CN104093636A - 无衬垫标签及其可激活粘合剂、系统、机器和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于打印、激活无衬垫的可激活的标签(151)流和将其施加到要贴标签的物品流上的系统。配制可激活的粘合剂以易于吸收来自给定辐射源(142)的能量，可激活的粘合剂无衬垫的标签(151)包含此可激活的粘合剂。描述了相关方法和用途。可激活的粘合剂包括增塑剂、增粘剂和粘合剂基础聚合物，粘合剂基础聚合物包括丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸。

Description

无衬垫标签及其可激活粘合剂、系统、机器和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年11月30日提交的美国专利申请号13/307,306的益处，其通过引用以其全部并入本文。
技术领域
本发明一般地涉及用于可激活的粘合剂标签的系统和机器，和涉及用于无衬垫的和热激活用途的标签和粘合剂。更具体地，本发明涉及用于可激活粘合剂和使用辐射和温度变化激活无衬垫标签的粘合剂的系统和方法，和涉及在可激活的技术中有用的无衬垫标签和粘合剂。
背景技术
传统的压敏标签贴上剥离衬垫被供应到用户。这些剥离衬垫典型地是涂硅氧烷的，并且因此不可用作再生纸的来源。近年来在降低成本、提高效率和减小环境影响的努力中，无衬垫标签的消费需求增加了。这些标签的最常见的形式是“无衬垫标签”和“可激活的标签”。
“无衬垫标签”具有粘性面和防粘面(release-coated)，因此它们自身能够绕成卷。这些无衬垫标签的使用需要预印，或者配置以在防粘涂料上打印的特别的打印机。用于操纵无衬垫标签的设备包括特别的辊和配置以接触标签的粘性面的压印盘。尽管在此设备中有许多改进，在设备的多个部分仍然出现粘合剂堆积。因为这些缺点，以及也因为最终粘性的“无衬垫的”产品的高价格，这些无衬垫标签没有受到广泛的客户认可。
“可激活的标签”以非粘性状态被供应到最终用户，并且然后正好在应用到意图对象之前标签被激活，即标签的粘合剂被激活至粘性状态。最经常地，在激活之前可激活标签用标记印刷。已知的激活方案包括使用紫外线(“UV”)能量以加热粘合剂(见Shipston等的美国专利6,492,019)，使用电晕处理以激活表面(见Shipston等的美国专利6,326,450)，使用辐射热以温热粘合剂(见Yamada等的美国专利6,500,536)，使用湿度以激活可再湿润的粘合剂(见Hintz等的美国专利6,803,100)，微囊包封活化剂材料，其然后可被压碎以允许活化剂与制剂的剩余部分混合并激活粘合剂(见Krolzig的美国专利7,026,047)，用防粘剂层外敷粘合剂，其随后用热或机械手段除去(见Rice等的美国专利5,569,515)，和使用超声能量以激活粘合剂(见Shipston等的美国专利5,702,771)。
到目前为止，最常见的激活方案利用热激活，即使用热激活标签。对于热激活，已经提出了多种技术。这些包括下列的使用：热的滚筒或辊(见Rello等的美国专利号5,749,990和5,480,502)、与加热元件直接接触(见Iwata等的美国专利号6,388,692和Ichikawa等的6,501,495)、微波能量(见James的美国专利号3,461,014)、与粘合剂接触的加热的带(见Adachi的美国专利号4,468,274和Nagamoto等的6,031,553)和红外(“IR”)和近红外辐射(“NIR”)(见Henderson的美国专利号3,247,041和Souder的4,156,626)。此外，使用射频(“RF”)能量、感应热、辐射热和可见光的一般加热方法也是熟知的，并且可应用于此列出的激活方法。在低速操作中这些技术都已经证明是有用的，但随着施加速率增加，因为标签对加热元件的曝光次数必须以某种方式增加以获得充分加热，这些方法都受损。能够供应充分的热的单元的尺寸或成本使得高速施加受到阻碍。
克服更大或更长的加热器的需要的一种方法是增加粘合剂从加热装置吸收能量的能力。Souder的美国专利号4,156,626和Ichikawa等的6,043,190以及Gong等的美国专利申请公开号2003/0041963和2004/0166309都描述了使用NIR吸收器以增加粘合剂的能量吸收。因此，NIR吸收器和高强度NIR灯的使用可能好像是用于激活粘合剂的可行途径。虽然在许多方面令人满意，但是存在涉及当前已知的可激活标签、贴标系统和相关方法的缺点。
关于这种类型的技术的各种细节和公开见Kian等的美国申请序列号13/119,006——PCT/US10/47428的国家阶段进入，公布为WO2011/037732，2011年3月31日公开。
橡胶基和丙烯酸基压敏粘合剂(PSA)都是已知的。在1966年，作为良好的PSA的有效接触标准，C.Dalquist鉴定了a1第二蠕变柔量大于1×10-6cm2/达因。在Handbook of Pressure Sesitive Adhesive Technology(第二版)，D.Satas，ed.(1989)，(此后称为“Handbook”)，第172-176页中——通过引用并入本文，PSA的最新的讨论确定在应用(使用)温度时的玻璃化转变温度(Tg)和模量(G’)为PSA性能的最重要的要求。两种性能都是构成PSA聚合物(一种或多种)的单体的特性和量的函数。因此，聚(丙烯酸)不是PSA，而是丙烯酸和高摩尔％的丙烯酸2-乙基己酯的共聚物。
标签和带PSA的G’和Tg的典型值在Handbook中描述。对于带，G’在室温下是大约5×105到2×106达因/cm2，并且Tg是大约-15℃到10℃；而标签在室温下具有G’的下限值，即大约2×105到8×105达因/cm2。如本领域已知，用于低温、永久和可移除应用的Tg要求是不同的。因此，低温标签PSA通常需要从大约-30℃到-10℃的Tg。
本文提到的所有专利、公开的申请和文章在此以其全部通过引用并入本文。
简述
以下描述的本公开的实施方式不意图是详尽的或限制本发明为在以下详述中公开的精确形式。而是，选择并描述实施方式使得本领域其他技术人员可以领会和理解本公开的原理和实践。
本公开的示例性实施方式是含水粘合剂组合物，其通过暴露在红外线(“IR”)辐射下是可激活的，并且一旦被IR或热激活其显示压敏粘合性能。粘合剂组合物包括(i)乳液基础共聚物，其显示高于25℃的玻璃化转变温度Tg和在从15,000道尔顿到100,000道尔顿范围内的重均分子量，(ii)此共聚物的固体增塑剂，其显示高于40℃的熔点，和(iii)高软化点增粘剂。
另一个示例性实施方式是粘合剂，其包括增塑剂、增粘剂和粘合剂基础聚合物，粘合剂基础聚合物包括丙烯酸低级烷基酯例如丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸。
通常，本粘合剂系统包括从大约20％到大约35％的粘合剂基础聚合物，从大约50％到大约75％的增塑剂，和从大约5％到大约20％的增粘剂。优选地，这种类型的粘合剂系统包括从大约24％到大约30％的粘合剂基础聚合物，从大约56％到大约68％的增塑剂，和从大约8％到大约16％的增粘剂。
在更详细的实施方式中，提供该粘合剂系统的具体制剂。在一种优选的组合物中，粘合剂包括大约25％的粘合剂基础聚合物、大约66％的增塑剂和大约9％的增粘剂。在另一个优选的组合物中，粘合剂包括大约25.5％的粘合剂基础聚合物、大约66％的增塑剂和大约8.5％的增粘剂。
在更详细的实施方式中，提供具体的无衬垫标签粘合剂制剂，其包含粘合剂基础聚合物、增粘剂和增塑剂，所述增塑剂包含大量植物基分子以提高粘合剂制剂和无衬垫的标签的生物基含量。在优选的系统中，植物基分子占增塑剂的至少20％，典型地超过20％。
通常，在一个实施方式中，用于标签、机器、系统和方法的粘合剂基础聚合物包括从大约10％到大约50％的至少一种丙烯酸低级烷基酯、从大约20％到大约85％苯乙烯、从大约1％到大约35％甲基丙烯酸甲酯、从大约0.5％到大约5％甲基丙烯酸、从大约0.5％到大约5％丙烯酸、从大约0％到大约5.0％的至少一种多官能的单体和从大约0％到大约5.0％的至少一种链转移剂。在更详细的方面，粘合剂基础聚合物包括从大约12％到大约48％的至少一种丙烯酸低级烷基酯、从大约23％到大约78％苯乙烯、从大约3％到大约30％甲基丙烯酸甲酯、从大约1％到大约2％甲基丙烯酸、从大约1％到大约3％丙烯酸、从大约0.5％到大约2.5％的至少一种多官能的单体和从大约1.0％到大约4.0％的至少一种链转移剂。
在另一个详细的实施方式中，具体制剂是结合粘合剂基础聚合物的类型，其中丙烯酸丁酯是粘合剂基础聚合物的大约37.2％，苯乙烯是粘合剂基础聚合物的大约29.3％，甲基丙烯酸甲酯是粘合剂基础聚合物的大约29.3％，甲基丙烯酸是粘合剂基础聚合物的大约1.7％，和丙烯酸是粘合剂基础聚合物的大约2.5％。在另一个实施方式中，丙烯酸丁酯是粘合剂基成分的大约48.0％，苯乙烯是粘合剂基础成分的大约23.9％，甲基丙烯酸甲酯是粘合剂基础成分的大约23.9％，甲基丙烯酸是粘合剂基础成分的大约1.7％，和丙烯酸是粘合剂基础成分的大约2.5％。在仍另一个实施方式中，丙烯酸丁酯是粘合剂基础成分的大约12.8％，苯乙烯是粘合剂基础成分的大约77.6％，甲基丙烯酸甲酯是粘合剂基础成分的大约3.2％，甲基丙烯酸是粘合剂基础成分的大约1.2％，和丙烯酸是粘合剂基础成分的大约1.7％，多官能的单体的量是1.5％，和链转移剂的量是1.9％。
在其他更详细的特征中，粘合剂是白色的。另外，在其他特征中，粘合剂不包括并且因此不含炭黑、石墨、油墨、染料、颜料，和/或着色剂。
此外，增塑剂可以是UNIPLEX260或甘油三苯甲酸酯，其具有大约22％生物基含量，并且增粘剂可以是Tamanol E-102A和Super EsterE-730或Super Ester E-650。增塑剂可以是UNIPLEX250或邻苯二甲酸二环己酯，并且增粘剂可以是ARAKAWA SE-E650。
在其他更详细的特征中，增塑剂配置为在暴露于能量时和/或暴露于能量之后熔化。另外，粘合剂可配置为通过暴露在能量下小于一秒而激活。此外，粘合剂可配置为通过暴露在能量下小于0.5秒或小于0.3秒而激活。
在其他更详细的特征中，能量是近红外辐射(“NIR”)、短IR能量、中波IR能量、IR能量、微波能量、RF能量、感应热能量、可见光能量、辐射热能量或UV能量。另外，IR能量可具有从大约0.8μm到大约3.0μm的峰值波长。此外，IR能量可具有从大约1.2μm到大约2.5μm的第二峰值波长。
在其他更详细的特征中，系统和机器与粘合剂制剂和标签协作以激活粘合剂，因此粘合剂具有粘性，并且在粘合剂激活后粘合剂的粘性维持至少大约两分钟。
在另一个示例性实施方式中，系统、机器和方法采用标签，所述标签包括面材层和结合到面材层的粘合剂层。粘合剂层包括增塑剂、增粘剂和粘合剂基础聚合物，所述粘合剂基础聚合物包括丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸。
在其他更详细的特征中，标签配置以暴露到辐射能下，辐射能具有导致粘合剂层在暴露在所述辐射能下后变得有粘性的波长和强度，并且在将标签暴露在辐射能下之后面材层是不褪色的。另外，面材层可由下列制成：纸、再生纸、聚合物膜、金属化纸、金属化膜、纸面箔或金属箔。
在其他更详细的特征中，系统、机器和方法采用标签，该标签配置以施加到物品，并且在标签施加到物品后大约一分钟重新放置。另外，粘合剂层可以是可激活的，具有粘性，并且配置以施加到物品，以便在标签施加到物品后，粘合剂层的粘性防止标签被无意地从物品移除。此外，标签可配置以施加到物品，并且将标签施加到物品后，大约两小时后，标签永久地结合在物品上。
在另一个示例性实施方式中，系统、机器和方法采用标签组件，其包括面材层和热可激活的粘合剂层，和布置在粘合剂层和面材层之间的功能涂层。
另一个示例性实施方式是标签，其包括面材层、粘合剂层、和反射层，所述反射层结合在面材层和粘合剂层之间。
另一个示例性实施方式采用标签，标签包括面材层、粘合剂层、和阻挡层，阻挡层布置在面材层和粘合剂层之间。另一个示例性实施方式采用标签，标签包括面材层、粘合剂层、和底漆层，底漆层布置在面材层和粘合剂层之间。当包括时，阻挡层和/或底漆层可添加来提供热绝缘性能以促进无衬垫层压制品的直接热敏印刷。
在其他更详细的特征中，多种无衬垫的标签组件的粘合剂层包括增塑剂、增粘剂和粘合剂基础聚合物，粘合剂基础聚合物包括丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸。
在其他更详细的特征中，系统、机器和方法采用标签以便配置为暴露在辐射能下，辐射能具有导致粘合剂层在暴露在所述辐射能下后变得有粘性的波长和强度，并且在将标签暴露在辐射能下之后面材层是不褪色的。另外，面材层可具有底面，并且标签可包括反射层，反射层由作为涂层施加到面材层的底面的材料组成。此外，反射层的材料可以是金、银、铝或铜。而且，反射层可具有不大于一微米的厚度。
在系统、机器或方法采用的标签的其他更详细的特征中，具有具有反射率值的反射层，并且反射率值大于大约90％。另外，反射层可只位于面材层的一部分之下。此外，粘合剂层可具有第一表面，反射层可具有与该第一表面相邻的第二表面，并且第二表面可以是有纹理的。而且，第二表面的纹理可配置为向后反射的。
在其他更详细的特征中，布置系统、机器和方法使得标签配置以暴露在辐射能下，辐射能具有导致粘合剂层在暴露在所述辐射能下后变得有粘性的波长和强度，并且在将标签暴露在辐射能下之后面材层是不褪色的。另外，面材层可具有底面，并且标签可包括阻挡层，其由作为涂层施加到面材层的底面的材料组成。此外，选择阻挡层的材料以便防止面材层的褪色或至少显著减少面材层的褪色。
另一个示例性实施方式是系统，其配置以促进将可激活的标签施加到物品。系统包括能量源，其配置以发射能量，和一个或多个传动装置，其配置以接收可激活的标签、传送可激活的标签通过发射的能量和将可激活的标签传送到将可激活的标签施加到物品的位置。可激活的标签包括粘合剂，其具有增塑剂、增粘剂和粘合剂基础聚合物，所述粘合剂基础聚合物包括丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸。
