聚合物薄膜的熱處理的製作方法

2023-10-24 00:44:47

專利名稱：聚合物薄膜的熱處理的製作方法
技術領域：
本發明涉及聚合物薄膜，尤其涉及聚合物薄膜的熱處理。
背景技術：
通過以擠出來生產聚合物薄膜而製成拉伸膜；然後可對如此生產的膜進行拉伸以 改變其機械特性。通過向用於生產拉伸膜的聚合物添加增粘劑，可賦予這種膜以「粘附」特 性。在一些情況下，在將包含增粘劑的膜卷繞到輥上之前，對該膜進行拉伸，在其它情況下， 在不進行任何拉伸的情況下將膜卷繞到輥上，當將膜展開並包繞其貨物(如疊置在貨盤上 的若干箱子)時，進行拉伸。與具有通過添加增粘劑獲得的粘附特性的拉伸膜的傳統製造相關聯的顯著問題 在於，通常認為有必要在拉伸之前(不論通過在卷繞之前或在包裹期間進行預拉伸)使聚 合物薄膜在溫度受控的環境中「老化」，以允許增粘劑「噴霜(bloom) 」，即到達聚合物薄膜的 表面。據信如果在增粘劑噴霜至表面之前對膜進行拉伸，例如當聚合物薄膜匹在生產之後 不久就被傳送至拉伸機構時，則膜的粘附特性常常失去。

發明內容
根據本發明的一個方面，通過優選在生產聚合物薄膜不久之後，有效地使增粘劑 噴霜至表面，可以去除對聚合物薄膜進行老化直至增粘劑噴霜的時間和成本。具體地，通過 對包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜施加合適的熱量，可使該包含增粘劑的、未噴霜的聚 合物薄膜快速地噴霜。聚合物薄膜可以是但不限於是單層膜、共擠出多層膜、包括多個單獨 膜層的多層膜、或擠出塗層層疊件。在一個方面中，本發明涉及一種處理聚合物薄膜的方法。該方法包括在包含增粘 劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹到達串聯過程中的下一步驟之前，將該薄膜匹加熱到足以使 增粘劑噴霜的溫度，從而在該包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹到達串聯過程中的下 一步驟之前，該薄膜匹成為包含增粘劑的、噴霜的聚合物薄膜匹。該聚合物薄膜克在被拉伸 之前、被拉伸之後、或在省去任何拉伸的過程中(除聚合物薄膜的生產中固有的拉伸之外) 被加熱。因而，該過程中在將包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜進行加熱以引起噴霜之後 的下一步驟可以是拉伸步驟，或可以是卷繞步驟。在一個實施方式中，通過使薄膜匹經過加熱器來對該薄膜匹進行加熱。加熱器可 以包括至少一個被加熱輥、紅外線加熱器組件、或電阻元件烤箱組件。任選地，該方法可以包括較早的步驟首先生產包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄 膜匹。在該實施方式中，例如，可以通過吹膜生產工藝或流延膜生產工藝來生產包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹。此外，該方法還可以包括任選的步驟在對包含增粘劑的、未噴 霜的聚合物薄膜匹進行加熱之前，對該薄膜匹進行拉伸(例如通過使該薄膜匹經過拉伸機 構)。該方法還可以包括任選的步驟在對包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹進行加熱 並因而使其噴霜之後，對該薄膜匹進行拉伸(例如通過使該薄膜匹經過拉伸機構)。還是任 選地，可以對包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹進行拉伸、加熱以使增粘劑噴霜，然後 對該薄膜匹進行再次拉伸。在一些實施方式中，可以生產包含增粘劑的、拉伸的、未噴霜的聚合物薄膜匹，然 後在生產之後不久對該薄膜匹進行加熱(即傳遞至作為串聯過程中下一步驟的加熱器)， 省去使包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜經過拉伸機構的任何步驟。在另一方面，本發明涉及一種將圖案應用至聚合物薄膜的方法。該方法包括使被 定向的聚合物薄膜匹經過包括至少一個被加熱輥的輥機構。