印刷的泡沫薄膜包裝的製作方法

2023-09-22 13:36:35 2

專利名稱：印刷的泡沫薄膜包裝的製作方法
技術領域：
本發明涉及包含泡沫薄膜層的包裝領域。
背景技術：
聚烯烴塑料薄膜用於構造能夠容納消費品的各種包裝，諸如袋子和小袋。例如，用 於容納堆疊的一次性尿布或衛生製品的袋子、用於溼擦拭物的小袋以及容納顆粒狀衣物洗 滌劑的袋子經常由塑料薄膜製成。用於形成包裝的塑料薄膜可為單層薄膜(稱作單膜)、共 擠出的層的組合、或彼此粘附的單獨製備的層的層壓物。在幾乎所有的包裝中，某種標記被 印刷在塑料薄膜上。通常用來壓印塑料薄膜的兩種類型的印刷為柔性版印刷和捲筒紙凹版印刷。柔性 版印刷利用由柔韌的彈性體材料製成的柔性印刷板。要被印刷在包裝上的標記的凸起的浮 雕圖像存在於柔韌的印刷板上。浮雕圖像用墨塗覆，然後被壓印到塑料薄膜上。通常，一個 或多個柔性版印刷板定位在旋轉的印刷滾筒上，所述印刷滾筒當薄膜在印刷輪下移動時印 刷在薄膜片上。每個板可載有一種不同類型或顏色的墨。捲筒紙凹版印刷使用具有雕刻的 浮雕圖像的印刷板。印刷板通常由金屬製造並經常被成型為圓柱形印刷輥。墨被吸到雕刻 的圖像上並被轉印到塑料薄膜上。由於柔性版印刷和捲筒紙凹版印刷均涉及使塑料薄膜的 表面與浮雕圖像接觸以將墨轉移到薄膜上，因此塑料薄膜的表面結構的變化將影響印刷質 量。輪轉凹版印刷機可具有多個印刷輥，而每個輥可載有一種不同類型或顏色的墨。與塑料薄膜包裝相關的大部分成本是用於製造薄膜的塑料樹脂的成本。近來的技 術進步已使製造用於如上所述類型的包裝的合適厚度(10-250微米)和強度的泡沫聚烯 烴薄膜成為可行。適用於包裝的若干個示例性泡沫聚烯烴薄膜描述於歐洲專利1 646 677 中。泡沫薄膜的使用使得能夠用在發泡工藝期間形成或結合到薄膜中的氣泡來替換部分樹 脂(例如，按重量計5-50%)。因為由氣泡留下的空隙或單元佔據原先由樹脂填充的體積， 所以泡沫薄膜允許減少樹脂而不會相應地減小薄膜厚度(通常被稱為薄膜的厚度)。泡沫薄膜的一個明顯的特徵是，與相同厚度的非泡沫薄膜相比，泡沫薄膜具有粗 糙的表面結構。由薄膜中的空隙的存在所形成的粗糙質地使得難以使用柔性版印刷或捲筒 紙凹版印刷來直接印刷到泡沫薄膜上。粗糙質地由於表面中的未接觸印刷板的淺凹而趨於 在墨的覆蓋中導致空隙。墨的覆蓋中的這些空隙不僅降低了包裝的外觀以及其圖形和文字 的吸引力，而且還可能會降低條形碼的圖像質量，使得條形碼閱讀器無法解碼條形碼。發明概述一種製造具有可接受質量的印刷標記的包裝的方法包括提供至少一個泡沫薄膜 層，其中所述泡沫薄膜層具有介於10和250微米之間的厚度並且與基本上相同厚度和組成 的非泡沫薄膜相比具有介於5%至50%之間的密度減小。至少一個泡沫薄膜層的第一表面 被印刷在包裝的印刷的表面上。如下所述將標記印刷到印刷的表面上將墨施加到印刷機 表面上並使所述印刷的表面與塗有墨的印刷機表面接觸以用墨塗覆所述印刷的表面。印刷 機表面包括具有頂部表面的多個凸點，所述頂部表面被構造成接觸印刷的表面以將標記壓 印到印刷的表面上。凸點具有不大於約70%的網點百分比，並且在一些實施方案中，所述網點百分比介於50%至60%之間。在一些實施方案中，可選擇墨以便與被選擇來將基本上相同的標記印刷到基本上 相同厚度和組成的非泡沫薄膜的印刷表面上的墨相比，該墨具有大約20秒的增加的粘度。 