處理柔性膜的方法和系統的製作方法

2023-05-13 09:23:01 2

專利名稱：處理柔性膜的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及處理柔性膜的系統和方法。本發明尤其涉及在製備用於隨後的膜裝飾活動中的表面處理柔性膜的系統和方法。發明背景
柔性膜作為消費產品市場中的包裝材料已經廣為人知。裝飾柔性膜以開發適用的包裝表面區域並能夠使產品信息得以溝通，也已經為人們所認識。產品生產商和產品包裝材料生產商努力將不斷發展的複雜裝飾技術應用於包裝材料和包裝上，以便使他們貨架上的產品得到與眾不同的外觀，並因而促使產品被採購。產品生產商通常還要求裝飾整合為產品組成部分的膜，例如一次性個人衛生吸收劑產品中的底片膜。為經濟可行，包裝薄膜必須可以採用可靠的方法通過自動設備進行處理。這可能要求製造的所述薄膜材料具有低摩擦係數的表面，以通過膜的裝飾和轉換加工設備進行可靠地處理。這種表面可能與人們找到的不斷發展的複雜裝飾技術不相兼容。所需要的是處理柔性膜以提高它們與裝飾技術的兼容性，同時保持它們與膜轉換加工設備的兼容性的系統和方法。發明概沭處理柔性膜的方法和系統。在一個實施方案中，所述方法包括提供具有第一側面和第二側面的柔性膜的步驟；火焰處理所述柔性膜的第一側面；並且隨後用氬等離子處理所述第一側面。在一個實施方案中，所述方法包括以下步驟提供具有第一側面和第二側面的柔性膜；火焰處理所述柔性膜的第一側面；隨後用氬等離子處理所述第一側面；向所述經處理的第一側面塗覆塗層；以及固化塗覆到所述第一側面上的塗層。在一個實施方案中，用於處理柔性膜的系統包括適於退繞柔性膜卷輥的退繞元件，所述柔性膜具有第一側面和第二側面；設置用於接收從所述退繞元件處理的退繞膜並且適合火焰處理所述柔性膜的第一側面的火焰處理元件；和配置用於接收從所述火焰處理元件處理的膜並且適合用氬等離子處理所述柔性膜的第一側面的等離子處理元件。附圖
概沭所述附圖示意性地說明了根據本發明的一個實施方案的系統的側視圖；發明詳沭如本文所用，術語「薄膜」是指具有適用於包裝例如用於容納消費品以及消費品自身的組成部分的袋子和小袋的厚度的薄膜，諸如例如約10至約250微米厚度的薄膜。薄膜可以由聚烯烴樹脂製成。許多不同的組分混合物用於聚烯烴中，並且組分的選擇基於它們的各種特性，例如強度和不透明性。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，以及它們的共混物是經常用於製造薄膜的兩種類型的材料。薄膜可使用吹塑薄膜、流延膜和擠出基底方法來製造。在一個實施方案中，所述膜可能包括一個80微米的夾層，所述夾層由30微米的聚乙烯層層壓到50微米的聚乙烯層組成。本發明的層壓體和單層膜尤其適於適應消費者對有吸引力的包裝的需求。例如，可賦予包裝視覺特徵，包括印刷效果、金屬化效果和全息效果。通過將油墨印刷在經過表面氧化處理和化學反應處理例如火焰和等離子經處理的表面上，本發明的印刷效果可得到增強。火焰處理和等離子處理的組合可提高聚乙烯層壓體結構的表面能，從大約30Dyne/cm的起點到處於大約3royne/cm至大約5royne/cm之間的範圍內。所述初始火焰處理步驟可清除所述表面的汙染物，例如存在於所述表面上的助滑劑，並降低必要的等離子處理能[功率密度]到五至十分之一。與可供選擇的已知方法例如將化學處理例如丙烯酸塗層施用到聚丙烯上相比，這提供了將油墨有效地印刷到聚丙烯表面上的更經濟的方法。可採用包括照像凹版印刷、柔性版印刷或平版(膠版)印刷在內的標準印刷技術。也可採用反向印刷來提供印刷層，該印刷層位於所述膜的接觸非水性粘合劑層的側面上。金屬化效果可採用如下方法來實現在真空下升華鋁並將它沉積到基質上產生鍍 金屬層。鍍金屬層優選地被施用到塑料膜的與非水性粘合劑層接觸的一側上。真空沉積是獲得此類效果的一種方法。鍍金屬層透過未被印刷、或僅部分印刷或用非不透明墨印刷的薄膜部分是可見的。