在該至少一個被加熱輥的表面 上雕刻有圖案的一部分，以在該表面上限定面區域和浮雕區域，並且面區域和浮雕區域共 同地符合該圖案。當該薄膜匹與該至少一個輥的表面接觸時，與薄膜匹位於該至少一個輥 的面區域上方的部分相比，薄膜匹位於浮雕區域上方的部分從該至少一個輥接收相對較少 熱量，從而使該薄膜匹的各部分經歷差別的、因熱量引起的收縮，由此該差別的、因熱量引 起的收縮將該圖案賦予聚合物薄膜。該圖案可以是線的排列、相似或相異幾何形狀的圖案， 或可以包括單詞、圖像或單詞、圖像的組合，如商標、公司名或公司標誌。在一個實施方式 中，被加熱輥可以被配置為具有可更換活字，並且可用於將過期日應用至用於包裹易腐壞 物品的聚合物薄膜。在又一方面，本發明涉及處理拉伸膜並將圖案應用至該拉伸膜的方法。該方法包 括使聚合物薄膜匹經過至少一個被加熱輥。該至少一個被加熱輥在其表面上雕刻有圖案， 以在該表面上限定面區域和浮雕區域，並且面區域和浮雕區域共同地符合該圖案。當該薄 膜匹與該至少一個輥的表面接觸時，與薄膜匹位於該至少一個輥的面區域上方的部分相 比，薄膜匹位於浮雕區域上方的部分從該至少一個輥接收相對較少熱量，從而使該薄膜匹 的各部分經歷差別的、因熱量引起的收縮，由此該差別的、因熱量引起的收縮將該圖案賦予 聚合物薄膜。在一個實施方式中，薄膜匹包含增粘劑，當該薄膜匹經過該至少一個被加熱輥的 第一被加熱輥時，該薄膜匹未噴霜，並且在薄膜匹到達卷繞器之前，將該薄膜匹位於該至少 一個輥的面區域上方的部分加熱至足以使增粘劑噴霜的溫度。或者在包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹進行拉伸之前、拉伸之後、兩個拉伸 步驟之間，或者在不包括任何拉伸的過程中，使該薄膜匹經過至少一個被加熱輥。在其它方面，本發明涉及實施上述方法的設備，並且涉及通過上述方法生產的產
P
ΡΠ O


通過下面參照附圖所進行的描述，本發明的這些特徵和其它特徵將變得更加顯而 易見，其中圖1是根據本發明一個方面的用於處理聚合物薄膜的第一設備的示意圖；圖2是根據本發明一個方面的用於將圖案應用至聚合物薄膜的設備的第一實施方式的一部分的立體圖；圖2A是根據本發明一個方面的用於將圖案應用至聚合物薄膜的設備的第二實施 方式的一部分的立體圖；圖3是根據本發明一個方面的用於處理薄聚合物並將圖案應用至該薄聚合物的 第二設備的示意圖；圖4是根據本發明一個方面的用於處理聚合物薄膜的第三設備的示意圖；圖5是根據本發明一個方面的用於處理聚合物薄膜的第四設備的示意圖；圖6是根據本發明一個方面的用於處理聚合物薄膜的第五設備的示意圖；以及圖7是根據本發明一個方面生產的聚合物薄膜卷的立體具體實施例方式現在參照圖1，設備100的示例性實施方式包括串行排列的膜生產單元112、拉伸 機構114、加熱器116、以及卷繞器118。在所示實施方式中，膜生產單元112是作為本領域 公知的吹膜生產單元，其包括擠出機120，擠出機120將熔融聚合物供給至模具122，使得聚 合物薄膜的吹起泡(blown biAble)lM從模具122中出現。冷卻單元130通過本領域公知 的吹風技術使吹起泡1 冷卻；可替換地(未示出)，冷卻單元可位於膜生產單元112的下 遊。如同在圖1所示的實施方式中那樣，在聚合物薄膜被擠出的位置，聚合物薄膜將由於擠 出過程而被至少部分地定向；這被稱為基本定向。膜生產單元112還包括使泡IM破裂的破裂框架126以及第一組拉輥128，從而在 操作中，包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹(web) 140在第一組拉輥1 處從膜生產單 元112中出現。儘管在生產聚合物薄膜的過程中可能產生一些拉伸，但是薄膜匹140可以被 認為是「未拉伸的」。而且，本文中使用的用語「未噴霜」並不要求不存在任何噴霜，而是指 存在足夠少量噴霜從而相關的薄膜匹具有極少或根本不具有因增粘劑而產生的粘附特性。 因而，當該術語在本文中使用時，經歷一些很少量噴霜的薄膜匹仍被認為「未噴霜」。在生產之後，對包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹140進行拉伸。