共聚物或三元共聚物，衍生自乙烯或丙烯和選自丙稀酸烷基酯、丙稀酸、烷基丙稀酸、乙酸乙烯酯和其中兩種或多種組合的功能單體；該膜如下形成，通過共擠壓核心層、第一表皮層、第二表皮層和粘結(jié)層形成多層膜，在高于標(biāo)簽期望的操作溫度下熱拉伸膜以賦予膜縱向拉伸，和，在高于標(biāo)簽期望的操作溫度下對膜進(jìn)行退火；在熱拉伸期間，膜的密度減少約5％至約25％；在熱拉伸和退火之后，該膜的縱向葛爾萊剛度值在約30至約120范圍內(nèi)；在熱拉伸和退火之后，該膜的縱向收縮小于約2％；在熱拉伸和退火之后，該膜在200°F(93.3℃)下縱向收縮張力小于約100磅/平方英寸。
20.一種用于制造模內(nèi)標(biāo)簽的多層膜，包括一個具有第一表面和第二表面的核心層；一個覆蓋核心層第一表面的第一表皮層；一個位于核心層的第一表面和第一表皮層的之間的第一不透明層；一個位于核心層第一表面和第一表皮層之間的第一粘結(jié)層；一個覆蓋核心層第二表面的第二表皮層；一個位于核心層的第二表面和第二表皮層的之間的第二不透明層；一個位于核心層第二表面和第二表皮層之間的第二粘結(jié)層；核心層包括聚合物材料和分散在聚合物材料中的粉碎固體粒子，聚合物材料為高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、乙烯和丙稀共聚物、聚酯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯或者其中兩種或多種物質(zhì)的混合物；第一表皮層和第二表皮層獨(dú)立地包括熱塑性二元共聚物或三元共聚物，衍生自乙烯或丙稀和選自丙稀酸烷基酯、丙稀酸、烷基丙稀酸、乙酸乙烯酯和其中兩種或多種組合的功能單體；該膜通過共擠壓核心層、第一表皮層、第二表皮層、第一和第二不透明層、第一和第二粘結(jié)層形成多層膜，在高于標(biāo)簽期望的操作溫度下熱拉伸膜以賦予膜縱向拉伸，在高于標(biāo)簽期望的操作溫度下對進(jìn)行退火的方法制成；在熱拉伸期間，膜的密度減少約5％至約25％；在熱拉伸和退火之后，該膜的縱向葛爾萊剛度在約30至約120范圍內(nèi)；在熱拉伸和退火之后，該膜的縱向收縮小于約2％；在熱拉伸和退火之后，該膜在200°F(93.3℃)下縱向收縮張力小于約100磅/平方英寸。
21.一種由權(quán)利要求1所述的膜制成的模內(nèi)標(biāo)簽。
22.一種由權(quán)利要求1所述的膜制成的模內(nèi)標(biāo)簽，其具有表面積至少為約12平方英寸。
23.一種粘合有權(quán)利要求20所述標(biāo)簽的聚合物容器，標(biāo)簽的第一表皮層具有油墨印刷表面，該油墨印刷表面的表面粗糙度可以高至100微英寸，是由測試方法ANSI B46.1測定的。
24.一種容量至少約32流體盎司的粘合有權(quán)利要求21所述標(biāo)簽的聚合物容器，標(biāo)簽的第一表皮層具有油墨印刷表面，通過測試方法ANSI B46.1，該油墨印刷表面的表面粗糙度可以高至大約100微英寸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用作模內(nèi)標(biāo)簽的多層膜，該多層膜包括一個具有第一表面和第二表面的核心層；和，一個覆蓋核心層第一表面的第一表皮層。核心層包括聚合物材料和分散在聚合物材料中的粉碎固體粒子；該膜是如此形成的，共擠壓核心層和第一表皮層形成多層膜，在高于標(biāo)簽期望的操作溫度下熱拉伸多層膜以賦予多層膜縱向拉伸，在熱拉伸期間，膜的密度減少約5％至約25％，在高于標(biāo)簽的期望操作溫度下對多層膜進(jìn)行退火。該多層膜的縱向葛爾萊剛性在約30至約120范圍內(nèi)，縱向收縮小于約2％，在200°F(93.3℃)下縱向收縮張力小于約100鎊/平方英寸(psi)。
文檔編號B32B37/14GK1668454SQ03816983
公開日2005年9月14日 申請日期2003年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月18日
發(fā)明者B·S·米恩圖斯, J·科瓦利丘克 申請人:艾利丹尼森公司