通過向所述膜施塗亮光劑並隨後在母模結構存在的情況下固化所述亮光劑，可以在柔性膜的表面賦予光學效果。用亮光劑的特殊固化輻射法可固化所述亮光劑。所述固化的亮光劑適形於母模的結構。所述母模可以被構造使得所述母模結構的物理尺寸在納米範圍，並且因此向所述固化的亮光劑賦予光學特性。具有納米尺度表面特性的所述固化的亮光劑將與人眼可見光譜部分的衝擊電磁輻射相互作用，產生預期的光學效果。使用本文所述方法提高所述膜的表面能，可改善亮光劑粘附性而無需在施塗所述亮光劑之前向所述膜施塗打底劑。本發明的所述系統和方法在製備隨後的層壓或構建性結構的所述膜時，可用於活化所述膜的至少一部分。在一個實施方案中。在一個實施方案中，PE層壓體的外表面可在施塗粘合劑和附加元件例如閉合件之前被活化，其中所述閉合件可為包裝組合件的一部分或可以是一次性個人衛生製品例如尿布的扣緊元件；或附加層與所述結構的層壓。在這種方式中，所述粘合劑的效果可能被增強。由於所述表面的活化形成的增強效果可以從廣泛範圍的適用粘合劑中選擇適當的粘合劑或可以使每單元面積薄膜使用更少量的粘合劑。如上所述的柔性膜，可以以離散片或薄膜片的形式提供，或以薄膜的連續纖維網的形式提供。所述膜可以成卷材料的形式提供。提供的膜可以描述為具有第一側面和第二側面。所述提供的膜的尺寸使得纖維網的厚度尺寸大致上小於所提供的膜的長度或寬度。膜纖維網的卷繞輥可被退繞並穿過轉換加工過程，所述過程包括所述公開方法的步驟，使用纖維網握持設備進行纖維網卷輥的退繞，承載所述纖維網並保持需要的張力以控制纖維網移動通過所述的過程步驟。術語「薄膜」或「塑料膜」或僅僅是「膜」可以互換使用，在本文中的含義是指任何基本上由熱塑性材料製成的膜。提供的材料可經過火焰處理。所述纖維網可移動通過固定的火焰處理元件，或所述火焰處理裝置可移動通過固定的纖維網。所述火焰處理裝置可被構造以處理所述膜的整個第一側面，或可被構造以處理所述膜的第一側面的僅僅一部分。在一個實施方案中，膜纖維網移動通過單個火焰處理工位，該工位包括氣體灼熱元件的單個陣列。所述工位燃燒甲烷與空氣的混合物，甲烷與空氣的比例為1:10，流量為(1001/min)/(l，0001/min)，向所述纖維網傳導的功率密度為大約140和大約150Watts/ft2/min之間，移動速度為大約200m/
mirio在所述火焰處理之後，所述纖維網的第一側面可暴露進行氬等離子處理。在一個實施方案中，所述膜纖維網穿過配置於纖維網握持輥的切向的兩根卷輥所包圍的區域。在所述三根卷輥確定的空間中，所述纖維網在存在電勢的情況下暴露於氬等離子中。在電極和所述纖維網支撐輥之間施加電壓，使得等離子中的分子被傳動，以衝擊設置在所述纖維網握持輥上的所述膜。所述兩根切向輥用來確定所述等離子氣體佔據的空間，並有助於通過限制環境空氣進入所述電極和所述膜之間的容積空間的可能性來控制所述氣體的補充。可以在大氣壓力下提供所述等離子的流體介質，或在超過大氣壓的壓力下提供所述流體。在一個實施方案中，採用大約30%的氬和大約70%的空氣的混合物以形成等離子流體。在另一個實施方案中，所述混合物由大約50%的氬和大約50%的空氣組成。在另一 個實施方案中，所述等離子流體由大約80%的氬和大約20%的空氣組成。在另一個實施方案中，等離子流體由90%的氬和10%的H2組成。在另一個實施方案中，所述等離子流體由大約80%的氬和大約20%的O2組成。在另一個實施方案中，所述等離子流體由大約80%的氬和大約20%的CO2組成。在這些實施方案的每一個中，膜經過如上所述的火焰處理，並隨後進行等離子處理。所述等離子處理採用大約I到大約20Watts/ft2/min之間的功率密度,作用於以大約200m/min的速度移動的所述纖維網。火焰和等離子的組合，可以將所述功率密度降低到這個範圍的低限，以達到令人滿意的效果。火焰和等離子處理的組合改進所述膜的表面特性，使得有關塗覆塗層和粘合劑的穩定性的所述膜的適用性得以改善。塗覆塗層的穩定性由耐磨性和膠帶試驗的結果來表示。粘合劑的穩定性由測量的粘附力來表示。如圖所示，退繞元件100將膜10提供給所述流程。火焰處理元件200對所提供的膜的第一側面進行火焰處理。等離子處理元件300對所述膜的第一側面進行等離子處理。可選擇的裝飾元件400塗覆或裝飾所述膜的第一側面。可選擇的迴繞元件500卷繞所處理的膜和任選地裝飾的膜。在一個實施方案中，膜的所述兩側中的每一側都可使用上述方法進行處理。在本實施方案中，第一側面可能被處理並且隨後進行塗覆，以提供需要的摩擦係數，並且所述第二側面可被處理和塗覆。