更具體地， 通過第二組拉輥152使該薄膜匹140經過拉伸機構114，在所示實施方式中，拉伸機構114 包括一組拉伸輥154。拉伸機構114執行拉伸操作，使得包含增粘劑的、未噴霜的、未拉伸的 聚合物薄膜匹140成為未噴霜的、拉伸的聚合物薄膜匹160。該拉伸操作產生或被單軸向地 定向或被雙軸向地定向的膜(即在一個或兩個方向上被定向)。第三組拉輥156與第二組 拉輥1 協作，以當該薄膜匹移動並經過拉伸機構114時增加該薄膜匹的速度並因此對該 薄膜匹進行拉伸；該第三組拉輥156還使未噴霜的、拉伸的聚合物薄膜匹160在其離開拉伸 機構114並被傳送至加熱器116時保持恆定的速度。在所示具體實施方式
中，加熱器116 包括被加熱輥170 ；還可以使用多個被加熱輥、或其它合適的加熱裝置。加熱器116被配置 以使得當薄膜匹經過加熱器時，在該薄膜匹到達圖1所示串聯(in-line)過程中的下一階 段之前，將薄膜匹加熱至足以使增粘劑在薄膜匹的表面上噴霜的溫度，在此情況下下一階 段為卷繞器118。可基於若干因素選擇該溫度，因素包括聚合物薄膜的類型、加熱器116至 卷繞器118的距離、以及該薄膜匹移動的速度。通常，該溫度可顯著高於普通室溫。例如， 可將薄膜匹160加熱至與相關聚合物的維卡(Vicat)軟化點接近的溫度。因而，通過從加 熱器116進行加熱，使未噴霜的、拉伸的聚合物薄膜匹160轉換為噴霜的、拉伸的聚合物薄膜匹180，該薄膜匹180在離開加熱器116之後被傳送至卷繞器118並被卷繞成卷190。因而，通過以下生產具有因增粘劑產生的粘附特性的聚合物薄膜首先生產包含 增粘劑的、未拉伸的、未噴霜的聚合物薄膜，通過使薄膜匹140經過拉伸機構(如拉伸機構 114)來對薄膜匹140進行拉伸以生產包含增粘劑的、未噴霜的、拉伸的聚合物薄膜匹160， 然後通過使薄膜匹160經過加熱器(如加熱器116)來對薄膜匹160進行加熱，使得薄膜匹 160在薄膜匹到達卷繞器之前被加熱至足以使增粘劑噴霜的溫度，從而薄膜匹在其到達卷 繞器(如卷繞器118)之前成為包含增粘劑的、噴霜的、拉伸的聚合物薄膜匹180，薄膜匹在 卷繞器處被卷繞成卷。根據本發明的另一方面，可向聚合物薄膜應用圖案。聚合物薄膜可以是但不限於 是單層膜、共擠出多層膜、包括多個單獨膜層的多層膜、或擠出塗層層疊件(laminate)。此 外，待應用有圖案的聚合物薄膜可以包含增粘劑，但不是必須。例如，可以使用具有外層的 拉伸膜，該外層由粘性聚合物如EVA或茂金屬製成。現在參照圖2，在根據本發明一個方面的方法中，使被定向的聚合物薄膜匹210經 過輥機構，輥機構包括至少一個被加熱輥222，被加熱輥222在其表面上雕刻有至少一部分 圖案。聚合物薄膜匹210可以被單軸向地定向或雙軸向地定向。圖案可以例如是但不限 於如圖2所示的排列的線，或可以包括相似或相異的幾何形狀，或可以包括單詞、圖像或單 詞、圖像的組合，如商標、公司名稱或公司標誌。在一個實施方式中，如圖2A所示，被加熱輥 可被配置為具有可更換活字(type)，並且可用於將過期日應用至待用於包裹易腐壞物品的 聚合物薄膜上。在圖2A中，部件與圖2中的部件大體上相同，除了被加熱輥在其外部構造 上存在些許差異。就此而言，附帶有後綴A的相同參考標號被用來指相應的部件。在圖2所示的實施方式中，整個圖案被雕刻在單個輥222的表面上；在其它實施方 式(未示出)中，例如在圖案大於單個輥的表面積的情況下，多個輥可各自都具有雕刻在其 表面上的圖案的一部分，使得輥可彼此協作以應用整個圖案。雖然薄膜匹210必須在與被 加熱輥222接觸之前被定向，但是擠出過程所產生的定向通常足夠，並且對於根據示例性 方法將圖案應用至聚合物薄膜而言，在薄膜匹210與被加熱輥222接觸之前所執行的附加 拉伸操作雖然可能有利，但是通常不必要。圖案被雕刻在被加熱輥222的表面上以在輥的表面上限定至少一個面區域2M和 至少一個浮雕(relief)區域226，面區域2 和浮雕區域2 共同地符合圖案。在圖2所 示的具體實施方式