另一个示例性实施方式是系统，其配置以促进将可激活的标签流施加到物品流。系统包括能量源，其配置以发射能量；打印机，其配置以在可激活的标签上打印标记；和一个或多个传动装置，其配置以接收可激活的标签、将可激活的标签传送经过打印机，然后打印机在可激活的标签上打印标记、传送可激活的标签通过发射的能量和将可激活的标签传送到将可激活的标签施加到物品的位置。可激活的标签包括粘合剂，其具有增塑剂、增粘剂和粘合剂基础聚合物，所述粘合剂基础聚合物包括丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸。
在系统、机器和方法的其他更详细的特征中，一个或多个传动装置包括鼓风系统、传送带、桨叶、载体板、活塞、真空鼓、辊、真空带或真空头。另外，接收可激活的标签的物品可以是瓶子、罐子、容器、导管、袋子、小袋、信封、包裹或盒子的移动线。此外，可激活的标签可以是一叠预切割的可激活标签中的一个。
示例性方法随着用于加工的标签移动将具有可激活粘合剂的标签施加到物品。方法包括提供具有第一表面的标签，所述第一表面涂有可激活的粘合剂，粘合剂包括增塑剂、增粘剂和粘合剂基础聚合物，所述粘合剂基础聚合物包括丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸。方法也包括提供具有第二表面的物品，提供配置以输出辐射能的能量源，将标签的第一表面暴露在辐射能下，所述辐射能从能量源输出，因此标签的第一表面变得有粘性，和放置标签的第一表面与物品的第二表面接触。
在其他更详细的特征中，标签被预先打印有标记。另外，方法可进一步包括提供打印机，其配置以在标签上打印图像，和在将标签暴露在辐射能下的步骤之前，在标签上打印图像。方法也包括提供切割机，其配置以在激活阶段前将干标签切割到期望的长度。此外，标签可包括面材层和粘合剂层。粘合剂层包括粘合剂基础聚合物、增塑剂和增粘剂，并且在将标签暴露到辐射能下之后面材层是不褪色的。
在其他更详细的特征中，提供标签包括提供多个标签，提供物品包括提供多个物品，暴露标签包括将多个标签中的至少一个暴露到辐射能下，并且放置标签与物品接触包括以大于每分钟10个标签的速率放置多个标签中的一个接触多个物品中的一个。另外，放置标签与物品接触的步骤取决于要贴标签的物品，对于一些物品它包括以至多每分钟100个标签的速率放置多个标签中的一个与多个物品中的一个接触，并且在一些应用中速率小于或等于大约每分钟1,000个标签。
另一个示例性方法激活标签。方法包括提供具有第一表面的标签，所述第一表面涂有可激活的粘合剂，可激活的粘合剂包括增塑剂、增粘剂和粘合剂基础聚合物，所述粘合剂基础聚合物包括丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸。方法也包括提供配置以输出辐射能的能量源，和将标签暴露到从能量源输出的辐射能，因此标签的第一表面变得有粘性。
在另一个示例性实施方式中，提供系统用于打印无衬垫的标签和将无衬垫的标签施加到制品。系统包括打印机单元、在打印机单元下游的热激活单元和在热激活单元下游的施加单元。热激活单元包括标签传送组件和一个或多个发射器，其配置以向标签发射辐射。在此系统的特别优选的方面中，利用独特的传感器布置来评估标签退化条件(一种或多种)是否发生。并且优选地使用任选的石英玻璃构件以提高系统的安全性和可操作性。
对本领域技术人员来说，从以下详述，本发明的其他特征和优势将变得明显。然而将理解，各种实施方式和具体实施例的详述——同时表示本发明优选的和其他的实施方式——以说明和不限制的方式给出。在不偏离其精神的情况下，可作出在本发明范围内的许多变化和改变，并且本发明包括所有这些改变。
附图简述
通过连同附图参考以下本发明的示例性实施方式的更详细的描述，这些以及本发明的其他特征、方面和优势将被更完全地理解和领会。
图1是可激活标签的优选实施方式的截面图；
图2是用于激活并将一个或多个标签应用到物品上的系统的实例的图；
图3是用于印刷和激活一叠标签并将它们施加到物品上的系统的另一实例的图；
图4是作为用于执行打印和施加类型的标签施加的机器和系统的实例的优选实施方式的图；
图4A是用于将具有可激活粘合剂的标签施加到物品上的图4系统的热激活单元的详细透视图；
图4B是用于将具有可激活粘合剂的标签施加到物品上的图4系统的热激活单元的正面立面图；
图4C是图解了短波红外发射器的光谱的波长对辐射强度的图；
图4D是优选的石英片的红外透射的波长图；
图4E是对于可激活的无衬垫标签，关于最大标签温度的到发射器的距离对温度的图；
图4F是对于可激活的无衬垫标签，到发射器的距离(灯到标签)和温度的不同组合的图；
图4G是到发射器的功率百分比对标签上的温度的图；
图4H是标签组件的吸收度对波长的图；
图4I是示出了图H上的吸收值和吸收/反射百分比之间的关系的数据的表格；
图4J是呈现了在热激活单元上以每秒8英寸的参数激活的炭黑装载量的效果的图；
图4K是呈现了在热激活单元上以每秒10英寸的参数激活的炭黑装载量的效果的图；
图4L是关于具有不同印刷对比度的无衬垫标签激活后打印质量的数据的表格；
图4M是印刷的无衬垫标签和用于标签粘合剂的激活的发射器阵列的方向的详细示意图；
图4N是无衬垫标签和用于其粘合剂的激活的发射器的不同方向的示意图；
图5是示出了在热激活单元中安全测定具有可激活粘合剂的无衬垫标签的某些细节的正面立面图，在形式上是一定程度示意性的；
图6是无衬垫的和发射器可激活的标签的优选实施方式分层阵列的示意图；
图7是激活功率和纸温度数据对时间和温度的图；
图7B是激活功率对温度的图；
图8是用于将激活的无衬垫标签施加到物品的滚压种类的施加单元的示意立面图；
图9是用于将激活的无衬垫标签施加到物品的夯压(tamp-on)种类的施加单元的示意性立面图；
图10是用于将激活的无衬垫标签施加到物品、特别适合于较小物品的夯压种类的施加单元的真空板选项的示意图；
图11是用于将激活的无衬垫标签施加到物品的吹压(blow-on)种类的施加单元的示意立面图；
图12是在无衬垫标签流上打印、将其激活并施加到物品流的方法的实例的流程图；
图13是在无衬垫标签流上打印、将其激活并施加到物品流的方法的另一个实例的流程图；
图14是标签结构的示意图；
图15是另一个标签结构的示意图；
图16是进一步标签结构的示意图；
图17是标签组件的平面图；
图18是标签结构的示意图；
图19是另一个标签组件的平面图；
图20是进一步标签组件的平面图；
图21是图解了标签组件的层的侧视图；和
图22是报告了关于不同的增塑剂和增粘剂成分经受粘合剂剥离试验和粘合剂的粘连试验的多种粘合剂系统的测试结果并包括统计信息的表。
除非另有说明，以上附图中的图解不必按比例绘制。
实施方式详述
本文件中公开的装置和方法通过实例和参考附图进行详细描述。除非另有说明，贯穿附图，附图中相同的数字表示提及相同、相似或对应的元件。将领会，可作出对公开的和描述的实例、安排、配置、成分、元素、装置、方法、材料等的改变，并且该改变对于具体应用可以是期望的。在本公开内容中，具体的形状、材料、技术、安排等的任何识别涉及呈现的具体实例，或者仅仅是这种形状、材料、技术、安排等的一般描述。具体细节或实例的识别不意图和不应该被解释为强制性的和限制性的，除非具体指定为是这样。在下文中公开并参考附图详细描述选择的装置和方法的实例。
在粘合剂配方中能量吸收剂的使用是有文档记录的，但在某些情况下，可导致与现今消费市场的审美要求不相容的暗色的粘合剂。当通过将粘合剂的吸收度范围与辐射或能量源的发射范围匹配时，在使用中，可激活的无衬垫标签粘合剂实现了最大值或基本上最大值的能量转移。辐射源可发出广谱的能量波长，典型地具有峰值波长，即在光谱中与峰值能量值有关的波长。可激活的无衬垫标签粘合剂证明有高吸收性能，该性能允许可激活的无衬垫标签粘合剂以更快的速率被热激活，同时需要较少的能量来供能辐射源，并且没有具有暗色粘合剂的缺点。同样地，通过调节粘合剂吸收以大约匹配辐射发射，辐射到可激活的无衬垫标签上的大部分能量被粘合剂吸收，留下很少的能量与面材或印刷在面材上的标记结合。如果能量允许被面材或标记吸收，面材或标记的最终加热可引起面材的褪色。虽然调节粘合剂对辐射源的吸收减少了这种形式的面材褪色的出现，但在一些情况下确保有额外的措施以避免面材的褪色。这些包括功能层的使用，例如反射层和/或在粘合剂和面材之间的阻挡层。功能层可能是底漆层的形式。
将领会，可能提供外观上不透明的或暗色的可激活的无衬垫标签粘合剂。在外观上需要是透明的、半透明的或白色的可激活的无衬垫标签粘合剂可配制为基本上不含添加剂、颜料、染料、油墨、和/或着色剂例如炭黑或石墨。在其他情况下，可激活的无衬垫标签粘合剂可以包含一种或多种的添加剂、颜料、染料、油墨、和/或着色剂例如炭黑或石墨。
可激活粘合剂的重要特性是它的保持在活化态的能力，即在粘合剂失去它的粘性前粘合剂在粘性状态足够长以允许将可激活的无衬垫标签施加到物品，例如容器或制品。此时间期间通常被称作粘合剂的“晾置时间(open time)”。取决于将可激活的无衬垫标签施加到物品的速度，和激活器件和可激活的无衬垫标签被施加到物品的点之间的距离，此晾置时间可以是一秒的若干分之几和几分钟长或更长。在将可激活的无衬垫标签施加到物品后大约60秒，例如，一分钟，粘合剂的实施方式可改变位置，使得在施加后可对物品上可激活的无衬垫标签的位置立即进行微调。在激活可激活的无衬垫标签后大约两分钟之内，粘合剂的实施方式在可激活的无衬垫标签和物品之间形成永久的结合，使得可激活的无衬垫标签不能从物品被非故意地移除，或在物品上改变位置。
粘合剂
如本文更详细描述的，提供了多种可激活的无衬垫标签粘合剂或粘合剂系统。然而，将领会，本发明绝不限于本文描述的具体的粘合剂系统的使用。优选地，粘合剂系统利用本文描述的具体的粘合剂基础聚合物。粘合剂系统一般地包含(i)粘合剂基础聚合物、(ii)增塑剂和(iii)增粘剂。每一个这些成分的典型的和优选的重量百分比浓度在下面表1中列出。将领会，标出的重量百分比浓度基于成分(i)-(iii)的总重量。因此，除了在下面表1中列出的成分(i)-(iii)，考虑并预期粘合剂系统可以包括额外的成分和添加剂。
表1—优选的粘合剂系统中成分的典型的和优选的浓度
本文描述的优选的粘合剂系统一般地包含粘合剂基础聚合物(本文更详细地描述的)、增塑剂，其优选地在应用温度以下是固体晶态，和固体增粘剂，其在应用温度以下也优选地是固态。通过改变温度，粘合剂材料的物理状态可在固体和非固体之间转换。粘合剂的晾置时间可通过调整成分即粘合剂聚合物基础、增塑剂和增粘剂的比例控制。优选的激活温度优选地在从大约50℃到大约120℃的范围内。然而，将理解本发明不限于显示激活温度在此范围内的粘合剂系统。
在可激活的无衬垫标签粘合剂的转换温度下，粘附性能和粘性显著地改变。因此，通过使用本文描述的这些策略，压敏粘合剂系统可从“关”到“开”热转换。如果这种粘合剂系统在设计的转换温度以下的温度下然后涂覆在面材上，则粘合剂材料处于它的非粘性的固态。因此，标签构建体可被卷成卷的形式。在施加过程期间，温度被升高到转换温度，使得粘合剂材料将变成非固态并且然后显示它的压敏粘合剂性能，作为增加的粘附性能的结果，该性能允许可激活的无衬垫标签如期望的被粘附到基底。如果基底显示多孔表面，作为互锁作用的结果，甚至当温度降低到粘合剂材料的转换温度以下，优选实施方式粘合剂系统将流入孔并很好地“粘附”。
在表2中示出的配方说明了一个示例性粘合剂配方，其中使用甘油三苯甲酸酯既作为增塑剂又作为较高百分比来源的生物基含量，以及能量吸收剂。在此增塑剂中，甘油成分是占甘油三苯甲酸酯大约22％的植物基分子。用于这些配方类型的增塑剂的其他实例包括邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二苯酯和1,4-环己烷二甲醇二苯甲酸酯。
表2—示例性粘合剂配方
如本文更详细地解释，在形成粘合剂聚合物基础时，优选利用有效量的一种或多种多官能的单体和一种或多种链转移剂。代表性的优选的多官能的单体是乙二醇二甲基丙烯酸酯。优选的链转移剂是正十二烷硫醇。
本发明也提供了多种优选实施方式粘合剂聚合物基础，其包含(i)一种或多种丙烯酸低级烷基酯、(ii)苯乙烯、(iii)甲基丙烯酸甲酯、(iv)甲基丙烯酸、(v)丙烯酸、一种或多种多官能的单体和一种或多种链转移剂。在一个实施方式中，每一个这些成分的典型的和优选的浓度下面在表3中列出如下。列在表3中的重量百分比浓度基于粘合剂聚合物基础的总重量。将理解本文描述的多种粘合剂基础聚合物本质上仅仅是代表性的。虽然一般地组成本发明的优选的实施方式，但是本发明绝不限于使用本文描述的具体的粘合剂聚合物基础。
表3—粘合剂聚合物基础中的成分的典型的和优选的浓度
成分 典型的浓度 优选的浓度
丙烯酸低级烷基酯 5％-50％ 12％-48％
苯乙烯 20％-85％ 23％-78％
甲基丙烯酸甲酯 1％-35％ 3％-30％
甲基丙烯酸 0.5％-5％ 1％-2％
丙烯酸 0.5％-5％ 1％-3％
多官能的单体 0％-5％ 0.5％–2.5％
链转移剂 0％-5％ 1.0％-4.0％
在优选实施方式粘合剂聚合物基础中，广泛系列的丙烯酸低级烷基酯可被单独或组合用于成分(i)。例如，可使用丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基己酯。然而，丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯通常是优选的，丙烯酸丁酯是最优选的。广泛系列的苯乙烯和苯乙烯基材料可用于成分(ii)。类似地，对于成分(iii)，通常优选使用甲基丙烯酸甲酯。然而，将领会其他类似物和功能上等价的单体可连同或代替甲基丙烯酸甲酯使用。
成分(iv)的优选的单体是甲基丙烯酸。然而，将领会本发明包括其他等价的单体连同或代替甲基丙烯酸。虽然丙烯酸被标注用作成分(v)，但是将理解本发明包括使用其他等价的单体。