實施例每個層壓膜包括30微米的聚乙烯層壓到50微米的聚乙烯，可使用火焰處理以及隨後的等離子處理來處理表面上印刷的和未經處理的夾層。經處理的表面隨後可塗覆INX亮光劑，所述亮光劑購自INX International InkCo. (Schaumburg, IL),通過UV固化在位。測試所述處理後和塗覆亮光劑之後的膜的表面能、摩擦係數以及亮光劑的耐摩擦性。所述測試的結果不出於表I和表2中。
權利要求
1.一種處理柔性膜的方法，所述方法包括以下步驟 a.提供具有第一側面和第二側面的柔性膜； b.火焰處理所述柔性膜的第一側面；以及 c.隨後用等離子處理所述第一側面。
2.如權利要求I所述的方法，其中等離子源自含氬量在30%和100%之間的流體。
3.如權利要求I所述的方法，其中氬等離子源自含氬量在30%和80%之間的流體。
4.如權利要求I所述的方法，其中氬等離子源自含氬量在50%和80%之間的流體。
5.如權利要求I所述的方法，其還包括向所述等離子處理的第一側面施用粘合劑材料的步驟。
6.如權利要求I所述的方法，其中等離子處理向以200m/min速度移動的膜提供I和20ffatts/ft2/min之間的功率密度。
7.—種處理柔性膜的方法，所述方法包括以下步驟 a.提供具有第一側面和第二側面的柔性膜； b.火焰處理所述柔性膜的第一側面； c.隨後用氬等離子處理所述第一側面； d.向所述處理的第一側面施用塗層；以及 e.固化向所述第一側面施用的塗層。
8.如權利要求7所述的方法，其還包括在施用所述塗層之前印刷所述處理的第一側面的步驟。
9.如權利要求8所述的方法，其在所述處理和裝飾的第一側面形成小於O.25，優選地小於O. 2的最終動態摩擦係數。
10.如權利要求7所述的方法，其中氬等離子源自含氬量在30%和100%之間的流體。
11.如權利要求7所述的方法，其中氬等離子源自含氬量在30%和80%之間的流體。
12.如權利要求7所述的方法，其中氬等離子源自含氬量在50%和80%之間的流體。
13.一種處理柔性膜的系統，所述系統包括 a.適於退繞柔性膜卷輥的退繞元件，所述柔性膜具有第一側面和第二側面； b.設置用於接收從所述退繞元件處理的退繞膜並且適合火焰處理所述柔性膜的第一側面的火焰處理元件；和 c.設置用於接收從所述火焰處理元件處理的膜並且適合用氬等離子處理所述柔性膜的第一側面的等離子處理元件。
14.如權利要求13所述的系統，其還包括設置用於接收所述處理膜並且卷繞所述處理膜到卷輥上的迴繞元件。
15.如權利要求13所述的系統，其還包括纖維網印刷或層壓設備。
全文摘要
本發明公開了一種用於處理膜的系統和方法。所述方法包括以下步驟提供具有第一側面和第二側面的柔性膜；火焰處理所述柔性膜的第一側面；隨後用等離子處理所述第一側面。經處理的膜可隨後將塗層施用並固化到所述第一側面。用於處理柔性膜的系統包括適於退繞柔性膜卷輥的退繞元件，所述柔性膜具有第一側面和第二側面；設置用於接收從所述退繞元件處理的退繞膜並且適合火焰處理所述柔性膜的第一側面的火焰處理元件；和設置用於接收從所述火焰處理元件處理的膜並且適合用等離子處理所述柔性膜的第一側面的等離子處理元件。
文檔編號B29C59/08GK102906168SQ201180025332
公開日2013年1月30日 申請日期2011年5月20日 優先權日2010年5月28日
發明者C·科爾維耶 申請人:寶潔公司