中，圖案包括一系列平行線，並且圖案已經以螺旋形式被雕刻在輥222 的表面上，使圖案符合輥222的彎曲產生該螺旋。因此，被雕刻的螺旋成為單個的、連續的 浮雕區域226，並且未被雕刻的部分(更寬的螺旋)成為單個的、連續的面區域224。面區 域和浮雕區域的數目、形狀配置和位置當然由圖案確定。例如，如圖2A所示，輥222A上的 圖案由雕刻的單詞「EXPIRES」與各件可移動活字242 —起形成，從而形成過期日，在可移動 活字242上雕刻有刻字(lettering) M4。可以理解，可移動活字允許過期日更新。可移動 活字242可以通過可滑動地安裝在通道中、或通過磁性附接、或通過對於本領域技術人員 顯而易見且目前通過本文公開的其它合適的技術固定於輥222A。此外，輥222上的雕刻被設計為防止空氣殘存在輥222與聚合物薄膜匹210之間； 如果空氣確實殘存在薄膜匹210與輥222之間，則薄膜匹210可能開始打滑並且可能在某 些速度下與輥222失去接觸並側向偏移。
如上所述，輥222被加熱；可以通過任何合適的裝置對輥222進行加熱。基於聚合 物的類型以及聚合物薄膜匹210的行進速度選擇被加熱輥222的溫度，以在聚合物薄膜的 相關部分中引期望的收縮量。在操作中，當薄膜匹210與輥222的表面接觸時，與薄膜匹210位於輥222的面區 域2M上方的那些部分相比，薄膜匹210位於浮雕區域2 上方的那些部分從輥接收相對 較少的熱量。具體地，薄膜匹210位於浮雕區域2 上方的部分與輥222的熱量部分地隔 絕，而薄膜匹210位於輥222的面區域2M上方的部分與面區域2M直接接觸，以輥222的 表面直接接收熱量。由於與薄膜匹210位於輥222的面區域2M上方的那些部分相比，薄 膜匹210位於浮雕區域2 上方的部分從輥接收相對較少的熱量，因此薄膜匹210的各部 分經歷不同的、因熱量引起的收縮，即，與薄膜匹210位於浮雕區域2 上方的部分相比，薄 膜匹210位於輥的面區域2M上方的部分接收更多熱量並因而進行更大量的收縮。正是該 差別的、因熱量引起的收縮將圖案賦予聚合物薄膜，因為差別的收縮使聚合物薄膜的各部 分具有不同的表面紋理。因此，與聚合物薄膜匹210的其它有些許反射性的表面對照，圖案 將以無光澤部分的形式出現。因此，在薄膜匹210已經暴露於被加熱輥222的部分上可見 一系列平行線230(即，圖案)。可以理解，可在一個或多個被加熱輥上將圖案或者雕刻為正 像(positive image)或者雕刻為負像(negative image)，因為所產生的聚合物薄膜具有在 一個表面上可見的圖案正像以及在相反表面上可見的圖案負像。因而，已經描述了生產其中呈現有圖案的聚合物薄膜的方法和設備，並且圖案因 聚合物薄膜的各部分的差別的、因熱量引起的收縮而產生。可以理解，由於因熱量引起的收 縮影響聚合物薄膜發生收縮的區域的機械特性，因此圖案的小心選擇可用於對所產生的聚 合物薄膜的機械特性進行影響。將圖案應用至聚合物薄膜的上述方法可以與不包含增粘劑的聚合物薄膜一起使 用，還可以與包含增粘劑的聚合物薄膜一起使用。當上述方法與包含增粘劑的聚合物薄膜 一起使用時，該方法可以與生產具有因增粘劑引起的粘附特性的拉伸膜的方法相結合。現 在參照圖3，以300大體示出了設備300，該設備300包括膜生產單元、拉伸機構、呈被加熱 輥形式的加熱器以及卷繞器。圖3所示的設備與圖1所示的設備相似，除了圖3所示的被 加熱輥370在其上雕刻有圖案。因而，使用以「3」開頭代替「1」開頭的類似參考標號來指 示設備300的與圖1所示設備100的相似部件相對應的部件。因此，圖3中的膜生產設備 312對應於圖1中的膜生產設備112，圖3中的拉伸機構314對應於圖1中的拉伸機構114， 以此類推。在操作中，未噴霜的、未拉伸的聚合物薄膜匹340在膜生產單元312處被生產，然 後被傳送至拉伸機構314，在拉伸機構314處，薄膜匹340經歷拉伸操作使得其成為未噴霜 的、拉伸的聚合物薄膜匹360，然後薄膜匹360被傳送至加熱器316，該加熱器316在此情況 下是被加熱輥370，被加熱輥370在其上雕刻有呈浮雕區域和面區域形式的圖案(圖3中未 示出)。