广泛系列的多官能的单体或多官能的单体试剂可用于本发明中。多官能的单体可用于实现粘合剂基础聚合物的交联。这种多官能的单体的代表性的实例包括，但不限于，双官能单体、三官能单体和具有超过三个活性官能位点的多官能的单体。双官能单体的优选的实例包括，但不限于1,4-丁二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯及其组合。另一个优选的双官能单体是乙二醇二甲基丙烯酸酯。三官能单体的优选的实例包括，但不限于乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯及其组合。具有超过三个活性官能位点的多官能的单体的优选的实例包括，但不限于，乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯及其组合。这些和许多其他适合的多官能的单体从多个供应商商业可得，例如Exton，Pennsylvania的Sartome Company，Inc.。多官能的单体的典型的浓度范围从大约0到大约5.0％，优选地从大约0.5％到大约2.5％，和最优选地从大约1.5％到大约2.0％。
当用于形成可激活的无衬垫标签粘合剂时，链转移剂典型地以大约0到大约5.0％和优选地大约1.0％到大约4.0％(百分比基于单体和链转移剂的总重量)的浓度使用。适合的链转移剂的代表性的实例包括，但不限于正十二烷硫醇、叔壬基硫醇、3-巯基丙酸异辛酯及其组合。将理解本发明绝不限于这些链转移剂。反而，可使用广泛系列的链转移剂。适合的链转移剂是商业可得的，例如从St.Louis，Missouri的SigmaAldrich。最优选地，粘合剂聚合物基础既包括(i)一种或多种多官能的单体试剂，也包括(ii)一种或多种链转移剂。
在一个实施方式中，特别优选的粘合剂聚合物基础组成列在下面表3A中。
表3A—粘合剂聚合物基础中的成分的优选的和最优选的浓度
成分 优选的浓度 最优选的浓度
丙烯酸丁酯 9％-14％ 12.8％
苯乙烯 68％-80％ 77.6％
甲基丙烯酸甲酯 2％-6％ 3.2％
甲基丙烯酸 1％-2％ 1.2％
丙烯酸 1％-2％ 1.7％
乙二醇二甲基丙烯酸酯 0.5％-2.5％ 1.5％
正十二烷硫醇 1.0％-4.0％ 1.9％
可激活的无衬垫标签粘合剂具有能够使它们能够用于许多应用中的特性。可激活的无衬垫标签粘合剂的一个特征涉及激活可激活的无衬垫标签粘合剂即选择性地将可激活的无衬垫标签粘合剂从非粘性状态变成粘性状态需要的相当短的时间期间。快速激活的时间使粘合剂能够用于高速贴标签操作。优选地，本发明的可激活的无衬垫标签粘合剂可在约0.3秒的时间期间内被激活，并且一般地在小于1秒的时间期间被激活，和更典型地，小于0.5秒。本文将此时间期间称作粘合剂的“激活时间”。
如本文之前描述的，可激活的无衬垫标签粘合剂，一旦被激活，保持在它们的激活状态足够长以至少允许将携带可激活的无衬垫标签粘合剂的标签施加到物品或在可激活的无衬垫标签粘合剂失去它的粘性前接收基底。例如，可激活的无衬垫标签粘合剂优选地显示至少从大约0.1秒到10分钟或更长的晾置时间。对于某些应用，可激活的无衬垫标签粘合剂可被定制为显示相当长的晾置时间，例如长达72小时或更长。典型地，本发明的可激活的无衬垫标签粘合剂显示从10秒到60秒的晾置时间。
一旦可激活的无衬垫标签粘合剂被激活，即当在它们的“晾置”和粘性状态，可激活的无衬垫标签粘合剂显示相对高的粘性。例如，可激活的无衬垫标签粘合剂显示对于基底例如卡纸板或钢至少大约1.0牛顿和优选地至少大约1.25牛顿的初始峰值粘性。如连同本文呈现的实施例所述，典型地，无衬垫标签粘合剂的优选实施方式显示初始峰值粘性值在从1.0牛顿到2.0牛顿的范围内。这些粘性值是使用在本文详细描述的SPAT测量的。优选地，这些粘性值是关于本文描述的基底。然而，将领会本发明不限于显示与本文描述的基底相关的这些粘性值的无衬垫标签粘合剂。也就是，考虑可激活的无衬垫标签粘合剂显示与其他不是本文明确描述的基底和基底材料相关的这些粘性值。此外，通常优选的是，在可激活的无衬垫标签粘合剂的激活之后，增粘剂软化并且处于可流动的状态。
此外，在某些实施方式中，可激活的无衬垫标签粘合剂在激活后通常是透明的以允许光透射而没有任何不利的吸收度。优选地，可激活的无衬垫标签粘合剂，一旦被激活，保持透明或至少基本上透明的状态相对长的时间期间，并且优选地至少1年和更优选地长于1年。也将理解在本发明的其他实施方式中，可激活的无衬垫标签粘合剂可以包含一种或多种的颜料、染料、油墨、着色剂或类似物，例如炭黑或石墨。在可激活的无衬垫标签粘合剂包含炭黑或石墨的情况下，典型的浓度范围基于湿重从大约0.01％到大约0.1％和优选地从大约0.02％到大约0.08％。在某些应用中，使用大约0.05％浓度的炭黑。可使用广泛系列的商业可得来源的炭黑。优选地，利用来自Boston，Massachusetts的Cabot Corporation的炭黑。另一个优选的炭黑以名称AURASPERSE W-7012从Florham Park，New Jersey的BASFCorporation可得。
可激活的无衬垫标签粘合剂可以是水基的或其他形式的，其中粘合剂基础聚合物与其他粘合剂成分例如固体增塑剂和/或固体增粘剂混合以产生可热激活的无衬垫标签粘合剂，具体地，光可激活粘合剂，例如近红外辐射(“NIR”)到中红外(“IR”)可激活粘合剂配方。
优选实施方式粘合剂的额外的方面如下。粘合剂基础聚合物的平均分子量的典型的范围是从大约10,000道尔顿到大约150,000道尔顿。优选的范围是从大约15,000道尔顿到大约100,000道尔顿，从大约20,000道尔顿到大约40,000道尔顿的范围是最优选的。具有较低分子量的聚合物通常是优选的，因为这种聚合物比具有更高分子量的相应基础聚合物更快地可被激活。
粘合剂基础聚合物也显示一定的玻璃化转变温度，Tg。虽然基础聚合物的Tg取决于过程的压力和温度需要和产品可能遇到的压力和温度条件，但典型的Tg范围从大约20℃到大约100℃。优选的Tg范围从大约55℃到大约80℃。并且，基础聚合物的玻璃化转变温度Tg的最优选的范围是从60℃到75℃。
也优选的是当形成粘合剂时，熔化后，增塑剂在延长的时间期间内保持在液态或可流动的形式。增塑剂以液态或可流动的状态存在的温度典型地是从50℃到120℃。
作为具体的配方和成分选择的结果，其中的许多具有具体的性能和特性，激活的优选实施方式粘合剂在大约-10℃及以上的温度保持粘性。激活的优选的粘合剂典型地在从大约0.1秒到大约2周的时间期间内保持粘性。然而，将领会本发明不限于这些具体的时间期间。例如，在长于2周的时间期间内保持粘性的无衬垫标签粘合剂可被配制。许多激活的优选的无衬垫标签粘合剂显示非常长的晾置时间，即粘合剂在粘性状态的时间期间。
通过使用多官能的单体和链转移材料的组合控制包括基础聚合物的分子量和分子量分布以及基础聚合物的多官能单体的水平的多种因素，可得到具有快速激活、高粘性、长晾置时间和持久透明度的优越性能的热可转换的可激活的无衬垫标签粘合剂。一经加热，可激活的无衬垫标签粘合剂表现为典型的压敏粘合剂，并且粘附性能可保持延长的时间期间，其允许粘合剂材料在目标基底表面上流动或浸湿以提高粘附力。此外，本发明中的无衬垫标签粘合剂材料用近红外辐射是固有地可激活的，因为快的线速度其将导致短的激活时间。
优选的粘合剂的基础聚合物典型地显示从大约2.0到大约10.0和优选地从2.0到4.0的多分散指数。然而，将领会本发明的可激活的无衬垫标签粘合剂的基础聚合物包括显示多分散性小于2.0并大于10.0的聚合物体系。
标签、附加层、施加方法和设备
图1示出了示例性的可激活的无衬垫标签构建体或无衬垫标签100，其中10密耳面材110(例如，使用的纸面材是Appleton Wisconsin的Appleton Papers Inc.的APPLETON C1S LITHO60lb)被涂覆1密耳层的可激活粘合剂或粘合剂120，其配方在表2中描述。无衬垫标签100包括面210和边缘220。这种无衬垫标签100的制备例如在Tsukahara等的美国专利号4,745,026中被详细说明。这些无衬垫标签100典型地在激活之前在面210上印刷上标记130。标记可包括，例如，字母数字数据/信息和/或图形图像。印刷技术通常是已知的并且包括凸版印刷机、激光、胶印、凹版、柔性版、丝网和数字的方法。数字印刷技术可包括，例如，喷墨、静电、热敏、直接热敏和电法技术。当无衬垫标签100包括本文讨论的热绝缘的底漆层和/或阻挡材料层时，直接热敏印刷得到促进。
为了激活和将无衬垫标签100施加到物品，无衬垫标签100典型地被放置在输送装置或传动装置上。这些输送装置包括鼓风系统(见Shibata的美国专利4,784,714)、传送带(见Matsuguchi的美国专利5,895,552)、桨叶(见Chodacki的美国专利5,922,169)、射料杆(见Ewert等的美国专利6,006,808)、承载片(carrier sheets)(见Von Folkenhausen等的美国专利7,029,549)、真空滚筒(见Francke等的美国专利6,899,155)、辊(见Hinton的美国专利5,964,975)和真空头或带(见Williamson的美国专利6,471,802)。无衬垫标签100可施加到的物品可包括，例如，盒子、包裹、信封、包、袋子、导管、容器、小罐和瓶子。
输送装置接收无衬垫标签100，然后运输无衬垫标签100，使得无衬垫标签100的粘合剂120面暴露到激活装置，其采用如前述的激活方案。在实施方式中，激活方案可包括将无衬垫标签100暴露到具有从大约0.8μm到大约3μm的峰值波长的IR能量。可依次使用多个输送装置以运输无衬垫标签100从它的非活化态到附着到物品。例如，输送装置可包括一种或多种传动装置，所述传动装置配置以接收无衬垫标签100、运输无衬垫标签100通过辐射能、和运输无衬垫标签100到将无衬垫标签100施加到物品的位置。在实施方式中，用具有发射器、单元或灯的德国Bruckmuhl的Advance Photonics Technology AG的十英寸长NIR单元激活无衬垫标签100，所述发射器、单元或灯每一个配置以发出从大约200kW/m2到800kW/m2的辐照度，所述辐照度是传送高达4000kW/m2，主要在大约0.8μm的峰值波长。通过德国Keinostheim的Heraeus Noblelight GmbH，使用1.2μm峰值波长的ShortIR(SWIR)、1.5μm峰值波长的Fast Mid Wave IR(FMWIR)和2.5μm峰值波长的Mid Wave IR(“MWIR”)单元——其包括小于11到2秒的短响应时间的6到8个孪生管发射器，也可得到超过200标签/分钟的相同激活速率。短的响应时间是有利的，因为所述单元即作为激活装置的一部分的能量源，可以以快的速率打开和关闭，例如，每秒一次或每两秒一次的速率。节能起因于避免了需要单元持续打开(ON)的状态。因为单元提供的高能量密度，所述单元只需打开一段有限时间来激活粘合剂120。取决于每一个无衬垫标签100的尺寸，粘合剂的辐射曝光时间可以是小于一秒，典型地范围从大约0.1秒到大约0.5秒。SWIR和FMWIR比给出较高能量密度的碳类型窄。发射器的选择取决于多种因素，并且特别是高能量密度和最快的ON/OFF循环之间的权衡，所述高能量密度例如粘合剂120的最高吸收和印刷的标记的最低吸收，或控制的渗透进入结构。当设计激活系统时，需要考虑工业应用中特别涉及使用这些大功率发射器148(图4)的安全性的其他因素。
图2示出了用于施加标签的即切即叠(cut-and-stack)型第一系统140的示例性实施方式，其中一叠预切割的可激活标签150被激活并贴在物品160上。例如，物品160可以是容器但不限于容器。通过真空滚筒180捡起无衬垫标签100的每一个，使得粘合剂120(图1)不与真空滚筒180接触，并且真空滚筒180将无衬垫标签100运送经过辐射源200例如NIR或MWIR，其激活无衬垫标签100，特别是粘合剂120(图1)。激活的无衬垫标签100然后被运输到物品160，在此它们被贴在物品160上。这种第一系统140的一个优点是系统140使用预涂覆的和干燥的粘合剂120(图1)，粘合剂120覆盖无衬垫标签100的边缘220(图1)，与无衬垫标签100的其他区域一样均匀。不像系统140，目前的即切即叠技术使用湿用胶，湿用胶在即切即叠标签的即切即叠边缘附近不总是能很均匀地应用。湿用胶的不良排列导致粘合剂覆盖不一致的即切即叠边缘的卷曲。此卷曲和导致的即切即叠边缘的耸立被称作“旗形尾(flagging)”。这经常导致即切即叠标签在施加后在即切即叠边缘不粘附，并且因此即切即叠标签在运输和使用期间遭受撕裂。
这种第一系统140的另一个优点是所述系统允许短的转换时间。现在的即切即叠技术需要特殊的施胶尺，其必须匹配即切即叠标签的尺寸，并且必须调整到与即切即叠标签区域适当地对齐，并且不引起即切即叠粘合剂在即切即叠边缘的渗出。对于此过程的典型的转换时间达八小时。在本发明的实例实施方式中，转换时间可在例如大约一小时到大约两小时范围内。因此，转换时间大大地减少。
图3示出了第二系统230的示例性实施方式，其中一叠预切割的可激活标签150被激活并贴在物品160上。每一个无衬垫标签100通过传送带240捡起，使得粘合剂层120(图1)与传送带240接触，并且无衬垫标签100的每一个被运输经过打印机250，其将标记130(图1)印刷在无衬垫标签100的面210(图1)上。在实施方式中，配置打印机250以数字地印刷图像。传送带240然后将无衬垫标签100运输到真空滚筒180，使得粘合剂层120(图1)不与真空滚筒180接触，并且真空滚筒180将无衬垫标签100运输经过辐射源200，其激活无衬垫标签100，特别是标签的粘合剂120(图1)。激活的标签然后被运输到物品160，在那里它们被贴在物品上。
图3描绘了传送带240和真空滚筒180作为传动装置或传送装置。此实施方式不意图限制，而是可以包括其他传动装置或传送装置。