可選擇墨以使其具有大於將基本上相同的標記印刷到基本上相同厚度和組成的非泡沫薄 膜的印刷表面上的墨的濃度約30% -50%的濃度。可使印刷的表面在大於用來將基本上相 同的標記印刷到基本上相同厚度和組成的非泡沫薄膜的印刷表面上的印刷機壓力的壓力 下與塗有墨的印刷機表面接觸。包裝包括至少一個泡沫薄膜層，其中所述泡沫薄膜層具有介於10和250微米之間 的厚度並且與基本上相同厚度和組成的非泡沫薄膜相比具有介於5%至50%之間的密度 減小。包裝也包括可接受質量的印刷標記被印刷在包裝的印刷的表面上。至少一個泡沫薄 膜層的第一表面被印刷在包裝的印刷的表面上。在一些實施方案中，包裝由共擠出的泡沫 薄膜製成，所述泡沫薄膜具有頂層，該頂層包括具有印刷的表面的泡沫薄膜。在其它實施方 案中，包裝包括具有頂層的泡沫薄膜層壓，所述頂層包括具有印刷的表面的泡沫薄膜。附圖概述

圖1為泡沫薄膜的頂部平面圖，所述泡沫薄膜具有根據本發明的一個或多個實施 方案的印刷標記。圖2為作用於根據本發明的一個或多個實施方案的圖1的泡沫薄膜上的印刷板的 橫截面視圖。圖3為圖2的印刷板的頂部平面圖。圖4為作用於具有印刷標記的非泡沫薄膜上的現有技術印刷板的橫截面視圖。發明詳述泡沬薄膜如本文所用，術語「薄膜」是指具有適用於消費品包裝例如袋子和小袋的厚度的薄 膜，例如薄膜厚度介於約10和250微米之間。如本文所用，術語「泡沫薄膜」是指包含至少一個厚度介於10和250微米之間的 層且包含氣泡或空隙體積或單元的薄膜，其中所述層與不包括氣泡或空隙體積或單元的相 同厚度的薄膜相比表現出至少5%的密度減小(如根據ASTM D4321所確定)。如本文所用，術語「具有可接受質量的印刷標記」是指符合業界對於消費品包裝上 的印刷清晰度和密度的標準的標記，諸如例如字符、圖形、和著色區域。確定標記是否具有 可接受的質量的一種非正式方法是墨在肉眼透過它可看到下面的泡沫薄膜的區域中是否 存在空隙。用來測定條形碼標記是否具有可接受的質量的兩種業界已知的測試為IS0/IEC 15415條形碼印刷質量測試規格和IS0/IEC 15416，該IS0/IEC15416從「4A」(最好)到 「OF」(最差)來評級條形碼的可讀性。根據IS0/IEC 1M16測得的2C的條形碼可讀性通 常被認為具有業界可接受的質量。確定圖形和著色區域是否具有可接受的質量的另一個示 例性方法是用密度計來測量印刷區域的密度。在許多情況下，可使用ASTM F 2036標準來 印刷和測定特定測試圖案。對於印刷在白紙上的實黑區域，1. 1至1. 8密度單位的密度通常 被認為具有業界可接受的質量。圖1為具有標記15的泡沫薄膜10的頂部平面圖。泡沫薄膜10可用來製造包裝。泡沫薄膜10通常具有介於約10和250微米之間的厚度並由泡沫聚烯烴樹脂製成。許多不 同組分的共混物可用於聚烯烴和組分中，所述組分因為它們的各種特性例如強度和不透明 性而被選擇。聚乙烯(例如，低密度聚乙烯LDPE，線性低密度聚乙烯LLDPE，高密度聚乙烯 HDPE,中密度聚乙烯MDPE，茂金屬聚乙烯mPE，乙基乙酸乙烯酯EVA，以及它們的混合物)和 聚丙烯及其共混物是經常用來製造泡沫薄膜10的示例性類型的材料。圖1中示出的薄膜 10因為由單個的層組成，因此被稱為單膜。