當未噴霜的、拉伸的聚合物薄膜匹360經過被加熱輥370上時，與該薄膜匹位於浮 雕區域上方的部分相比，薄膜匹位於被加熱輥370的面區域上方的部分接收更多熱量並因 而進行更大量的收縮，從而如上所述將圖案賦予聚合物薄膜。此外，選擇被加熱輥370的溫 度以使得僅薄膜匹位於面區域上方的部分將噴霜，而該薄膜匹位於浮雕區域上方的部分維 持未噴霜，因為與薄膜匹位於面區域上方的部分相比，薄膜匹位於浮雕區域上方的部分接收更少熱量未噴霜。因而，通過適當選擇雕刻在被加熱輥370上的圖案，可以對聚合物薄膜 的那些區域變得有粘性進行控制，使得完成的拉伸膜的粘附量可以適應於將使用拉伸膜的 具體應用。當至少部分噴霜的、拉伸的聚合物薄膜匹380從加熱器316中出現時，薄膜匹380 行進至卷繞器318，在卷繞器318處，薄膜匹380被卷繞成卷390。因而，通過以下生產這樣的聚合物薄膜，該聚合物薄膜具有因增粘劑引起的粘附 特性並具有因聚合物薄膜的各部分的差別的、因熱量引起的收縮所產生的呈現於聚合物薄 膜中的圖案首先生產包含增粘劑的、未拉伸的、未噴霜的聚合物薄膜匹340，通過使薄膜 匹340經過拉伸機構(如拉伸機構314)來對薄膜匹340進行拉伸以生產包含增粘劑的、未 噴霜的、拉伸的聚合物薄膜匹360，然後通過使薄膜匹360經過包括其上雕刻有圖案的被加 熱輥370的加熱器316來對薄膜匹360進行加熱，使得薄膜匹在其到達卷繞器(如卷繞器 318)之前被加熱至足以使增粘劑在薄膜匹的至少一些部分上噴霜並通過因熱量引起的、差 別的收縮來賦予薄膜匹以圖案的溫度，薄膜匹在卷繞器處被卷繞成卷390。現在參照圖4，以400大體示出了設備400，該設備400包括膜生產單元412、拉伸 機構414、加熱器416以及卷繞器418。圖4所示的設備400與圖1所示的設備大體相同， 除了設備400的加熱器包括烤箱(oven)組件470以代替被加熱輥，烤箱組件470例如可以 是紅外線烤箱組件或使用電阻元件來產生熱量的傳統烤箱組件。使用以「4」開頭代替「 1，， 開頭的類似參考標號來指示設備400的與圖1所示設備100的相似部件相對應的部件。因 此，圖4中的膜生產設備412對應於圖1中的膜生產設備112，圖4中的拉伸機構414對應 於圖1中的拉伸機構114，以此類推。因此，通過以下生產具有因增粘劑引起的粘附特性的聚合物薄膜首先生產包含 增粘劑的、未拉伸的、未噴霜的聚合物薄膜匹440，通過使薄膜匹440經過拉伸機構(如拉伸 機構414)來對薄膜匹440進行拉伸以生產包含增粘劑的、未噴霜的、拉伸的聚合物薄膜匹 460，然後通過使薄膜匹460經過加熱器416(在此情況下為烤箱組件470)來對薄膜匹460 進行加熱，使得薄膜匹460在薄膜匹到達卷繞器(如卷繞器418)之前被加熱至足以使增粘 劑噴霜的溫度，從而薄膜匹在其到達卷繞器418之前成為包含增粘劑的、噴霜的、拉伸的聚 合物薄膜匹480，薄膜匹在卷繞器418處被卷繞成卷490。還可以理解，在通過擠出工藝生產聚合物薄膜的一些情況下，由於擠出過程本身， 對於使用聚合物薄膜的應用而言，聚合物薄膜可能被充分地拉伸和定向。換句話說，在這種 情況下，不必進行附加拉伸來將期望的機械特性賦予從膜生產單元出現的聚合物薄膜，盡 管這種膜具有內在拉伸，但是被認為是「未拉伸的」。可替換地，在聚合物薄膜僅當其正在圍 繞貨物卷繞時而被拉伸的情況下，生產過程中的附加拉伸也是不需要的。在這些情形下，在 膜生產設備中不需要包括任何拉伸機構。通常，在聚合物薄膜的厚度小於10-20微米的情 況下，使用附加拉伸來獲得期望的厚度，在聚合物薄膜的厚度大於10-20微米的情況下，不 進行任何附加拉伸。現在參照圖5，以500大體示出了設備500，該設備500包括膜生產單元512、加熱 器516以及卷繞器518。圖5所示的設備500與圖1所示的設備大體相同，除了以下設備 500不包含與拉伸機構114類似的任何拉伸機構，並且第二組拉輥152和第三組拉輥156相 應地由單個第二組拉輥558代替。而且，包含增粘劑的、未噴霜的、未拉伸的聚合物薄膜匹140從膜生產單元112中出現並進入拉伸機構114從而成為行進至加熱器116的包含增粘 劑的、未噴霜的、拉伸的聚合物薄膜匹160，作為聚合物薄膜匹140的代替，包含增粘劑的、 未噴霜的、未拉伸的聚合物薄膜匹550在第一組拉輥5 處出現並通過第二組拉輥558直 接傳送至加熱器516。