图4示出了用于即打印即施加(P&A)的无衬垫标签涂布装置141的第三系统的优选实施方式，其中标签151的连续卷被提供到P&A无衬垫标签涂布装置141。标签151的卷在线152上被移动到打印机251，在此，每一个P&A标签被印刷以标记130(图1)，然后用切割机252切割。印刷的和切割的P&A标签然后被转移到热激活(TAM)单元，通常指定为142，典型地通过TAM输送机或真空带101a或类似的组件，经过NIR、短波IR(SWIR)或MWIR源201，其在一秒的若干分之几内激活每一个P&A标签。激活的P&A标签然后被运输到施加单元，通常指定为143，在此将激活的标签施加到产品161。
更具体地参考TAM单元142，图4A和4B以一定程度的示意形式图解了上部机壳144(图4)，其具有携带P&A标签(粘合剂侧向下)通过TAM单元142的载体系统。打开载体系统的门，载体带145在图4A中是可见的。在优选实施方式中，载体带145可由金属制成，金属例如被粘性涂层覆盖的不锈钢，涂层例如有机硅层或具有喷涂的低能量小球以提供粗糙度和耐热性。这种涂层帮助维持P&A标签在载体带145上合适的位置，并在激活过程中保持它们各自的初始位置。涂层也具有足够低的能量以最小化油墨自动脱模和蹭脏印刷的P&A标签，同时对于在使用TAM单元142期间遇到的温度耐热。一个或多个排风机146(图4)用负压维持P&A标签在此载体带145(图4a)上。这种气流对P&A标签在TAM单元142中的激活具有负面影响，并且对于载体带145上的P&A标签，作为TAM单元142接收的热量的函数，此P&A无衬垫标签涂布装置141持续地寻找最好的气流。
图4B图解了在TAM单元142(图4)底部的发射器机壳147。回来参考图4，TAM单元142容纳一个或多个发射器148(图4)，其充当能量源。TAM单元142包括输入传感器166和输出传感器165以及铝板162、163。发射器机壳147优选地在上部通过完全隔离TAM单元142的底部和上部机壳144的特别的石英玻璃149关闭。这导致任何其他热源不转移到用于激活的P&A标签，但只有辐射能量从发射器148转移到P&A标签。在此发射器机壳147中的排风机161例如涡流鼓风机被监控以保持空气足够冷，以便在非意图的情况发生例如功率损失、传感器失效等等时，石英玻璃149总是在避免在P&A标签无意地落在石英玻璃149上的情况下P&A标签燃烧的温度范围内。
石英玻璃149是允许大部分的辐射能量通过它的类型，更具体地从IR发射器的能量的至少大约75％透射，典型地至少大约80％、至少大约85％或至少大约92％IR能量透射。在这点上适合采用GeneralElectric(GE)214石英玻璃，其已经被发现提供折射、导热率和最重要的它的大IR透射光谱的最好结果。发现GE214玻璃能通过来自发射器148的基本上所有的辐射能量。图4C呈现了发射器类型的光谱，其选择用于此类型单元的生产系统。图4D呈现了General Electric214石英玻璃(低OH-含量的熔凝石英)的IR透射与具有存在或不存在接近2.73μm到4μm的(水)吸收波段的另一个石英“湿”类型的比较。总的效果是通过GE214石英玻璃的IR加热效率提高。比较这些图解，GE214石英玻璃传输IR的90％直到3.5μm，并且继续传输大量的IR，至少直到4μm到4.5μm。在这些波长，发射器148(图4)的辐射强度是它的最高强度的大约10％，因此，接近总能量在波长小于4.5μm被传递。
优选发射器148(图4)在TAM单元142(图4)内具有特定的方向，即垂直于或法向于TAM输送机101a带(图4)或P&A标签的方向。当它们通过TAM单元142(图4)的激活系统时，此方向实现了在标签上的均匀辐射。这样便于发射器148(图4)和P&A标签之间的距离的调整，以实现最快速的升温而不论是在不同的P&A标签或在相同的P&A标签上没有过度加热一个区域而过少加热另一个的风险。图4E和4F图解了改变距离对标签温度的影响。考虑到安全参数，在40mm和50mm之间的距离提供工作距离的范围，所述工作距离是通过朝向或远离TAM输送机101a(图4)移动发射器148(图4)(例如移动它的机壳)可调节的。
发射器148(图4)对沿着TAM输送机101a(图4)的标签路径的垂直或法向方向也提供补偿灯失效的优点。虽然优选利用长寿命发射器或灯，但是可能发生过早失效。垂直方向特征允许均匀的能量分布和为了保持P&A标签充分地激活而系统向剩余的灯增加功率的能力。虽然警报可自动发出信号以更换有缺陷的灯，但甚至在面对灯失效时这允许生产继续。
对于P&A无衬垫标签涂布装置141(图4)，优选的发射器148(图4)具有最快的激活速率，优选地用小于一秒来达到最高温度。通过允许在大约相同的时间段内关闭，意识到安全性考虑因素。通过用控制逻辑系统移动发射器148(图4)只到闲置状态而不是完全关闭，例如到功率的10％到15％，发射器寿命可被提高。发射器148(图4)打开的速度将限定标签激活的速度和质量。图4G示出了标签温度是如何几乎立即升高到激活温度以保持标签温度在期望温度的附近，所述期望温度由标签卷条形码给出到控制逻辑系统中。将领会在非常冷的环境中，可能需要预热时间段，例如大约2秒，控制逻辑可测量室温，并且如果太低，它在传送带240(图3)上一发现盒子或类似物，就向发射器148(图4)通电。
设计控制逻辑的软件以读取P&A粘合剂上的最低和最高温度，并且根据需要设置发射器148(图4)的功率以在所有P&A标签上实现恒定的温度以激活。图4G图解了在接近100％开始的功率设置如何随着P&A标签上的温度升高而减小。涂覆在P&A标签上的P&A粘合剂材料的最优温度是已知的，并且操作的程序化的控制器逻辑将试图保持P&A粘合剂适当地激活需要的恒定的激活温度。在图4G中，最高温度在P&A标签的打印区域上获得，而最低温度在非打印区域上获得。在此实例中的平均激活温度是大约100℃。
发射器148(图4)输出的辐射能量是为了适当地匹配标签激活的需要。这关系到用于激活的发射和吸收能量。TAM单元142(图4)迅速地和有效地激活在TAM输送机101a(图4)上呈递在其上的P&A标签。这是击中P&A标签的发射器148(图4)的能量密度、P&A粘合剂的激活温度和可利用的辐射能量如何迅速地被转化以升高粘合剂温度的直接函数。这直接与辐射能量通过P&A粘合剂、阻挡层和纸的吸收相关。发射器148(图4)产生的和在P&A标签的表面上接收的能量的计算取决于：
1.发射器148(图4)和它们的反射镜的效率。
2.通过石英玻璃149(图4)的发射器光的透射，能量的多少百分数被转化为不需要的热，所述不需要的热需要通过发射器机壳147(图4)的排风机161(图4)的冷却效应减少。见图4C和4D。
3.发射器148(图4)和P&A标签之间的距离和它的对快速升高P&A标签温度的强烈影响。见图4E和4F。
4.发射器148(图4)彼此间的距离有多近，特别是关于P&A标签流的方向它们如何装配。法向于P&A标签流的方向安装发射器148(图4)具有以下优点：改变发射器148(图4)和P&A标签之间的距离，和标签上辐射区域的更好的均匀性以及它的对灯到标签距离的准独立性。
5.击中P&A标签的辐射能量的部分，其取决于反射镜的质量和反射光的角度、发射器148(图4)和P&A标签之间的距离和TAM单元142(图4)的机械设计参数。
6.P&A标签接收辐射能量期间的曝光时间，即在印刷、激活和施加P&A标签中机器的速度。
将领会无衬垫标签100(图1)上的粘合剂120(图1)需要一定量的热以通过无衬垫标签100(图1)的多个组件即粘合剂120(图1)、任何阻挡层和纸对光的吸收而快速转化到激活温度。如本文讨论，可通过光吸收添加剂提高此吸收，例如某些类型的炭黑。见图4J和4K。图4J是呈现了在热激活单元中以每秒8英寸参数被激活的炭黑装载量的影响的图，并且图4K是呈现了在热激活单元中以每秒10英寸参数被激活的炭黑装载量的影响的图。
以下参数有助于无衬垫标签100(图1)的高速激活：(a)使用具有高效率灯丝、石英灯泡、填充气和高反射镜反射率的短到中波长发射器或灯；(b)横向或法向于标签流方向的发射器148(图4)；(c)选择具有0.8μm到5.0μm之间的波长透射的石英玻璃149(图4)，例如GE214熔凝石英；(d)发射器148(图4)和石英玻璃149(图4)之间的安全最小距离为10mm或更小以减少辐射能量损失；(e)石英玻璃149(图4)和无衬垫标签100(图1)之间的安全最小距离为30mm，也为了减少辐射能量损失；和(f)通过使到不需要的组件和机器表面的辐射最小化，以使经过TAM单元142(图4)的TAM输送机101a(图4)的照亮表面最大化，使将被无衬垫标签100(图1)接收的来自发射器148(图4)的辐射最大化。
图4M提供了图解的印刷的标签150在法向通过TAM单元142(图4)流动的俯视图细节。在此视图中流动是从右到左，其用箭头指示。发射器148法向于标签流。图4N图解了关联最佳性能的距离。在此，图解了标签150具有向纸外的流动方向，其不法向于发射器148，而是平行于它们。距离“d”是相邻的发射器148之间的中心到中心距离，并且距离“h”是发射器148和标签150之间的高度。一般地，h＝从1.3到1.8d，或在特别优选的布置中是1.5d。
计算用于标签100(图1)的高速激活的可利用的能量和需要的能量是可能的。在操作光谱(0.8μm到4.5μm)中，石英玻璃149(图4)具有10％到15％的在该光谱的平均吸收，并且其可获得90％的透射。使用离发射器14810mm的石英玻璃149(图4)，并且使用角度是30度的辐射损耗，对于6英寸宽没有机壳的机器，发射器148和石英玻璃149(图4)之间的损耗，石英玻璃149(图4)将使发射器148的辐射区域的87％通过。两个铝板162，163(图4)在石英玻璃149(图4)的纵向末端以屏蔽发射器光照射在进一步下游或上游的TAM输送机101a(图4)。使用离石英玻璃149(图4)30mm到40mm的标签100(图1)，并使用到石英玻璃149(图4)30mm的照亮的区域，在6英寸机器中，47％的发射的光被标签100(图1)接收，并且在4英寸机器中，54％被接收。从计算可知，当其最小化所有的减少从发射器148到达标签100(图1)的功率的系数时，TAM单元142(图4)操作是最优的。图4H是标签组件的吸收对波长的图。图4I基于阻挡层和粘合剂涂覆的纸(图4H)的NIR光谱的结果，示出了反射和吸收光的百分数。
继续这些计算，图4J和4K呈现了通过较高光吸收升高到20℃较高温度的炭黑的效果。如在图4H上所示，在波长1μm到3.5μm波长之间的涂覆的材料和纸“吸收”的平均百分数Abs的近似值是大约35％。在图4H中，使用PerkinElmer Spotlight400spectrometer通过FTIR分析包含炭黑的无衬垫标签100(图1)(涂布纸)。使用积分球附件(integrated-sphere accessory)来收集光谱(10,000-4000cm-1，分辨率16cm-1)，并且使用反射模式。35％(像图4I中示出的实例)的Abs值意思是：
Abs＝log(I入射/I反射)
I吸收＝I入射-I反射
Abs～＝0.35在图4H中转化为55％的入射辐射能被无衬垫标签100(图1)吸收。
在无衬垫标签100(图1)上接收的辐射通量Qrl是离开发射器148(图4)并穿过空气和石英玻璃149(图4)的辐射通量的部分。如果F1-2是发射器148(图4)和石英玻璃149(图4)的有限的平行表面之间的辐射几何学因素，F2-3是下部和上部石英玻璃149(图4)之间的相同因素，并且F3-4是石英玻璃149(图4)的上表面和无衬垫标签100(图1)之间的相同因素，我们可以写出在无衬垫标签100(图1)上的辐射通量：
Qrl＝F1-2*F2-3*F3-4*((σ*ε*A*T4)/(1-fc)
其中σ是Stephen-Boltzmann系数并且ε是发射器148(图4)在波长上的平均发射率。A是面积并且Kelvin形式的T是发射器的灯丝面积和温度。fc代表通过对流和传导的灯损耗。无衬垫标签100(图1)吸收部分该能量(这里大约40％到60％)和反射剩余部分。在TAM单元142(图4)中，无衬垫标签100(图1)通过负空气压力保持在带上，因此通过对流到上部机壳而遭受热损失。它也辐射到较低温度上部机壳上。用于无衬垫标签100(图1)的激活的能量则是：
Qact＝Qrl-Qc-Qr
我们的计算显示我们可以在无衬垫标签表面达到1200瓦特的辐射通量(对于发射器的满功率)。如果如之前计算的，我们获得55％的吸收，我们将有：
Q有效＝1200*0.55＝660瓦特吸收功率
图7B代表涂有大约每平方米5克(gsm)的阻挡层和25gsm的粘合剂120(图1)的标签的比热(Cp)。曲线下方从例如在10c的室温Tamb冷启动到100c的激活温度Tact的面积的积分是加热要激活的无衬垫标签100(图1)和粘合剂120(图1)需要的每克能量：
E1＝∫Cp dT＝178J/g。随着机器加热(并且对于更热的室温)，需要更低能量，并且如图4G所见逻辑软件将减少发射器148(图4)的功率以保持相同的激活温度。Q1因此是具体的无衬垫标签100(图1)需要的最高的比热。
每平方米有接近30克的材料(粘合剂和阻挡层)，表明6×4英寸标签具有大约0.45g涂覆材料。因此，激活无衬垫标签100(图1)上的粘合剂120(图1)需要的能量的量等于或大于：E1*0.45＝80焦耳
另一个需要加热的材料是纸，并且是辐射能的主要吸收者之一。6乘4英寸标签重量是大约0.9g。
Ep＝0.9*Cp纸*(Tact–Tamb)
在此实例中对于Cp纸是大约1.3J/g.C，我们将得到Ep＝105焦耳。
Et＝Ep+E1
Et(在此实例中～185J)是转化以在无衬垫标签100(图1)中加热为了激活它的粘合剂120(图1)需要的能量的量。
无衬垫标签100(图1)从近到中IR吸收吸收的能量的百分数的近似值结果显示在图4H中，然后可计算激活每一个无衬垫标签100(图1)需要的焦耳热量。给出可利用的有效辐射功率(Q有效)和激活粘合剂需要的热量(Qt)，可计算在以上条件下使用此机器的无衬垫标签100(图1)激活它的粘合剂的最小曝光时间，其为：
texp＝Et(J)/Q有效(瓦特)
texp＝185/660＝0.28sec.