如圖2最佳所示，薄的泡沫單膜10由樹脂12，諸如例如聚烯烴組成，具有由氣泡 14留下的空隙。製造泡沫單膜10的一種方法是在加熱之前，向母批料樹脂12中添加一種 或多種化學發泡劑，諸如例如碳酸氫鈉粉末和成酸劑。在加熱時，化學發泡劑釋放二氧化 碳。二氧化碳在隨後的加工步驟中膨脹並在單膜10中形成氣泡14。描述發泡劑轉變成二 氧化碳的一個示例性化學式是NaHCO3 (碳酸氫鈉粉末)+H+ (成酸劑)一Na++C02+H20一些二氧化碳氣泡14從熔融的樹脂12中逸出而其他的氣泡在冷卻期間則被捕獲 在樹脂12中以形成在樹脂固化之後仍存在的空隙。與使用在樹脂中反應以生成氣泡14的 化學發泡劑不同的可供選擇的方法是在薄膜製造期間將氣體諸如例如二氧化碳注入到塑 料擠出機中。圖2中所示的氣泡14通常為雪茄形狀的，然而可考慮其他形狀。氣泡14通常 是雪茄形狀的並且取向在薄膜擠出的方向上。在具有40微米厚度的泡沫薄聚乙烯單膜中， 典型的雪茄形狀的氣泡可具有10微米的直徑和介於50和300微米之間的長度。薄的泡沫 單膜10的泡沫結構通常朝向表面是閉合的，使得基本上所有的靠近表面的氣泡14都是閉 合的。由於氣泡14形成了佔據本應由非泡沫薄膜中的樹脂12佔據的體積的空隙，薄的泡 沫單膜10與非泡沫單膜相比使用更少的樹脂12(參見例如圖4中的非泡沫薄膜120)並同 時保持基本上相同的厚度。儘管氣泡通常是閉合的，但也可存在提供表面不規則性(例如 槽或凹)的開孔氣泡。單膜10也可為頂部、或印刷的共擠出泡沫薄膜層或泡沫薄膜層壓體(未示出)。 許多薄膜包裝使用薄膜共擠出物或層壓體，這是因為可選擇每層的組成以有助於所得的包 裝的期望質量。為了製備泡沫薄膜共擠出物，用於每層的樹脂被共擠出並同時熔融和冷卻 在一起以形成層狀的共擠出薄膜。因此，泡沫薄膜共擠出物包括彼此直接相鄰的每種類型 樹脂的層。泡沫薄膜共擠出物可包括被選擇用來提供例如強度、不透明性、印刷質量和不透 溼性的層。泡沫薄膜層壓體類似於薄膜共擠出物，因為它們兩者均包括被選擇以有助於獲得 所得包裝的期望質量的不同類型的層。然而，薄膜層壓體的層被單獨地形成和冷卻而不是 以熔融形式組合。層壓體通常在一個或多個層不是特別適用於共擠出時使用，諸如例如與 塑料層相比要求顯著不同的加工技術的金屬化的層。單獨的層然後可彼此固定，諸如例如 使用粘合劑。根據本發明，泡沫薄膜共擠出物和層壓體具有泡沫頂層。包裝標記被印刷在 該頂層上。還考慮到了塗布-擠出的層壓體，其中至少一個層是泡沫層，該泡沫層可為先前 形成的基底之後與不同的層塗布-擠出，或泡沫層可為塗布-擠出的層。在泡沫層為先前 泡沫化的基底之後與不同的層塗布-擠出的情況下，泡沫層可在塗布-擠出過程之前、期間 或之後印刷。在泡沫層為塗布-擠出的層的情況下，其在所述層被充分地冷卻用於印刷時 在塗布-擠出過程之後的任何時間被印刷。