此外，加熱器516被示為包括被加熱輥570 ；被加熱輥570可任選地 在其上雕刻有圖案以將圖案應用至聚合物薄膜。除了上述區別以外，使用以「5」開頭代替 「1」開頭的類似參考標號來指示設備500與圖1所示設備100的相似部件相對應的部件。 因此，圖5中的膜生產設備512對應於圖1中的膜生產設備112，圖5中的加熱器516對應 於圖1中的加熱器116，以此類推。因而，通過以下生產具有因增粘劑引起的粘附特性的聚合物薄膜首先生產包含 增粘劑的、未拉伸的、未噴霜的聚合物薄膜匹陽0，通過使薄膜匹550經過加熱器516(在此 情況下為被加熱輥570)來對薄膜匹550進行加熱，使得薄膜匹550在薄膜匹到達卷繞器 518之前被加熱至足以使增粘劑噴霜的溫度，從而薄膜匹在其到達卷繞器518之前成為包 含增粘劑的、噴霜的、未拉伸的聚合物薄膜匹580，薄膜匹在卷繞器518處被卷繞成卷。在被 加熱輥570在其上雕刻有圖案的情況下，如此生產的聚合物薄膜在其中呈現圖案，該圖案 因聚合物薄膜的各部分的差別的、因熱量引起的收縮所產生，並且增粘劑噴霜可能僅存在 於聚合物薄膜的某些部分上。在一些情況下，可能有利的是，在通過熱量引起增粘劑噴霜之前和之後都對聚合 物薄膜進行拉伸。現在參照圖6，以600大體示出了設備600，該設備600包括膜生產單元 612、第一拉伸機構614A、加熱器616、第二拉伸機構614B、以及卷繞器618。圖6所示的設 備600與圖1所示的設備大體相同，所不同的是，設備600除了包括處於加熱器616上遊且 與圖1中的拉伸機構114類似的第一拉伸機構614A以外，設備600還包括位於加熱器616 下遊的第二拉伸機構614B。因而，包含增粘劑的、未拉伸的、未噴霜的聚合物薄膜匹640從 膜生產單元612中出現以通過第一拉伸機構614A被拉伸，從而成為包含增粘劑的、拉伸的、 未噴霜的聚合物薄膜匹660，聚合物薄膜匹通過經過加熱器616行進而被加熱，從而成為包 含增粘劑的、拉伸的、噴霜的聚合物薄膜匹680，然後通過經過第二拉伸機構614B行進而被 進一步拉伸以作為包含增粘劑的、噴霜的、被進一步拉伸的聚合物薄膜匹685，然後薄膜匹 685由卷繞器618卷繞成卷690。加熱器616被示為包括被加熱輥670 ；被加熱輥670可任 選地在其上雕刻有圖案以將圖案應用至聚合物薄膜。除了上述區別以外，使用以「6」開頭 代替「1」開頭的類似參考標號來指示設備600的與圖1所示設備100的類似部件相對應 的部件。因此，圖6中的膜生產設備612對應於圖1中的膜生產設備612，圖4中的加熱器 616對應於圖1中的加熱器116，以此類推。第一拉伸機構614A的部件通過後綴「A」指示， 第二拉伸機構614B的部件通過後綴「B」指示。因而，通過以下生產具有因增粘劑引起的粘附特性的聚合物薄膜首先生產包含 增粘劑的、未拉伸的、未噴霜的聚合物薄膜匹640，通過使薄膜匹640經過第一拉伸機構 614A來對薄膜匹640進行拉伸以生產包含增粘劑的、未噴霜的、拉伸的聚合物薄膜匹660， 通過使薄膜匹660經過加熱器616 (在此情況下為被加熱輥670)來對薄膜匹660進行加 熱，使得薄膜匹660在薄膜匹到達串聯過程的下一階段之前被加熱至足以使增粘劑噴霜的 溫度，從而成為包含增粘劑的、噴霜的、拉伸的聚合物薄膜匹680。然後，包含增粘劑的、噴霜 的、拉伸的聚合物薄膜匹680行進至該過程的下一階段，該下一階段在此情況下為第二拉伸機構614B，第二拉伸機構614B對薄膜匹進一步拉伸，使得薄膜匹成為包含增粘劑的、噴 霜的、被進一步拉伸的聚合物薄膜匹685，然後薄膜匹685行進至卷繞器618，薄膜匹在卷繞 器618處被卷繞成卷690。在被加熱輥670在其上雕刻有圖案的情況下，如此生產的聚合物 薄膜將在其中呈現圖案，該圖案印聚合物薄膜的各部分的差別的、因熱量引起的收縮所產 生，並且增粘劑噴霜可能僅存在於聚合物薄膜的某些部分上。儘管圖1、3、4、5和6中的上述實施例僅示出單個加熱器，但是一旦本領域技術人 員由本文公開所告知，那麼其可以理解在串聯過程中的多個階段可以使用多個加熱器。