图4J和4K图解了更高水平的炭黑对TAM单元142(图4)激活输出具有强烈的影响，所述影响关于以每秒8英寸和每秒10英寸，有多少热从IR发射器148(图4)产生到无衬垫标签100(图1)上。图解了两种不同的炭黑材料，Lucronyl和Aurasperse材料。每一个涂以0.015％炭黑装载量，并且Lucronyl材料——其当前在欧洲使用符合Reach法规——的涂层表现出比Aurasperse材料的涂层大的多的激活效率。
图4L图解了激活温度对打印色带的打印的油墨的影响。打印的无衬垫标签100(图1)必须是高品质的以确保在使用时读取的良好的条形码或类似物。由于热、蹭脏和在TAM单元142(图4)或它的相关的位置中其他潜在的损坏事件，防止对印刷的重大的损坏是重要的。本文讨论的有机硅带和涡流鼓风机取得了非常好的标签布置的维护并在打印区域维持足够低的温度，使得可使用有规律的热转印油墨色带，而同时辐射能迅速加热粘合剂120(图1)上胶面到需要的激活温度。图4L示出了激活和施加打印的无衬垫标签100(图1)后打印质量测试结果。
图5帮助图解安全概念，其基于这样的条件：如果无衬垫标签100(图1)在TAM单元142(图4)中充分加热的发射器148(图4)上方不长于2.5秒，它将不会开始燃烧。如果在此时间段内传感器、标签输出传感器123和标签输入传感器122之一没有变化，机器和系统的控制逻辑将关掉发射器148(图4)。距离“L”是这些传感器之间的长度。在操作条件下，保持安全的最大标签长度的公式是：
Lmax＝2×L+V×(2.5sec–Tcut)
在公式中，L是传感器之间的以mm计的距离，V是粘合剂120(图1)以mm/sec计的激活速度，Lmax是以mm计的无衬垫标签最大长度，和Tcut是以秒计的切割时间。
与目前常规的热转印卷标签相比，本文讨论的无衬垫层压卷的特性在能够提供一些如下特征方面提供独特的优点。其与用于目前传统系统中的标准压敏标签系统相比，对于相同尺寸的卷具有几乎多60％的材料长度和每卷计算的无衬垫标签100(图1)多60％以上。对于相同数目的卷重量相应减少；因此，与目前传统的系统相比时，每卷打印和施加多于60％以上的无衬垫标签100(图1)。因为目前的压敏传统卷被模切成预定的尺寸，考虑到无衬垫的层压卷被切成固定的规格，在“修整”损失中估计节约5.8％的纸损耗。另外，因为同样被切成固定的规格，本无衬垫标签100(图1)可以是可变的长度，而不需要在机器上进行辊改变。另一个优点是没有衬垫，因此随着时间减少了总体变化：无衬垫的层压卷延续60％以上并且没有从打印机除去的衬垫废料卷。
现在更详细地致力于打印的标签热转印介质，通过从热转印色带将着色剂逐个像素地转移来形成图像。热转印色带典型地由涂覆有热转印油墨的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜组成。这些热转印油墨在室温下是固相，并且在热和压力下转移到接受层。用于热转印色带的着色剂可基于染料或颜料。这些着色剂可悬浮在热溶剂(在室温下为固体但是在较高温度下熔化，并且是染料良好溶剂的溶剂，实例是高分子蜡)中或可能在热塑性聚合物基体(聚合物基体的实例是丙烯酸基体，乙烯基基体等)中。
热转印色带与打印的标签热转印介质直接接触，这给打印的标签热转印介质增加了一些特别的要求。打印的标签热转印介质需要非常光滑以获得热转印色带和打印的标签热转印介质之间的紧密接触。打印的标签热转印介质的导热率应该使得加热限制在打印的标签热转印介质的顶层。一个这种结构的实例是着色剂接受层，在其之下是具有抗静电层的背面涂层211(图6)的绝缘层。在绝缘层由有空隙的聚丙烯制成的情况下，这种多层结构的许多变形是可能的，例如Yupo/Kimdura，其具有TiO2以便不透明。有空隙的聚丙烯提供绝缘性能以及在刚性的热打印头和加压辊之间的衬垫。在一个实施方式中，打印的标签热转印介质通过在聚合物基体中空气填充玻璃小球而形成，然而，在此下面需要弹性层以在刚性的热打印头和加压辊之间提供衬垫(Fuji film)。蜡光纸常常用作介质，其可以或可以不涂覆油墨接受层。蜡光纸的多孔性起绝缘层的作用。
配制着色剂接受层以提供对热转印油墨的良好的粘附力，以及在边缘220(图1)的末端提供良好的整齐断裂。用于此的一些化学物质是氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸材料和聚酯材料。着色剂接受层应该也具有脱模性能，使得它能容易地从转印带上剥离。可用于此的一些材料是蜡或氟基脱模剂。着色剂接受层有时也可以是粘土涂层或微孔涂层，在其中染料或颜料被吸收或媒染处理。
多层介质结构可通过多层涂覆方法产生，或者通过在绝缘层上转印涂覆着色剂接受层，并且使用粘合剂120(图1)将着色剂接受层粘合在绝缘层上，其也可对折成似橡胶层。以上列出了一些实施方式用于实践中，有几个在使用中的其他实施方式。一些介质制造商是Yupo、Kimberly Clark、RICOH、IIMAX(3M)、Polaroid和Appleton。热转印油墨的要求包括高内聚强度(防止油墨裂开)、对着色剂接受层的良好的粘附力和从热转印色带良好的剥离。热转印油墨需要显示强熔体流动性能以获得彻底的转印。
图6图解了多层介质结构。背面涂层211为打印头提供光滑的、非磨损的表面，其防止聚酯基膜载体212粘到刚性的热打印头并减少静电积聚。聚酯基膜载体212典型地(3到8μm薄)以防止任何热质量。底漆层213是脱模层，其在低温下将热转印油墨层215粘到PET，并在高温下允许热转印油墨层215从PET剥离。热转印覆盖层216用于保护热转印图像。这是使用第二转印头或使用同一个热转印头可按像素或以其全部转印的固体聚合物膜。热转印覆盖层216主要由热塑性聚合物、丙烯酸聚合物、TPU等等组成，其为图像提供耐沾污性和耐擦伤性。
在TAM单元142(图4)中，无衬垫标签100(图1)立即并且当热转印油墨仍是湿的时被提交到超过100℃的高激活温度。因此对于使用的蜡或树脂，不流动是重要的，并且对于TAM输送机101a，通过保持无衬垫标签100(图1)仍然在TAM输送机101a上和通过用最适宜的气流管理冷却无衬垫标签100(图1)的打印一侧而不允许蹭脏因此是重要的。为了保持无衬垫标签100(图1)在TAM输送机101a上，冷却打印一侧的气流必须不导致散热，以便通过发射器辐射激活粘合剂。
现在转向机器和系统的操作逻辑，读取无衬垫的层压卷上的条形码将给系统一定数量的信息片段(informational pieces)，例如需要设置的激活温度。它也给出了一般信息，关于粘合剂120(图1)何时以及在哪里涂覆，此卷来自什么主卷，此卷从主卷的哪个部分裂开，等等。
关于用于增速的操作逻辑，卡纸板是激活的粘合剂的牢固基底，并且实例被提供用于盒子应用。标签经过机器的同时，打印、切割、激活和施加步骤的最佳顺序用于提高盒子贴标速度到较高数字(如图7所示)或当需要时甚至更高的速度。例如，代替等待在开始印刷下一个标签之前将施加到卡纸板上的无衬垫标签100(图1)，在此实施方式中，一旦TAM单元输出传感器165(图4)探测到无衬垫标签100(图1)的末端离开TAM单元142(图4)中，就开始下一个标签的印刷。在更优选的和更快的顺序中，一旦无衬垫标签100(图1)的前缘被TAM的输出传感器165(图4)检测到，开始印刷下一个标签。在优选的情况下，当上一个标签还没有离开TAM单元142(图4)，下一个标签开始进入并将被激活。可提供输入传感器166(图4)进行同样的促进。用这种方法，随着无衬垫标签100(图1)被打印，其被送进TAM单元142(图4)。在打印阶段的最后，切割机252(图4)从标签151(图4)的连续卷，并根据用户定义的无衬垫标签100(图1)的长度，切割无衬垫标签100(图1)。
当给卡纸板盒子贴标签时，以下异常情况可能发生。如控制逻辑的操作显示，机器和系统将响应。在一种情况下，盒子输送机停止或在盒子输送机上没有盒子被检测到。至少两种情况需要注意：
1.当此情况发生时，机器在等待下一个盒子的到来。系统将继续等待下一个盒子的到来，并且当施加传感器在等待下一个盒子时其进入它的空闲模式。
2.当此情况发生时，机器已经探测到下一个盒子，为那个盒子开始打印并激活无衬垫标签100(图1)。无衬垫标签100(图1)被打印、激活并送入施加单元143(图4)，但是没有被施加，因为施加传感器在施加单元143(图4)下方没有探测到下一个盒子。在大部分情况下，印刷的无衬垫标签100(图1)由于负压或真空而停留在施加单元143(图4)上。当盒子输送机再次开始运转之后，盒子输送机被涂布装置传感器探测到，并且无衬垫标签100(图1)被施加到盒子上。这是需要激活的粘合剂120(图1)在激活后保持它的粘合性能几小时的情况。
如果失去电力，根据系统正在做什么，几种不同的响应是可能的：
1.机器在等待下一个盒子并且处于空闲模式。电力建立后它将重新启动。在TAM单元142(图4)和打印机251(图4)启动完毕并且传感器准备好探测下一个盒子后，机器将开始工作。
2.当电力失去后，机器已经探测到下一个盒子，并且已经开始打印并激活。如果无衬垫标签100(图1)还没有被切割，它将悬挂在TAM单元142(图4)的入口。电力恢复后，用户必须使用打印机界面以切割无衬垫标签100(图1)并手动地将它拿出来。电力恢复后，用户必须模拟被启动传感器探测到的盒子。控制逻辑将指导机器下载以前的记住的打印任务直到无衬垫标签100(图1)被施加。重启停止的任务后，当它在施加单元143(图4)下被检测到时，新的标签被打印、激活并施加到盒子。
3.当电力失去后，机器已经探测到下一个盒子，并且已经开始打印并激活。如果无衬垫标签100(图1)已经存在于TAM单元142(图4)；无衬垫标签100(图1)它已经被完全或部分激活。当使它保持在TAM输送机101a(图4)上的负压失去，它将落到石英玻璃149(图4)上并将粘在它上面。在这种情况下发射器148(图4)响应控制逻辑而立即关闭是重要的，如果使用较长的波长IR发射器148(图4)这会占用更长的时间。为了不使放置在它上面的标签燃烧，石英玻璃149(图4)足够冷也是重要的，如本文讨论的，例如通过排风机146(图4)的使用，其用于冷却发射器机壳147(图4)。电力恢复后，用户必须模拟被涂布装置传感器探测到的下一个盒子。控制逻辑将指导机器下载以前的记住的打印任务直到无衬垫标签100(图1)被施加。重启停止的任务后，当它在施加单元143(图4)下被检测到时，新的标签被打印、激活并施加到盒子。
4.另一种情况是，当电源失去时，当无衬垫标签100(图1)通过TAM单元142(图4)朝向施加单元143(图4)或在将被施加的位置，关闭排风机146(图4)，其在施加单元143(图4)上建立负压以使无衬垫标签100(图1)保持移动或准备被施加。无衬垫标签100(图1)落在TAM输送机101a上或盒子上，此取决于盒子的位置。电力恢复后，用户必须模拟被涂布装置传感器探测到盒子。机器的控制逻辑将下载以前的记住的打印任务直到无衬垫标签100(图1)被施加。重启停止的任务后，当它在施加单元143(图4)下被检测到时，新的标签被打印、激活并施加到盒子。
关于用于在失效的发射器后管理系统的控制逻辑，机器探测到失效的发射器发生故障，并用一般警告和TAM单元仪表板上的警报提醒用户。如果系统处于空闲模式，直到失效的一个或多个发射器被替换并且警报被消除，它才会使它运行。
如果机器正在运转并且一个发射器148(图4)失效，则系统向用户发送警报，并且作出反应以通过增加功率到其余的发射器148(图4)保持如之前使用的最佳温度。如果仍然不能达到激活温度(例如可能是在低温位置或在高速贴标的情况)，则机器提醒用户或者降低速度或者替换发射器148(图4)。用户将决定下一个步骤。如果决定继续在低速下，用户将不得不做所有必需的TAM输送机调整。不得不在最早的时机替换发射器148(图4)。
可采用多施加系统，如在图8中描述为滚压涂布装置143。旋转点171允许传送带172沿着旋转点171上下旋转，以响应来自空气钢瓶173的气流，以使涂布装置上下旋转。当在传送带172上时排风机174提供气流用于支持无衬垫标签100(图1)，并且弹性辊175将每一个标签按压到产品176例如盒子176上。弹性辊175可以多孔并且可以是泡沫辊。施加单元143用于将无衬垫标签100(图1)从TAM单元142(图4)传送到施加位置，其为在泡沫辊175下面的标签边缘。在施加位置，滚压涂布装置143向下转动到产品176并将无衬垫标签100(图1)滚压到产品176上。对于具有完全一样高度的产品176，或对于侧面贴标应用，滚压涂布装置143可以在没有空气钢瓶173的情况下工作。
在图9中图解了另一个施加系统。它是具有软带传送系统的间接夯压类型，具有软带或输送机181——其具有用于空气流动的孔、传送辊182和用于恒定压力施加的支持辊183。在无衬垫标签100(图1)被传送到软传送带181之前，无衬垫标签100(图1)通过TAM单元142被激活。传送辊182并且因此软带181被驱动，例如通过步进电机184，其在在此图解的实施方式中是固定安装和齿轮连接的。空气钢瓶185具有用于供应头机构(supply head mechanism)187的具有给定冲程长度的线性导轨，和用于标签的快速停止和高准确定位的空气输出控制。可提供接触传感器186用于探测产品，例如用于高灰尘保护的工业感应接近度开关传感器。供应头机构187可以装载弹簧，其允许产品角度补偿，例如+-10度。也提供排风机188。
可提供真空板来代替软带181用于夯实涂布装置系统。图10是穿过涂布装置衬垫193的截面图。传送带191具有特别的截面图或剖面图，例如描绘的那样，被引导沿着衬垫193和涂布装置板。真空通道或孔192通过注射器(未示出)提供的真空或低压帮助支持标签178。这种类型的真空板在灰尘环境中重要性较小，因为没有排风机连续不断使脏空气循环通过施加单元143(图8)。优选地，衬垫193由良好滑顺性塑料(gliding plastic)制成，例如POM，以减少摩擦。传送带191的半径与软带181(图9)相比可更小，其对于来自TAM单元142(图4)的较小标签版式可以是有用的。
另一种类型的涂布装置可以是吹压种类，例如图11示出的。与更传统的吹压涂布装置相比，主要区别集中在传送带195，其将激活的和切割的标签194从TAM单元142运送到施加位置。取决于正在被贴标签的产品197，泡沫辊196将无衬垫标签100(图1)按压到产品197上。空气喷头198与排风机199合作以使标签194保持在带195上以便施加。
测试结果显示，从NIR和MWIR辐射的IR光谱在与邻苯二甲酸二环己酯基粘合剂120(图1)结合上是高效的；当与适当相配的在适当频率范围吸收的添加剂结合使用时，其他形式的加热例如微波、激光、感应加热、强风、IR、可见光能量、辐射热能量和UV也是有用的。在实例实施方式中，用于激活粘合剂120(图1)的能量具有从大约0.8μm到大约3.0μm的峰值波长。在另一个实例实施方式中，能量具有从大约1.25μm到大约2.5μm的峰值波长。用于激活粘合剂120(图1)的能量可从发射器148(图4)输出。在一个实例实施方式中，发射器148(图4)输出从大约0.8μm到大约5μm的能量波长，具有大约0.8μm的峰值波长。在仍另一个实施方式中，发射器148(图4)用于输出具有从大约0.8μm到大约5μm波长、具有大约2.0μm峰值波长的激活能量。在仍另一个实施方式中，发射器148(图4)用于输出具有从大约0.8μm到大约5μm的波长、具有大约1.5-1.6μm的峰值波长的激活能量。
用于将具有可激活粘合剂120(图1)的无衬垫标签100(图1)施加到物品160(图2)的系统一般地包含打印机单元250(图3)、热激活单元200(图3)和施加单元143(图4)。系统也优选地包含本文更详细地描述的控制系统(未示出)。打印机单元250(图3)将打印的文本、标记130(图1)或其他标志施加到一个或多个标签或标签组件。无衬垫标签100(图1)或标签组件携带一层可激活粘合剂120(图1)。如在图中示意性地描述，打印机单元250(图3)包括标签辊、打印辊和打印头。打印机单元250(图3)也可以包含一个或多个色带传感器，其用于探测印刷色带的运动、位置和/或特性。色带传感器确保没有色带与无衬垫标签100(图1)一起被运输到热激活单元200(图3)中。