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無論印刷的泡沫層為單膜還是具有多層結構的層，泡沫薄膜層均可在任何方便的 時間印刷。其也可被印刷在一側或兩側上，並且所述側面可同時印刷或按順序印刷。泡沫 薄膜或泡沫薄膜層可接受柔性版印刷和捲筒紙凹版印刷工藝中的一者或兩者的印刷。在泡沬薄膜上印刷柔性版印刷是直接旋轉印刷方法，所述直接旋轉印刷使用橡膠或光致聚合物板中 的彈性浮雕圖像來將標記印刷到用於製造包裝的塑料薄膜上。在許多情況下，所述板或多 個板安裝在可旋轉的印刷滾筒上，所述滾筒在連續的塑料薄膜片在印刷滾筒下通過時對其 進行印刷。圖4是壓印有標記(如圖1中所示的標記15)的現有技術非泡沫薄膜120的橫 截面視圖。印刷板100諸如例如柔性版印刷板的印刷機表面112接觸非泡沫薄膜120的印 刷機表面122。如圖6所示，印刷機表面112是基本上平面的以使墨完全覆蓋印刷的表面。已發現，使用平坦的柔性版印刷機表面諸如印刷機表面112以在泡沫薄膜(例如 泡沫薄膜10)上印刷將產生不可接受質量的印刷標記。墨中的空隙肉眼可見，使得印刷質 量對於許多包裝應用而言是不可接受的。已對用於非泡沫薄膜的柔性版印刷工藝進行了調 節以試圖獲得墨在泡沫薄膜上的可接受水平的覆蓋率。例如，印刷機表面112接觸泡沫薄 膜上的印刷的表面的壓力已被降低以便更好地填充泡沫薄膜10的粗糙表面的下陷輪廓。 這兩種方法都沒有能夠產生泡沫薄膜上的具有可接受質量的印刷標記。考慮到在泡沫薄膜上獲得可接受的印刷質量的難度，一種用泡沫薄膜來生產印刷 的包裝的方法將是用可印刷的非泡沫層例如共擠出或層壓的層來覆蓋泡沫薄膜。然而，在 泡沫薄膜上包括特殊的印刷層將抵消掉通過使用泡沫薄膜所獲得的成本節省。因此，期望 開發出一種用於直接在泡沫薄膜上印刷的方法而不管泡沫薄膜之後是否包括單膜或用作 多層結構中的層。圖2示出了點狀的或半色調的柔性版印刷板30，該印刷板用於將標記15 (圖1)壓 印到泡沫薄膜10上。點狀印刷板30包括具有多個凸點32的印刷機表面31。所述凸點32 具有頂部表面(圖3中的35)，所述頂部表面接觸泡沫薄膜10的印刷的表面16以在泡沫薄 膜上產生具有可接受質量的印刷標記(例如標記15)。點狀或半色調的印刷板30目前用在 許多基底上以產生圖像中的陰影。實現該陰影的方法是印刷其間具有空間的點，使得所述 點總體上覆蓋小於被印刷區域的整個區域。被點的頂部表面覆蓋的印刷區域與被印刷的總 表面區域的比率在業界被稱為網點百分比。圖3為點狀柔性版印刷板30的頂部平面圖。標記15的浮雕圖像39(圖1)被凸 點32限定。當凸點32的頂部表面35接觸印刷的表面16(圖2)時，標記15被壓印在印刷 的表面16上而沒有覆蓋方面的可見空隙。已發現，使用網點百分比不大於約70%的點狀印 刷板30將在泡沫薄膜10上產生具有可接受質量的標記(例如標記15)。令人驚奇的是，當網點百分比大於70%時，印刷質量似乎下降，因為墨中的空隙變 得可見。點狀印刷板效果好於泡沫薄膜10上的固體印刷板的一個原因可能是柔韌的凸點 32能夠移動並適形於粗糙表面，例如進入泡沫薄膜10的粗糙印刷表面16的凹陷區域中。 此外令人驚奇的是，具有增加的粘度的墨，諸如例如與非泡沫薄膜上使用的墨的粘度相比 增加了 20秒的粘度，當在點狀印刷板30的基礎上使用時也增強了墨覆蓋的質量。在一些 情況下，增加印刷機表面31接觸印刷的表面16的壓力可能是有利的。另一個觀察到的能 改進泡沫薄膜上的印刷質量的方法是在印刷板30上使用更軟的硬度測驗器材料。