例 如，聚合物薄膜可被加熱以引起增粘劑噴霜、可被拉伸(這可減少膜的粘附特性)、然後可 被再次加熱以引起進一步的增粘劑噴霜。其它相似變型也在發明人的考慮之內。在上面描述以及在圖1、3、4、5和6中示出的示例性實施方式中，初始的未噴霜的、 未拉伸的聚合物薄膜被描述和被示出為通過吹膜工藝來生產。一旦本領域技術人員由本文 所包含的公開告知，那麼其可以理解，在不背離本發明的範圍的情況下，通過適當的調整， 還可以使用流延膜技術。可以理解，根據本發明的設備無需包括膜生產單元，並且可以包括或可以不包括 拉伸機構。例如，未噴霜的聚合物薄膜可以在第一位置被生產以及被卷繞(在進行或不進 行預拉伸的情況下)，並且被輸送至第二位置。在第二位置，未噴霜的聚合物薄膜可被引至 適於接收未噴霜聚合物薄膜匹並包括加熱器和卷繞器的設備，使得未噴霜的聚合物薄膜匹 被該設備接收、通過經過加熱器而被充分加熱以引起增粘劑噴霜以使得該薄膜匹成為噴霜 的聚合物薄膜匹、然後被傳送至卷繞器以被卷繞成卷。任選地，這種設備可以包括拉伸機 構，拉伸機構可以處於加熱器上遊、加熱器下遊或處於加熱器上遊和下遊，從而可以執行一 個或多個拉伸步驟，在該薄膜匹到達串聯過程的下一階段之前引起增粘劑噴霜。因而，可通過以下生產具有因增粘劑引起的粘附特性的聚合物薄膜接收包含增 粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹，通過使薄膜匹經過加熱器來對該薄膜匹進行加熱，使得該 薄膜匹在到達串聯過程的下一階段(可以是拉伸機構或卷繞器)之前被加熱至足以使增粘 劑噴霜的溫度，從而薄膜匹在其到達下一階段之前成為包含增粘劑的、噴霜的聚合物薄膜 匹。可以應用本發明的方面所涉及的聚合物薄膜可以是但不限於是單層膜、共擠出多 層膜、包括多個單獨膜層的多層膜、或擠出塗層層疊件。根據本發明的一個方面生產的示例 性聚合物薄膜卷在圖7中示出，並且大體由參考標號700指示。通常，聚合物薄膜可以足夠薄，並其可以以足夠的速度運動，從而在膜經過加熱器 如被加熱輥170、222、370、570和670、或烤箱組件470之後，無需額外冷卻。然而，任選地， 可以在加熱器下遊設置冷卻站。由於上述方法和設備避免在使用或拉伸包含增粘劑的聚合物薄膜之前對其進行 老化，因此可以在單個串聯操作中生產具有因增粘劑引起的粘附特性的完成拉伸膜卷。這 可以或者通過生產聚合物薄膜然後對其進行加熱、或者通過對在不同設備上生產的聚合物 薄膜進行加熱來完成。具體地，由於因熱量引起的噴霜使聚合物薄膜相對地立刻變得有粘 性，因此膜可以以間隙模式(gap mode)被卷繞，從而有助於軟卷的形成。因而，可以去除老 化工藝，即去除在溫度受控的倉庫中存儲。此外，可將圖案應用至聚合物薄膜。用於生產聚合物薄膜的合適的聚合物包括聚烯烴如聚乙烯及其共聚物，以及增塑聚氯乙烯(PVC)。還可以使用合適的生物聚合物如聚乳酸(PLA)，作為能夠合適的熱塑性樹 脂。合適的膜厚度為約0.2微米至約0.5微米。合適的增粘劑包括低分子量聚烯烴如聚異 丙烯(polyisopropylene)，以及如乙二醇和鄰苯二甲酸鹽的大分子單體有機化合物。
已經通過示例描述了一個或多個當前優選的實施方式。對本領域技術人員顯而易 見的是，在不背離本發明的範圍的情況下，可以進行多種變型和修改。
權利要求
1.一種處理拉伸膜並將圖案應用至該拉伸膜的方法，所述方法包括 使被定向的聚合物薄膜匹經過至少一個被加熱輥；在所述至少一個被加熱輥的表面上雕刻有所述圖案以在所述表面上限定面區域和浮 雕區域，並且所述面區域和浮雕區域共同地符合所述圖案；從而當薄膜匹與所述至少一個輥的表面接觸時，與薄膜匹位於所述至少一個輥的面區 域上方的部分相比，薄膜匹位於所述浮雕區域上方的部分從所述至少一個輥接收相對較少熱量；因而使薄膜匹的各部分經歷差別的、因熱量引起的收縮，由此所述差別的、因熱量引起 的收縮將所述圖案賦予聚合物薄膜。
2.如權利要求1所述的方法，其中 薄膜匹包含增粘劑；當使薄膜匹經過所述至少一個被加熱輥的第一被加熱輥時，薄膜匹未噴霜；以及 在薄膜匹到達卷繞器之前，薄膜匹位於所述至少一個輥的面區域上方的部分被加熱至 足以使增粘劑噴霜的溫度。