优选的系统也包含切割机252(图4)，其切割或另外方式形成无衬垫标签100(图1)或标签组件为期望的尺寸或形状。切割的或形成一定尺寸的无衬垫标签100(图1)然后通过具有传送链条、输送机或其他适合的运输手段的传送单元运输通过热激活单元200(图3)。传送单元可以涂覆或另外方式接收一个或多个保护性涂层。当在优选的布置中无衬垫标签100(图1)运输通过热激活单元200(图3)时，无衬垫标签100(图1)暴露在短波IR辐射下，例如一个或多个IR发射器148(图4)发出的。假如邻近用于加热空气离开热激活单元200(图3)的出口，可提供一个或多个灯温度传感器单元。在无衬垫标签100(图1)被激活的区域和区域附近，可提供一个或多个温度传感器。例如，第一标签传感器可放置邻近进入激活区域的无衬垫标签100(图1)。第二标签传感器可放置邻近离开激活区域的标签。通过分析无衬垫标签100(图1)的边缘220(图1)，这些传感器检查进来的和出去的无衬垫标签100(图1)的材料，尤其是材料位置和完整性。一经探测到识别出的重要差别，控制系统将启动紧急停止。温度传感器可以用于分析无衬垫标签100(图1)或其层的温度。具体地，温度传感器用于控制无衬垫标签100(图1)的激活温度。传送单元可以包括红外IR屏蔽，以通过排风机防止损坏或暴露在红外辐射下，该排风机通常用于排出相对热的空气远离无衬垫标签100(图1)和传送单元。
热激活单元200(图3)也优选地包含一个或多个石英玻璃149(图4)，其放置在无衬垫标签100(图1)和发射器148(图4)之间。石英玻璃149(图4)防止在发射器148(图4)和无衬垫标签100(图1)之间发生接触。在一个实施方式中，在石英玻璃149(图4)周围的区域或范围是封闭的，并且使用一个或多个大位移或高速排风机将相对热的空气从封闭区域排出。从而防止围绕在发射器148(图4)周围的热空气到达或接触无衬垫标签100(图1)。一个或多个石英玻璃149(图4)的使用大大地增加了安全性和急剧地减少了标签点燃或燃烧造成的火灾危险的可能性。石英玻璃149(图4)的使用也用于只允许特定波长的光穿过板并且从而到达无衬垫标签100(图1)。因此，无衬垫标签100(图1)只被一部分从发射器148(图4)辐射的光谱加热。
系统可以包括额外的传感器和控制设备。例如，系统可以包括在任何打印机单元250(图3)、TAM单元142(图4)或施加单元之间的一个或多个信号界面。普通的信号界面可这样放置。启动传感器或脚踏开关可连同任何组件使用。系统可包括可编程逻辑控制器(PLC)或本领域已知的其他控制系统。
图12示出了将具有可激活粘合剂120(图1)的无衬垫标签100(图1)施加到物品160(图2)的示例性方法。方法在步骤380开始，并且然后，在步骤390，提供了具有可激活粘合剂120层(图1)的多个无衬垫标签100(图1)。在步骤400，提供了具有第二表面的多个物品160(图2)，和在步骤410，提供了打印机250(图3)。在步骤420，打印无衬垫标签100(图1)的面材110(图1)。在步骤430，提供了辐射源200(图2-3)。在步骤440，将无衬垫标签100(图1)上的粘合剂120(图1)暴露在辐射下以导致粘合剂120(图1)上的发粘表面。在步骤450，在选择的速率下，将无衬垫标签100(图1)施加到物品160(图2)。方法在步骤460结束。
图13示出了将描绘有可激活粘合剂120(图1)的无衬垫标签100(图1)施加到物品160(图2)的示例性方法。方法在步骤381开始，并且然后，在步骤391，提供了具有可激活粘合剂120层(图1)的151(图4)。在步骤401，提供了具有第二表面的多个物品160(图2)，和在步骤411，提供打印机250(图3)。打印机250(图3)可以是数字打印机。在步骤421，打印无衬垫标签100(图1)的面材110(图1)。在步骤431提供切割机252(图4)。优选地，切割机252(图4)是激光切割系统。在步骤441将无衬垫标签100切割成根据标签尺寸确定的长度，其中最小化不转化为施加的无衬垫标签100(图1)的幅材废料。在步骤451，提供辐射源200。在步骤461，将无衬垫标签100(图1)上的粘合剂120(图1)暴露在辐射下以导致粘合剂120(图1)上的发粘表面。在步骤462，在选择的速率下，将无衬垫标签100(图1)施加到物品160(图2)。方法在步骤463结束。
上述系统、机器和方法实现了在适合水平的将无衬垫标签100(图1)施加到物品160(图2)的速率。在系统的其他类型用途中，例如给瓶子或类似物贴标签，TAM单元142(图4)可以更长或长得多以保持相同的最小曝光时间而具有高得多的线性贴标签速度。对于印刷和施加机器，实例包括每分钟60个标签，和大约每分钟500个标签上至每分钟大约1,000个标签。对于根据本发明的方法将无衬垫标签100(图1)施加到物品160(图3)的实例速率包括每分钟大约120个标签、每分钟大约250个标签和每分钟大约500个标签。
对于以迅速的方式激活粘合剂120(图1)，NIR能量是有效的工具，但是可能引起一些标签基底上的印刷区域损坏，这是由于标记130(图1)中的颜料吸收能量，标记130(图1)被印刷在无衬垫标签100(图1)的面材110(图1)上。另外参看图14，为了克服此问题，将反射层470引入标签480的另一个实施方式的构建体。将反射层470放置在面材110和粘合剂120之间。当粘合剂120被直接暴露在NIR能量下时，随着辐射经过粘合剂120，一些能量被吸收。其余的未吸收的能量被反射层470反射，并且向后改变方向通过粘合剂120，导致额外的NIR能量被粘合剂120吸收。因此，不仅被面材层110上的标记130被过热保护，而且辐射通过反射层的改变方向使得粘合剂更大吸收能量，因此，在辐射存在下粘合剂需要更少的停留时间来获得暴露于辐射的期望水平。用使用辐射源200的这些方法，粘合剂120暴露于辐射小于0.3秒是可能的。并且因此，可获得大于每分钟大约250个标签的激活和施加速率。一般地，优选利用电磁辐射发射器以相当高的强度产生期望的辐射。
参见图14，反射层470可用反射NIR或短到中IR能量的任何材料制成。适合的实例包括金、银、铝和铜。铝是用于反射层470最好的选择之一，因为与其他适合的金属例如之前列出的那些相比铝是价廉的，并且使用各种金属化技术可以容易地施加到到面材110和面210，其包括例如真空金属化或涂覆。此外，铝对NIR到中IR能量光谱具有大于95％的反射率。反射层的厚度“T”可小到1μm并且仍然提供适合的反射率，其可能是例如大于大约90％。应理解可采用也帮助面材110以防褪色的其他反射层用于其他适合辐射源。示出了未承载标记的面(也已知为“背面”)520。
面材层110可由接受油墨的任何材料建造，所述油墨用于印刷面材层110和面210上的标记130。用于面材层110的实例材料包括纸、聚合物膜、金属化纸、纸面箔和金属箔。另外参见图15中图解的实例实施方式，这些面材材料可用粘合剂120上的涂层490处理。实例包括透明的表面涂层，其可进一步提高面材层110接收和保留油墨的能力，所述油墨用于印刷/沉积标记130在面材层110上。此外，示出了反射层470。进一步的实例包括包含高含量颜料例如二氧化钛的涂层，这种颜料可被施加到面材层110以提高标签500的不透明性。
另外参见图16中图解的实例实施方式，反射层470(图14-15)可包括反射图案510，其在粘合剂120之上部分或全部覆盖面材层110和面210的未承载标记的面520。例如，另外参见图17，反射图案510可放置在面材层110上，以便当穿过粘合剂120(图14-16)观察时标记130在面材层110的背面520(图16)上。这减少了构建标签500(图15)需要的反射材料的量。
另外参见图18中图解的实例实施方式，虽然具有标记130的面材层110和面210的背面520可能是光滑的，但也可能面材层110和粘合剂120的背面520可能是有纹理的。有纹理的面材层的真空金属化例如可产生有纹理的反射表面。同样地，光滑的反射层470的压花可产生类似纹理的反射表面。这种有纹理的表面可用于使辐射改变方向或增加来自辐射源200(图2-3)的不完全垂直于面材110的平面的辐射的反射。例如在图18中，示出了后向反射微观结构530。Heenan等的美国专利号6,767,102图解了多种后向反射表面的实例。后向反射镜是用最小光散射将光向后反射回它的来源的器件或表面。因此，电磁波前沿着平行于来自波源的方向但是与来自波源的方向相反的矢量被向后反射。
本发明的多种实施方式可具有多种尺寸和形状。例如，另外参见图19和20，示例性矩形标签100/480/500的宽度“W”可在从大约0.5cm到大约30cm的范围内，并且示例性矩形标签100/480/500的长度“L”可在从大约0.5cm到大约30cm的范围内。因此，示例性矩形标签100/480/500的总表面面积可在从大约0.25平方厘米到大约900平方厘米的范围内。根据本发明的示例性标签100/480/500可具有任何形状，例如，标签100/480/500可以是矩形、正方形、圆形和其他形状，包括不规则形状。多种标签形状的实例在Avery Dennison的美国专利2,304,787、2,569,140和2,783,172中示出。
本文描述的各种标签和标签系统可以进一步包含一个或多个阻挡涂层或阻挡层，或底漆涂层或底漆层。这种涂层或层在印刷阶段期间是有益的，特别是采用直接热敏印刷的那些。一般地，阻挡涂层防止面材110(图14-15)的褪色，并且防止在标签100/480/500可能暴露的许多条件下打印。优选地，阻挡涂层防止面材110(图14-15)的褪色，并且防止暴露在如下条件下打印：从大约-20℃到大约80℃的温度下，时间长达几个月或更长和优选地长达1年，和从大约10％到99％的湿度水平。一般地，这种阻挡涂层包含与本文描述的粘合剂相容的聚合物材料，并且其包括有效浓度的苯乙烯部分。在某些实施方式中，可使用双模头技术一次涂覆粘合剂120(图1)和阻挡层。
在数个优选实施方式粘合剂配方中，甘油三苯甲酸酯用作增塑剂并且具有72℃的峰值熔化温度，68℃-72℃的范围。另一种增塑剂是邻苯二甲酸二环己酯，其具有63℃的峰值熔化温度。一旦粘合剂120(图1)通过辐射或其他能量源200(图2-3)被激活，增塑剂保持在液态形式并且可以从粘合剂120(图1)迁移到它的接触区域。温度越高，迁移越快。因此，阻挡层覆盖标签100/480/500的粘合剂一面，密封面材110(图1)的毛细管并且充当阻挡层以最小化增塑剂从粘合剂一面迁移到标签100/480/500的打印面。聚(乙烯醇)是用于透氧阻挡层和染料泳移阻挡层的非常常用的材料。然而，具有此聚(乙烯醇)层的标签100/480/500比没有此聚(乙烯醇)层的标签产生更低的粘性。从兼容性的观点，具有苯乙烯单元的聚合物材料应该更兼容。1:1重量比的HYCAR26288和HYCAR26315的混合物——二者都可从Cleveland,Ohio的LubrizolCorp.得到，是用作阻挡涂层或阻挡层的优选配方的实例。两种聚合物在它们的分子主链中包括苯乙烯部分。阻挡层的涂层重量也影响粘合剂性能，因为增塑剂将被阻挡层吸收。由于增塑剂是被阻挡层“消耗”，阻挡层涂层重量越高，粘合剂粘性越低。优选的阻挡层涂层重量是低于12g/m2(gsm)。最优选的涂层重量是在2到10g/m2(gsm)之间。阻挡层优选地用于覆盖粘合剂120(图1)和密封面材110(图1)的毛细管。为此，具有小于80℃的玻璃化转变温度的聚合物物质是优选的。最优选的玻璃化转变温度低于60℃。
本发明粘合剂120(图1)可用于宽范围的多层阵列。一般地，这种阵列包括基底、一个或多个功能层例如反射层和/或阻挡层，和一层或多层粘合剂120(图1)。图21示意地图解了多层组件600，其包括无衬垫的粘合剂的层610、基底630和配置在粘合剂层610和基底630之间的阻挡层620。基底630优选地是纸面材或透明膜基底，例如PET和BOPP等等。如图21中图解，阻挡层材料620，其也起粘合剂层的作用，涂覆在基底630上，随后用直接涂覆技术将粘合剂610涂覆在阻挡层620上。阻挡层620可通过直接涂覆或转移涂覆技术涂覆在膜基底630上。通常，这种粘合剂610包括具有相当低的熔点的材料，例如在50℃到120℃的范围内，其包括有机材料，例如增塑剂、增粘剂和组合。在粘合剂610中包含这种相当低的熔点材料赋予这种粘合剂610在此温度范围内的最终激活温度。一经加热，固体增塑剂和/或增粘剂的分子将被吸收并与粘合剂基础聚合物在分子水平上相互作用，以提供永久的或可移除的压敏纸或膜标签构建体。
此外，阻挡层620可提高在粘合剂涂覆过程期间具有较宽干燥温度范围的粘合剂610的固定。此外，阻挡层620也充当防护层，以最小化增塑剂从粘合剂610到纸面材的渗出。此外，阻挡层620可具有小于12μm的厚度，并且具有低于80℃的玻璃化转变温度。
参见图21，阻挡层620可以是具有小于80℃的玻璃化转变温度且具有小于12μm的厚度的聚合物材料。底漆层可通过传统涂覆方法施加，例如刮涂法、辊涂法和模涂法(die coating)。
在某些实施方式中，并且如本文描述，将炭黑或其他相似的试剂(一种或多种)并入多层组件600的一层或多个层中，以促进粘合剂610的激活。通常，炭黑的并入减少了用于激活过程的能量消耗。减少的能量消耗可被示出，或导致节约成本、较高加工速度和/或进一步促进技术的“绿色”方面。此外，在一个或多个层或多层组件600中并入炭黑使得能够隔离用于粘合剂激活的其他辐射源200(图2-3)。此外，多层组件600的一层或多层中并入炭黑使辐射源200(图2-3)和标签100/480/500(图19-20)之间的距离能够增加，从而进一步提高系统的安全性。
炭黑或其他可选的介质，当被并入多层组件600中时，促进了材料的能量吸收，从而导致提高的效率。炭黑可被并入多层组件的任何层。然而，通常优选将炭黑并入粘合剂610。然而，本发明不限于此，并且包括将炭黑并入除了或代替粘合剂610的其他层。例如，炭黑可并入阻挡层620。也可考虑炭黑或其他相似的试剂(一种或多种)可并入底漆层。如果炭黑用于底漆或阻挡层620，其可在与如在并入粘合剂610时的前述浓度下使用。然而，对于许多应用，优选使用更高浓度例如大约0.1％的炭黑。
注意其他试剂可代替或除了炭黑使用来提高能量吸收。这种其他试剂的非限制性实例包括多种有机染料、着色剂和颜料；和多种无机染料、着色剂和颜料。将理解可使用广泛系列的油墨或其他试剂。此外，可使用任何这些的组合。考虑试剂的组合可并入多层组件600的多个或不同层。例如，炭黑可并入粘合剂610，并且一种或多种有机和/或无机染料可并入阻挡层620。
炭黑或其他相似的试剂(一种或多种)在有兴趣的层中的浓度可改变，只要浓度有益地促进能量吸收进那层，并促进温度的升高。例如，当把炭黑并入粘合剂610或阻挡层620时，通常浓度是至少大约0.1％，和优选地至少大约1％。上限取决于很多因素。
系统
本发明也提供多种系统，其使用本文描述的可激活粘合剂610(图21)和多层组件600(图21)。在一个优选的方面，用于将印刷的标签100/480/500(图19-20)施加到物品160(图2-3)的系统包含可激活标签100/480/500(图19-20)，所述标签100/480/500包括选择性地可激活粘合剂610层(图21)，所述粘合剂610显示小于1秒的激活时间，和装置，其配置以将标签100/480/500(图19-20)施加到物品160(图2-3)。该装置包括能量或辐射源200(图2-3)，其配置以发射能量，和一个或多个传动装置，其配置以(i)接收可激活标签100/480/500(图19-20)，(ii)运输可激活标签100/480/500(图19-20)通过发射的能量和(iii)将可激活标签100/480/500(图19-20)运输到将可激活标签100/480/500(图19-20)施加到物品160(图2-3)的位置。可激活粘合剂610(图21)优选地显示本文提到的与优选的粘合剂610(图21)相关的特性，例如激活时间小于1秒，更优选地小于0.5秒和最优选地大约0.3秒或更小。粘合剂610(图21)也优选地显示从大约0.1秒到大约72小时的晾置时间，和更优选地是从大约10秒到60秒。如本文描述，用于这些系统的粘合剂610(图21)也显示某些优选的初始粘性性能。
另一个优选实施方式系统包含可激活标签100/480/500(图19-20)，其包括选择性地可激活粘合剂610层(图21)，其一经激活，显示至少72小时的晾置时间，和装置，其配置以将标签100/480/500(图19-20)施加到物品160(图2-3)。该装置包括配置以发射能量的能量或辐射源200(图2-3)，和一个或多个传动装置，其配置以(i)接收可激活标签，(ii)(ii)运输可激活标签100/480/500(图19-20)通过发射的能量和(iii)将可激活标签100/480/500(图19-20)运输到将可激活标签100/480/500(图19-20)施加到物品160(图2-3)的位置。如之前提到的，用于此系统的粘合剂100/480/500(图19-20)优选地显示之前提到的激活时间和初始粘性值。
用途
本文描述的粘合剂610(图21)可用于广泛系列的应用。一种用途在多层阵列例如多层组件600(图21)中。
多种多层阵列和标签组件600(图21)可用于许多应用，例如，接收印刷的标记130(图1)、信息、设计和类似物。本文描述的多层组件600(图21)的一个特别优选的用途是用于打印机250(图3)。
实施例