例如，在一個測試中，使用具有介於約50%至60%之間的網點百分比的點狀印刷 板30以在40μπι泡沫薄膜上產生具有可接受質量的印刷標記，其中樹脂減少大約20%。與 用於相同厚度的非泡沫薄膜的壓力相比，印刷滾筒上的壓力增加20 μ，並且網紋輥上的壓 力增加10 μ。使用與用於非泡沫薄膜的墨相比粘度增加20秒的墨。該配置產生在泡沫薄 膜上的令人滿意水平的墨覆蓋。為了補償點狀印刷板的使用，可能有利的是增加墨的濃度 大約30-50%。墨的濃度是墨顏色強度的指標。下面的圖表概括了與用於在非泡沫薄膜上 印刷的印刷參數相比用於在泡沫薄膜上進行直接柔性版印刷的印刷參數。
權利要求
1.一種構造包裝的方法，所述包裝具有存在於印刷的表面上的可接受質量的印刷標 記，所述方法包括提供至少一個泡沫薄膜層，其中所述泡沫薄膜層具有介於10和250微米之間的厚度並 且包括與基本上相同厚度和組成的非泡沫薄膜相比介於5%至50%之間的密度減小，其中 所述至少一個泡沫薄膜層的第一表面為所述包裝的印刷的表面；以及通過將墨施加到印刷機表面上並使所述印刷的表面與所述塗有墨的印刷機表面接觸 以用墨塗覆所述印刷的表面，來將所述標記印刷在所述印刷的表面上；其中所述印刷機表面包括多個凸點，所述凸點具有頂部表面，所述頂部表面被構造成 接觸印刷的表面以將所述標記壓印到所述印刷的表面上，並且其中所述凸點具有不大於約 70%的網點百分比。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述凸點具有介於約50%-60%之間的網點百分比。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述凸點具有大約70%的網點百分比。
4.如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述墨被選擇成具有與被選擇用於將基本 上相同的標記印刷到基本上相同厚度和組成的非泡沫薄膜的印刷表面上的墨相比大約20 秒的粘度增加。
5.如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述墨被選擇成具有大於被選擇用於將基 本上相同的標記印刷到基本上相同厚度和組成的非泡沫薄膜的印刷表面上的墨的濃度大 約30% -50%的濃度。
6.如前述任一項權利要求所述的方法，其中使所述印刷的表面以大於將被用來將基本 上相同的標記印刷到基本上相同厚度和組成的非泡沫薄膜的印刷表面上的印刷壓力的壓 力與塗有墨的所述印刷機表面接觸。
全文摘要
本發明公開了一種構造具有可接受質量的印刷標記的包裝的方法，所述方法包括提供至少一個泡沫薄膜層，其中所述泡沫薄膜層具有介於10和250微米之間的厚度並具有與基本上相同的厚度和組成的非泡沫薄膜相比介於5％和50％之間的密度減少。所述至少一個泡沫薄膜層的第一表面為包裝的印刷的表面。將標記印刷在所述印刷的表面上，方法是將墨施加到印刷機表面上並使所述印刷的表面與塗有墨的印刷機表面接觸以用墨來塗覆所述印刷的表面。所述印刷機表面包括多個點，所述點被構造成接觸所述印刷的表面以將標記壓印到印刷的表面上。所述點具有不大於約70％的網點百分比。
文檔編號B65D65/38GK102066102SQ200980123590
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月22日 優先權日2008年6月20日
發明者M·萊姆斯, N·J·羅傑斯 申請人:寶潔公司