3.如權利要求1所述的方法，其中，通過可更換活字在輥上形成所述圖案。
4.如權利要求3所述的方法，其中，所述可更換活字被設置為產品的過期日，所述產品 待由聚合物薄膜匹包裹。
5.如權利要求1所述的方法，其中，在拉伸薄膜匹之前，使薄膜匹經過所述至少一個被 加熱輥。
6.如權利要求1所述的方法，其中，在拉伸薄膜匹之後，使薄膜匹經過所述至少一個被 加熱輥。
7.如權利要求1所述的方法，其中，使薄膜匹在未拉伸狀態下經過所述至少一個被加 熱輥並且使薄膜匹在未拉伸狀態下傳遞至所述卷繞器。
8.一種聚合物薄膜，其帶有由至少一個第一區域限定的圖案，相比至少一個第二區域， 所述至少一個第一區域已經歷更大的因熱量引起的收縮。
9.如權利要求8所述的聚合物薄膜，其中 所述聚合物薄膜包含增粘劑；處於所述至少一個第一區域中的增粘劑噴霜；以及 處於所述至少一個第二區域中的增粘劑未噴霜。
10.一種處理聚合物薄膜的方法，所述方法包括在包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹到達串聯過程中的下一步驟之前，將該薄膜 匹加熱到足以使增粘劑噴霜的溫度；從而在所述包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹到達所述串聯過程中的所述下一步 驟之前，該薄膜匹成為包含增粘劑的、噴霜的聚合物薄膜匹。
11.如權利要求10所述的方法，其中，在對所述包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹 進行拉伸之前，執行對該薄膜匹進行加熱的步驟。
12.如權利要求10所述的方法，其中，在對所述包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹 進行拉伸之後，執行對該薄膜匹進行加熱的步驟。
13.如權利要求10所述的方法，其中，在所述包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹處於未拉伸狀態的情況下，執行對薄膜匹進行加熱的步驟，並且將所產生的包含增粘劑的、噴 霜的聚合物薄膜匹在未拉伸狀態下傳遞至卷繞器。
14.如權利要求10所述的方法，其中，對所述包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹進 行加熱的步驟包括使所述包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹經過加熱器。
15.如權利要求14所述的方法，其中，所述加熱器包括至少一個被加熱輥。
16.如權利要求14所述的方法，其中，所述加熱器包括紅外線加熱器組件。
17.如權利要求14所述的方法，其中，所述加熱器包括電阻元件烤箱組件。
18.如權利要求10所述的方法，其中，所述方法包括以下步驟在對所述包含增粘劑 的、未噴霜的聚合物薄膜匹進行加熱之前，作為所述串聯過程的一部分，生產所述包含增粘 劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹。
全文摘要
通過以下來處理拉伸膜使包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹經過加熱器，從而在該包含增粘劑的、未噴霜的聚合物薄膜匹到達串聯過程中的下一階段之前，將該薄膜匹加熱至足以使增粘劑噴霜的溫度。而且，可將圖案應用至聚合物薄膜。使被定向的聚合物薄膜匹經過至少一個被加熱輥，在被加熱輥上雕刻有圖案以限定面區域和浮雕區域，面區域和浮雕區域共同地符合該圖案。當薄膜匹與各輥的表面接觸時，相比薄膜匹位於面區域上方的部分，該薄膜匹位於浮雕區域上方的部分接收較少熱量，因而使薄膜匹的各部分經歷差別的、因熱量引起的收縮，該收縮將圖案賦予聚合物薄膜。
文檔編號B29C61/02GK102123847SQ200980132102
公開日2011年7月13日 申請日期2009年8月12日 優先權日2008年8月18日
發明者麥洛斯雷烏·布蘭尼塔 申請人:馬科工程及技術公司