制备表2中示出的基础聚合物的示例性步骤如下：
实施例1
通过从多种单体乳液聚合制备乳液粘合剂聚合物基础，基于所有单体的重量，该多种单体由37.2％丙烯酸丁酯、29.3％苯乙烯、29.3％甲基丙烯酸甲酯、1.7％甲基丙烯酸和2.5％丙烯酸组成，具有作为链转移剂添加的按重量计0.06％的正十二烷硫醇。装备有四颈烧瓶头的一升、有套层的、圆柱形反应烧瓶装有具有多个钢刀片的钢搅拌杆、回流冷凝器、温度计和氮气入口管。搅拌速度设置为大约126rpm，并且反应温度设置为80℃。反应器预先加入溶液通过将1.0g的HITENOLBC-10(Kyoto，Japan的Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co.，Ltd.)表面活性剂溶解在100g去离子水中制备。预乳化原料皂液通过溶解2.0gHITENOL BC-10和105g去离子水形成。单体混合物由140g丙烯酸正丁酯、110g苯乙烯、110g甲基丙烯酸甲酯、6.5g甲基丙烯酸、9.1g丙烯酸和0.24g正十二烷硫醇组成。在搅拌10分钟下，将单体混合物加入到预乳化溶液。引发剂溶液A通过将0.75g过硫酸钾溶解在67g去离子水中而制备；溶液B通过将0.5g过硫酸钾溶解在67g去离子水中而制备。启动引发剂溶液通过将0.75g过硫酸钾溶解在38g水中而制备。将反应器预先加入溶液引入到玻璃反应器，其已经用氮气吹扫。当溶液温度达到80℃时，加入启动引发剂溶液。5分钟后，将20g预乳化溶液引入反应器。一经观察到聚合作用，预乳化溶液和引发剂溶液A被启动。在溶液A结束时，供给引发剂溶液B。预乳化溶液供给在4小时期间内完成，引发剂溶液A和B供给在4小时和15分钟内完成。在完成引发剂溶液B供给后，聚合作用继续另一个30分钟。在聚合期间聚合温度保持在80℃。单体混合物的聚合产生了聚合物胶乳，其可被进一步配制用于无衬垫的粘合剂，并且其可涂覆在期望的基底上。
实施例2
使用了实施例1中使用的相同的聚合步骤，除了用于聚合的单体以如下重量百分比使用：48.0％丙烯酸丁酯、23.9％苯乙烯、23.9％甲基丙烯酸甲酯、1.7％甲基丙烯酸和2.5％丙烯酸。
示例性白色热激活的粘合剂的制备如下。通过与选择的增塑剂和增粘剂在室温下混合足够的时间以确保均匀的组成，从所述的粘合剂聚合物基础制备可变换的粘合剂配方。典型地，这种固体增塑剂的优选的熔点是高于40℃。在此实施例中，使用磨碎的增塑剂邻苯二甲酸二环己酯或NC，Greensboro的Unitex Corp.提供的U250M。U250M的熔点在63℃到65℃的范围内。示例性增粘剂是TACOLYN 3400(软化点92℃)，其为Kingsport，Tennessee的Eastman Chemical Company的树脂分散体。TACOLYN3400是树脂酯分散体。更具体地，TACOLYN3400是含水的、55％固体的无溶剂阴离子松香酯分散体，其由高度氢化的、高软化点的树脂制备。不约束于任何具体的理论，相信当白色热激活的粘合剂被辐射时，选择的增塑剂熔化。小的增塑剂分子能够滑进粘合剂基础聚合物链之间以起“润滑剂”的作用，甚至在聚合物冷却后。结果，聚合物的自由体积增加，或粘合剂聚合物基础的玻璃化转变温度(Tg)降低，其导致高弹性粘合剂涂层。有利地，在某些示例性实施方式中，粘合剂不包括炭黑、石墨、油墨(一种或多种)、染料(一种或多种)、颜料(一种或多种)和/或着色剂(一种或多种)。然而，其他示例性的粘合剂实施方式包括这类试剂的使用。
实施例3
通过从多种单体、加入按重量计3.45％的正十二烷硫醇作为链转移剂进行乳液聚合，制备乳液粘合剂聚合物基础，基于所有单体和链转移剂的重量，所述多种单体由13.15％的丙烯酸丁酯、75.16％的苯乙烯、0.12％的丙烯酸甲酯、1.30％的甲基丙烯酸、1.64％的丙烯酸、3.67％的甲基丙烯酸甲酯、1.01％的SR206(Sartomer Company Inc.，Exton，Pennsylvania)和0.50％的SR306(Sartomer Company Inc.，Exton，Pennsylvania)组成。
装备有四颈烧瓶头的一升、有套层的圆柱形反应烧瓶装有具有多个钢刀片的钢搅拌杆、回流冷凝器、温度计和氮气入口管。搅拌速度设置为大约126rpm。
反应器预加入溶液通过将2.00g的Disponil FES-77(Cognis Corp.，Cincinnati，Ohio)、0.60g的Surfynol485(Air Products and Chemicals，Inc.，Allentown，Pennsylvania)和0.01g的Drewplus L-198(Ashland，Columbus，Ohio)溶解在166.30g去离子水中制备。
预乳化原料皂液通过将16.30g的Disponil FES-77、5.85g的Surfynol485和2.94g的Aerosol OT-75和0.01g的Drewplus L-198溶解在200.00g去离子水中形成。单体混合物由67.33g丙烯酸丁酯、0.60丙烯酸甲酯、384.84g苯乙烯、18.78g甲基丙烯酸甲酯、6.66g甲基丙烯酸、8.39g丙烯酸、2.57g SR-306、5.17g SR-206和17.68g正十二烷硫醇组成。
在搅拌10分钟下将单体混合物加入到预乳化溶液以形成白色乳状乳液。引发剂通过将1.34g过硫酸钾溶解在64.66g去离子水中而制备。启动溶液通过将1.13g过硫酸钾溶解在30g去离子水中而制备。将反应器预加入溶液引入到反应器中，反应器已经用氮气吹扫。
当溶液达到78℃并且反应温度升高到86℃时，将启动引发剂溶液加入到反应器中。2分钟后，将预乳化溶液引入到反应器中并在240分钟内完成。从开始加入预乳化溶液起45分钟后，将引发剂溶液加入到反应器中并在210分钟内完成。此时将2.25g的19％氨水加入到反应器中。45分钟后，反应器的温度降低到75℃。将另一个2.25g的19％氨水、0.6g的叔丁基过氧化氢和0.2g的羟基甲烷亚磺酸钠加入到反应器中。将反应器的温度进一步降低到35℃。将0.2g的Drewplus L-198、0.05g的Acticide GA(Thor Specialties Inc.，Trumbull，Connecticut)和2.23g的去离子水加入到所得的混合物中。通过此步骤，获得聚合物胶乳，固体含量大约50.5％和pH大约6.5到7.0并且准备用于粘合剂制剂。
实施例4
乳液基粘合剂系统“A”使用实施例3中形成的丙烯酸乳液基聚合物制备。具体地，如在表7中列出的形成粘合剂系统。
表4–粘合剂系统“A”
具体地，粘合剂系统通过结合按重量计25.5份从实施例3中产生的聚合物和按重量计66份的UNIPLEX260分散体和按重量计8.5份的Super Ester E-650分散体(增粘剂)(日本Osaka的Arakawa Chemical)而制备。UNIPLEX260分散体通过碾磨UNIPLEX260、水、分散剂和消泡剂来制备，并且充当增塑剂。并且Super Ester E-650成分充当增粘剂。
此乳液基粘合剂是稳定的，可直接涂覆在纸或膜上，并且在空气循环的炉中以高达56℃干燥15分钟而没有任何激活迹象。干燥的粘合剂对涂底漆的或未涂底漆的纸和膜显示非常好的固定，并且在45℃在15磅每平方英寸(psi)压力(大约103,421牛顿/m2)下通过粘连试验，但是没有通过在55℃在15psi压力下的粘连试验。将剥离强度试验数据混合，并且此制剂给出了在粘合剂中估计23.2％的生物基“新碳”含量。进一步的细节见涉及图22的本文讨论。
这种类型的粘合剂对非极性表面和卡纸板显示卓越的粘性和良好的粘附力，而且在一个或多个IR发射器下持续5到10秒激活后，保持非常粘性大于48小时，并且保持透明长的时间期间。
实施例5
乳液基粘合剂系统“B”使用实施例3中形成的丙烯酸乳液基聚合物制备。具体地，如在表8中列出的形成粘合剂系统。
表5–粘合剂系统“B”
具体地，粘合剂系统通过结合按重量计25.5份从实施例3中产生的聚合物和按重量计66份的UNIPLEX260分散体和按重量计8.5份的从日本Osaka的Arakawa Chemical可得的Tamanol E-102A分散体而制备。UNIPLEX260分散体通过碾磨UNIPLEX260、水、分散剂和消泡剂来制备，并且充当增塑剂。并且Tamanol E-102A成分充当增粘剂。
此乳液基粘合剂是稳定的，可直接涂覆在纸或膜上，并且在空气循环的炉中以高达56℃干燥15分钟而没有任何激活迹象。干燥的粘合剂对涂底漆的或未涂底漆的纸和膜显示非常好的固定，并且在55℃在15psi压力(大约103,421牛顿/m2)下通过粘连试验。剥离强度试验数据非常好，并且此制剂给出了在粘合剂中估计23.2％的生物基“新碳”含量。进一步的细节见涉及图22的本文讨论。
这种类型的粘合剂对非极性表面和卡纸板显示卓越的粘性和良好的粘附力，而且在一个或多个IR发射器下持续5到10秒激活后保持非常粘性大于48小时，并且保持透明长的时间期间。
实施例6
乳液基粘合剂系统“C”使用实施例3中形成的丙烯酸乳液基聚合物制备。具体地，如在表9中列出的形成粘合剂系统。
表6–粘合剂系统“C”
具体地，粘合剂系统通过结合按重量计25.5份从实施例3中产生的聚合物和按重量计66份的UNIPLEX260分散体和按重量计8.5份的从日本Osaka的Arakawa Chemical可得的Super Ester E-730分散体而制备。UNIPLEX260分散体通过碾磨UNIPLEX260、水、分散剂和消泡剂来制备，并且充当增塑剂。并且Super Ester E-730成分充当增粘剂。
此乳液基粘合剂是稳定的，可直接涂覆在纸或膜上，并且在空气循环的炉中以高达56℃干燥15分钟而没有任何激活迹象。干燥的粘合剂对涂底漆的或未涂底漆的纸和膜显示非常好的固定，并且在55℃在15psi压力(大约103,421牛顿/m2)下通过粘连试验。剥离强度试验数据非常好，并且此制剂给出了在粘合剂中估计23.2％的生物基“新碳”含量。进一步的细节见涉及图22的本文讨论。
这种类型的粘合剂对非极性表面和卡纸板显示卓越的粘性和良好的粘附力，而且在一个或多个IR发射器148(图4)下持续5到10秒激活后保持非常粘性大于48小时，并且保持透明长的时间期间。
实施例7
乳液基粘合剂系统“D”使用实施例3中形成的丙烯酸乳液基聚合物制备。具体地，如在表10中列出的形成粘合剂系统。
表7–粘合剂系统“D”
具体地，粘合剂系统通过结合按重量计25.5份从实施例3中产生的聚合物和按重量计66份的UNIPLEX250分散体和按重量计8.5份的从日本Osaka的Arakawa Chemical可得的Super Ester E-650分散体而制备。UNIPLEX250分散体通过碾磨UNIPLEX250、水、分散剂和消泡剂来制备，并且充当增塑剂。并且Super Ester E-650成分充当增粘剂。
此乳液基粘合剂是稳定的，可直接涂覆在纸或膜上，并且在空气循环的炉中以高达56℃干燥15分钟而没有任何激活迹象。干燥的粘合剂对涂底漆的或未涂底漆的纸和膜显示非常好的固定，并且在45℃在15psi压力(大约103,421牛顿/m2)下没有通过粘连试验。剥离强度试验结果是合理的但不是例外的。此制剂给出了在粘合剂中估计9.5％的生物基“新碳”含量。进一步的细节见针对图22的本文讨论。
这种类型的粘合剂对非极性表面和卡纸板显示卓越的粘性和良好的粘附力，而且在一个或多个IR发射器148(图4)下持续5到10秒激活后保持非常粘性大于48小时，并且保持透明长的时间期间。
实施例8
乳液基粘合剂系统“E”使用实施例3中形成的丙烯酸乳液基聚合物制备。具体地，如在表11中列出的形成粘合剂系统。
表8–粘合剂系统“E”
具体地，粘合剂系统通过结合按重量计25.5份从实施例3中产生的聚合物和按重量计66份的UNIPLEX250分散体和按重量计8.5份的从日本Osaka的Arakawa Chemical可得的Tamanol E-102A分散体而制备。UNIPLEX250分散体通过碾磨UNIPLEX250、水、分散剂和消泡剂来制备，并且充当增塑剂。并且Tamanol E-102A成分充当增粘剂。
此乳液基粘合剂是稳定的，可直接涂覆在纸或膜上，并且在空气循环的炉中以高达56℃干燥15分钟而没有任何激活迹象。干燥的粘合剂对涂底漆的或未涂底漆的纸和膜显示非常好的固定，并且在45℃在15psi压力(大约103,421牛顿/m2)下勉强通过粘连试验，但是没有通过在55℃在15psi压力下的粘连试验。剥离强度试验结果是合理的但不是例外的。此制剂给出了在粘合剂中估计9.5％的生物基“新碳”含量。进一步的细节见针对图22的本文讨论。
这种类型的粘合剂对非极性表面和卡纸板显示卓越的粘性和良好的粘附力，而且在一个或多个IR发射器148(图4)下持续5到10秒激活后保持非常粘性大于48小时，并且保持透明长的时间期间。
实施例9
乳液基粘合剂系统“F”使用实施例3中形成的丙烯酸乳液基聚合物制备。具体地，如在表12中列出的形成粘合剂系统。
表9–粘合剂系统“F”
具体地，粘合剂系统通过结合按重量计25.5份从实施例3中产生的聚合物和按重量计66份的UNIPLEX250分散体和按重量计8.5份的从日本Osaka的Arakawa Chemical可得的Super Ester E-730分散体而制备。UNIPLEX250分散体通过碾磨UNIPLEX250、水、分散剂和消泡剂来制备，并且充当增塑剂。并且Super Ester E-730成分充当增粘剂。
此乳液基粘合剂是稳定的，可直接涂覆在纸或膜上，并且在空气循环的炉中以高达56℃干燥15分钟而没有任何激活迹象。干燥的粘合剂对涂底漆的或未涂底漆的纸和膜显示非常好的固定，并且在45℃在15psi压力(大约103,421牛顿/m2)下勉强通过粘连试验，但是没有通过在55℃在15psi压力下的粘连试验。剥离强度试验结果是合理的但不是例外的。此制剂给出了在粘合剂中估计9.5％的生物基“新碳”含量。进一步的细节见针对图22的本文讨论。
这种类型的粘合剂对非极性表面和卡纸板显示卓越的粘性和良好的粘附力，而且在一个或多个IR发射器148(图4)下持续5到10秒激活后保持非常粘性大于48小时，并且保持透明长的时间期间。
实施例10
实施例4到9的粘合剂样品是NIR到MWIR辐射可激活的。进行并统计地分析了粘连试验和剥离粘连试验，并且结果列于图22的表中。用迈尔棒(Meyer rod)在牛皮纸上以干重25gsm涂覆每一种粘合剂制剂，该牛皮纸上涂有具有0.015％炭黑的6gsm的Hycar P/B涂层。Hycar P/B涂层由一比一的Hycar26288和Hycar26315组成。两种Hycar乳液从Lubrizol Advanced Materials，Inc.，Cleveland，Ohio可得。对于使用Uniplex260的样品，粘合剂涂层在60℃下干燥5分钟，并且对于使用Uniplex250的样品，粘合剂涂层在53℃下干燥5分钟。样品通过实验室IR发射器148(图4)激活，并且使用500g辊粘附到Smurfit卡纸板上。剥离粘附在Instron5442上在每分钟12英寸的剥离速度下进行。关于用于通过90°剥离试验和粘连试验测量粘合剂特性的步骤和实施的进一步细节如下：
剥离粘附试验：
将粘合剂以大约在20gsm到40gsm的指定范围内的涂层重量涂覆在选择的纸面材上。如果需要，将阻挡涂层涂覆在纸上。涂覆的材料在50℃下干燥10分钟。将所得的构建体模切成25×204mm(1×8英寸)尺寸的条。这些条然后通过MidWave IR经受热激活，居中地沿着纵向方向施加到50×152mm(2×6英寸)明亮地退火的、高度抛光的不锈钢测试面板上，或纸卡板上，并使用2kg(4.5lb)、65肖氏“A”橡胶面辊滚压，来回滚压一次，速率是30cm/min(12in/min)。使样品在保持在23℃(73°F)和50％相对湿度的控制的环境试验室中适应20分钟或24小时。适应后，在Instron Universal Tester上，根据标准胶带方法Pressure-Sensitive Tape Council，PSTC-1(rev.1992)的修改版本——单一涂覆胶带180°角度剥离粘附(Peel Adhesion for Single Coated Taps180°Angle)，将测试条从测试面板上剥掉，其中剥离角度是180°或90°，即，垂直于面板表面，速率是30cm/min(12in/min)。以lbs/in测量了从测试面板移除粘合剂测试条的力。所有的测试以一式三份进行。
进行的剥离试验被称为90RT“瞬间”平均剥离、90RT平均剥离和90LT10C平均剥离。所有结果以磅每英寸报告，并且所有的样品显示粘合剂转移。
粘连试验：
图22中的数据报告了证明某些粘合剂系统A-F在45℃的温度和15psi(大约103,421牛顿/m2)的压力下显示无粘连性能或基本上如此的数据。预期在相对湿度(RH)百分比从10％到99％下也示出了这些非粘连性能。当存在时，这些防粘连性能为粘合剂提供重要的特征，并且使它们能够用于广泛系列的应用中，例如贴标签。更具体地，优选粘合剂在激活前并且最优选地同时显示这些非粘连性能。也就是，某些粘合剂制剂在45℃或55℃的温度下显示非粘连，在15psi的压力下显示非粘连，和在从10％到90％的相对湿度水平下显示非粘连。
将一叠3到5个2英寸乘2英寸的无衬垫标签放在炉里的平的金属块上，所述炉具有预设的炉温度、湿度和持续时间。将一片2英寸乘2英寸的面材放在金属表面和标签叠之间。在标签叠的另一面上，将1英寸乘1英寸的镜面加工铝块放在标签叠上。然后将期望重量的金属块放在铝块上。
测试持续时间结束后，将标签叠从炉上移除，并将其放在周围条件下至少30分钟，然后检查。手动地将每一个标签从叠上分离，并且在光下检查以检查粘合剂面和印刷面。记录下任何的从粘合剂面到印刷面的粘合剂涂料转移，或粘合剂面粘到打印面形成一块标签叠。对通过肉眼显示没有转移的那些标签，通过IR灯被进一步激活标签，并且再次在光下检查打印面以观察是否有任何指示粘合剂转移存在的发光点。
从图22的数据作出了以下观察。粘合剂系统D与粘合剂系统A相比，显示了改进的粘连但是剥离性能下降，粘合剂系统A的低的冷粘附力几乎不能被Instron读取。粘合剂系统A或D与粘合剂系统B和C相比，改进了粘连而没有损失良好的剥离性能。粘合剂系统B和C显示统计上显著的粘连提高，具有相当的或改进的剥离性能。粘合剂系统B和E显示分别超过粘合剂系统C和F的优越性能。
将理解，其任何实施方式、方面或详述可用于本文描述的其任何其他实施方式、方面或详述。因此，本文描述的多种粘合剂系统和粘合剂基础聚合物可与本文描述的标签、标签组件、系统和方法的任一种联合使用。
因此将可见，根据本发明，已经提供了非常有益的无衬垫标签和可激活粘合剂、系统、机器和方法。虽然已经关于目前认为是最实用的和优选的实施方式描述了本发明，但本领域普通技术人员将明白本发明不限于公开的实施方式，并且可以在本发明的范围内做出其许多变型和等价布置，此范围与所附权利要求的最宽解释一致，以便包含所有的等价结构和产品。
发明人在此的意图是依据等同原则确定和评估其发明的合理地公平的范围，因为该范围涉及实质上不偏离但是在权利要求中陈述的本发明字面范围之外的任何装置、系统、方法或制品。

Claims (47)

1.印刷和施加系统，其配置以促进将无衬垫的可激活的标签流施加到物品流，所述系统包括：
打印机，其配置以在所述无衬垫的可激活的标签流上打印标记；
切割机，其配置以将无衬垫的可激活的标签切割成规定长度；
热激活单元，其具有配置以发射能量并激活所述无衬垫的可激活的标签的能量源；
施加单元，其配置以接收和放置无衬垫的激活的标签，并且因此将有粘性的标签放置在要贴标签的物品流上；
一个或多个传送装置，其配置以：
接收所述无衬垫的可激活的标签；
传送所述无衬垫的可激活的标签经过所述打印机，然后所述打印机在所述无衬垫的可激活的标签上打印标记；
传送在其上打印有标记的所述无衬垫的可激活的标签经过所述切割机，然后所述切割机切割所述无衬垫的可激活的标签；
传送所述印刷的和切割的无衬垫的可激活的标签通过发射的能量；和
传送所述无衬垫的可激活的标签流到将所述无衬垫的可激活的标签施加到物品流的位置，并且
其中所述无衬垫的可激活的标签包括粘合剂，所述粘合剂具有：
i.粘合剂基聚合物，其包括丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、至少一种多官能的单体和至少一种链转移剂，
ii.增塑剂，和
iii.增粘剂。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述无衬垫的可激活的标签以卷的形式传送至所述系统。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述物品选自：瓶子、罐子、容器、导管、袋子、小袋、信封、包裹、盒子和卡纸板盒子。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述热激活单元包括多个发射器，所述发射器的方向法向于所述传送装置传送所述无衬垫的可激活的标签通过从所述能量源发出的发射能量的方向。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述粘合剂显示小于1秒、优选地小于0.5秒、优选地大约0.3秒的激活时间。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述粘合剂显示0.1秒到10分钟、优选地10秒到60秒的晾置时间。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述粘合剂在激活后显示对基底的至少1.0牛顿的初始粘性。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述粘合剂包含甘油三苯甲酸酯增塑剂和萜烯酚醛树脂乳液增粘剂。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述无衬垫的可激活的粘合剂在激活后显示至少72小时的晾置时间。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述热激活单元进一步包括(iii)至少一个石英玻璃构件，其位于所述一个或多个能量源和经受激活的标签之间，其中所述石英玻璃构件具有IR透射谱，其透射来自所述热激活单元的IR发射器的至少大约75％和至少大约90％之间的能量。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述施加单元是滚压施加装置，其具有带有气流源以在沿着所述滚压施加单元传送期间支持所述无衬垫的可激活的标签的传送构件；将标签分别放置在物品上的弹性辊；和旋转点，所述传送构件沿着所述旋转点旋转，以与所述弹性辊合作将无衬垫的可激活的标签分别放置在物品上。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述施加单元是间接夯压单元，其具有带有孔的软传送带，在被沿其传送并且到将无衬垫的可激活的标签分别施加到物品的标签施加位置时，通过所述孔，气流保持标签在适当的位置，以响应供应头机构朝着所述传送带的运动。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述施加单元是间接夯压单元，其具有带有传送带和开放通道的真空板组件，在被沿其传送并且到将无衬垫的可激活的标签分别施加到物品的标签施加位置时，其用于真空支持无衬垫的可激活的标签，以响应供应头机构朝着所述真空板组件的运动。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述施加单元是具有空气供应的吹压单元，所述空气供应保持标签在传送带上合适的位置，所述传送带运送无衬垫的可激活的标签从所述热激活单元到各自物品的施加位置，所述物品然后接合所述弹性辊以确保所述无衬垫的可激活的标签在各自物品上。
15.根据权利要求1所述的系统，进一步包括至少一个传感器和操作逻辑，所述操作逻辑控制所述系统的操作和接收来自所述传感器、来自所述系统施加的无衬底的可激活的标签特定的信息的读取器、来自所述热激活单元的至少一个发射器、和来自所述系统的单元的至少一个信号接口的输入信息，由此所述操作逻辑保持期望的标签环境温度范围和每一个无衬垫的可激活的标签暴露在发射的能量下的时间长度范围，并且控制打印机单元、切割机单元、激活单元和施加单元的排序和操作速度。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述操作逻辑响应异常情况，所述异常情况包括系统动力损失，标签、物品或二者供应中的间隙，包括布置所述系统在空闲模式、关闭所述系统、响应通过一个所述传感器进行的物品探测的模拟，和从一个或多个所述单元的操作的记忆状态下载用于所述系统或单元的重启。
17.用于将具有无衬垫的可激活的粘合剂的标签流施加到物品流的方法，所述方法包括：
提供标签流，其中每一个标签具有第一表面和第二表面；
在所述第一表面上打印标记；
将可激活的粘合剂涂覆在所述第二表面上，所述可激活的粘合剂包括：
i.粘合剂基础聚合物，其包括丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、至少一种多官能的单体和至少一种链转移剂，
ii.增塑剂，和
iii.增粘剂；
提供每一个具有第二表面的物品流；
提供能量源，其配置以输出辐射能；
将所述标签的第一表面暴露在从所述能量源输出的辐射能下，因此所述标签的第一表面变得有粘性；和
分别将所述标签的所述第一表面与所述物品的所述第二表面接触。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括在将所述标签流暴露在所述辐射能下之前，以标记打印所述标签流。
19.根据权利要求17所述的方法，其中将所述标签与所述物品接触的步骤包括将多个标签中的一个以小于或等于每分钟大约1000个标签的速率与多个物品中的一个接触。
20.无衬垫的可激活的粘合剂标签，其包括：
面材层；
粘合剂层，其结合到所述面材层，并包括：
i.粘合剂基础聚合物，其包括丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、至少一种多官能的单体和至少一种链转移剂，
ii.增塑剂，和
iii.增粘剂；并且
所述可激活的粘合剂标签被配置以暴露在辐射能下；和
所述辐射能具有导致所述粘合剂层在暴露在所述辐射能下后变得有粘性的波长和强度。
21.根据权利要求20所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中在将所述无衬垫的可激活的粘合剂标签暴露于所述辐射能后，所述面材层是不褪色的。
22.根据权利要求20所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中所述面材层由选自下列的材料制成：纸、聚合物膜、金属化纸、纸面箔、金属箔和再生纸。
23.根据权利要求20所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中：
所述粘合剂层是可激活的以显示粘性；
所述无衬垫的可激活的粘合剂标签被配置以施加到物品；和
在将所述无衬垫的可激活的粘合剂标签施加到所述物品后，所述粘合剂层的粘性防止所述无衬垫的可激活的粘合剂标签被无意地从所述物品移除。
24.根据权利要求23所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中所述无衬垫的可激活的粘合剂标签被配置以在所述无衬垫的可激活的粘合剂标签施加到所述物品后至少大约一分钟重新放置。
25.根据权利要求23所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中：
所述无衬垫的可激活的粘合剂标签被配置以施加到所述物品；和
在所述无衬垫的可激活的粘合剂标签施加到所述物品后，在大约两分钟后所述标签永久地结合到所述物品。
26.根据权利要求20所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，进一步包括底漆层或阻挡层，在所述无衬垫的可激活的粘合剂标签的表面上热敏打印期间，所述底漆层或阻挡层使所述无衬垫的可激活的粘合剂标签免受过度加热，所述阻挡层包括至少一种具有苯乙烯部分的聚合物材料。
27.根据权利要求20所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中所述无衬垫的可激活的粘合剂标签的层包括用于提高能量吸收的试剂，其中所述试剂选自炭黑、染料、着色剂、颜料、油墨及其组合，优选炭黑。
28.根据权利要求20所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，进一步包括反射层，其连接在所述面材层和所述粘合剂层之间。
29.根据权利要求28所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中所述反射层由作为涂层施加到面材层的底层的材料制成，并且具有大于大约90％的反射率值。
30.根据权利要求20所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中：
所述粘合剂层具有第一表面；
所述反射层具有与所述第一表面相邻的第二表面；和
所述第二表面是有纹理的。
31.根据权利要求30所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中所述第二表面的纹理被配置为是向后反射的。
32.根据权利要求20所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中所述面材层限定外表面和相对方向的内表面；并且所述粘合剂层显示小于1秒的激活时间、显示至少30秒的晾置时间和显示至少1.0牛顿的对基底的初始粘性。
33.根据权利要求32所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中所述粘合剂层通过暴露于具有从0.1微米到10微米的波长的电磁辐射而激活。
34.根据权利要求20所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中所述粘合剂层在激活前是非粘连的，在温度至少大约45℃、压力从15psi下是非粘连的。
35.根据权利要求20所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中所述粘合剂层通过暴露在IR辐射下是可激活的，并且一旦被IR辐射或加热激活显示压敏粘合剂性能，所述粘合剂组分包括(i)乳液基础共聚物，其显示高于25℃的玻璃化转变温度Tg和在从15,000道尔顿到100,000道尔顿的范围内的重均分子量，(ii)此共聚物的固体增塑剂，其显示高于40℃的熔点，和(iii)高软化点增粘剂。
36.根据权利要求14所述的无衬垫的可激活的粘合剂标签，其中植物基分子占所述增塑剂的至少20％。
37.用于无衬垫的可激活的粘合剂标签的水性粘合剂组合物，其通过暴露在IR辐射下是可激活的并且一旦被IR辐射或加热激活显示压敏粘合剂性能，所述粘合剂组合物包括(i)乳液基础共聚物，其显示高于25℃的玻璃化转变温度Tg和在从15,000道尔顿到100,000道尔顿范围内的重均分子量，(ii)此共聚物的固体增塑剂，其显示高于40℃的熔点，和(iii)高软化点增粘剂。
38.根据权利要求37所述的水性粘合剂组合物，其中所述组合物包括所述增粘剂和具有至少20％的植物基分子的所述增塑剂。
39.用于无衬垫的可激活的粘合剂标签的粘合剂，其包括：
从大约20％到大约35％的粘合剂基础聚合物，其包括至少一种丙烯酸低级烷基酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、至少一种多官能的单体和至少一种链转移剂；
从大约50％到大约75％的增塑剂；和
从大约5％到大约20％的增粘剂。
40.根据权利要求39所述的粘合剂，其中：
所述粘合剂基础聚合物是所述粘合剂的按重量计大约25.5％；
所述增塑剂是所述粘合剂的按重量计大约66％；和
所述增粘剂是所述粘合剂的按重量计大约8.5％。
41.根据权利要求39所述的粘合剂，其中所述增塑剂是选自下列的材料：邻苯二甲酸二环己酯、甘油三苯甲酸酯、邻苯二甲酸二苯酯、1,4-环己烷二甲醇二苯甲酸酯和其组合；和所述增粘剂是选自下列的材料：季戊四醇二聚松香酯、萜烯酚醛树脂乳液、稳定的甘油二聚树脂酯乳液和其组合。
42.根据权利要求39所述的粘合剂，其中所述增塑剂具有来自甘油的生物基含量，和所述增粘剂以水性树脂分散体的形式提供。
43.根据权利要求42所述的粘合剂，其中植物基分子占所述增塑剂的至少20％。
44.根据权利要求42所述的粘合剂，其中所述粘合剂被配置为通过暴露于能量小于1秒、优选地小于0.5秒、更优选地小于0.3秒而激活。
45.根据权利要求39所述的粘合剂，其中所述粘合剂显示从0.1秒到72小时、优选地10秒到60秒的晾置时间。
46.根据权利要求39所述的粘合剂，其中所述粘合剂在激活后显示至少1.0牛顿的对基底的初始粘性。
47.根据权利要求39所述的粘合剂，其中所述粘合剂显示小于0.5秒的激活时间和至少10秒的晾置时间以及至少1.0牛顿的对卡纸板或钢的基底的初始粘性。
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