CN109476394B - 用led可固化的粘合剂固定环绕式标签 - Google Patents

用led可固化的粘合剂固定环绕式标签 Download PDF

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Abstract

本发明在此提供了制备贴有标签的制品的方法，所述方法包括使膜标签诸如收缩膜标签上的LED可固化的粘合剂固化，其中所述LED可固化的粘合剂的至少部分设置在所述膜标签的前缘与后缘之间形成的重叠中。所述固化可在低于70℃的温度下进行，并且适用于以顺序方式每分钟为500‑720个制品贴标签。还在此提供了用于用膜标签诸如收缩膜标签为制品贴标签的设备，所述设备包括LED站。此外，本发明还提供了改造现有热熔贴标签系统用于用膜标签诸如收缩膜标签为制品贴标签的方法。

Description

用LED可固化的粘合剂固定环绕式标签
技术领域
本公开整体涉及用膜标签诸如收缩膜标签为制品贴标签。收缩膜标签已被描述为可用于为形状不规则的制品贴标签。参见例如美国专利No.4,923,557。示例性收缩膜标签已例如在美国专利No.7,935,401中进行了描述。
发明内容
在各种实施方案中，提供了制备贴有膜标签的制品的方法。在本文所述的任何实施方案中，膜标签可为收缩膜标签。在一些实施方案中，该方法包括使收缩膜标签上的发光二极管(下文称为“LED”)可固化粘合剂固化。在一些实施方案中，LED可固化的粘合剂的至少部分设置在收缩膜标签的前缘与后缘之间形成的重叠中。在一些实施方案中，该固化在低于70℃的温度下进行。在一些实施方案中，该固化适用于以顺序方式每分钟为最多720(例如，500-720)个制品贴标签。
在一些实施方案中，该方法包括a)提供要贴标签的制品；b)提供具有前缘和后缘的膜标签(例如，收缩膜标签)；c)将LED可固化的粘合剂施加到收缩膜标签的至少一部分上；d)将膜标签(例如，收缩膜标签)缠绕在要贴标签的制品周围，使得膜标签(例如，收缩膜标签)的前缘和后缘重叠，其中LED可固化的粘合剂的至少部分设置在前缘与后缘之间的重叠中；以及e)用LED来使设置在前缘与后缘之间的重叠中的LED可固化的粘合剂固化。在一些实施方案中，膜标签能充分透射LED光以允许在本文所述的实施方案中用LED来使设置在前缘与后缘之间的重叠中的LED可固化的粘合剂固化。在一些实施方案中，膜标签是收缩膜标签。在一些实施方案中，该方法还包括步骤f)：使来自步骤e)的缠绕制品穿过收缩烘道以形成贴有收缩标签的制品。在一些实施方案中，要贴标签的制品的特征在于主体包括具有不同直径或尺寸的至少两个部分(例如，圆柱形或非圆柱形诸如狗骨形、沙漏形或双锥形)。在一些实施方案中，膜标签(例如，收缩膜标签)缠绕在具有不同直径或尺寸的两个不同部分之间且包括该具有不同直径或尺寸的两个不同部分的要贴标签的制品的至少一部分。
可以以各种方式将粘合剂施加到膜标签(例如，收缩膜标签)上。在一些实施方案中，将LED可固化的粘合剂施加到膜标签的后缘附近。在一些实施方案中，将前缘粘合剂施加到膜标签的前缘附近。在一些实施方案中，前缘粘合剂不是LED可固化的。在一些实施方案中，在缠绕之前通过前缘粘合剂将前缘粘附到要贴标签的制品。在一些实施方案中，将前缘粘合剂施加到膜标签。在一些实施方案中，将前缘粘合剂直接施加到要贴标签的制品。在一些实施方案中，前缘粘合剂(例如，LED可固化的粘合剂)的至少部分设置在要贴标签的制品与前缘之间，并且该方法还包括使设置在要贴标签的制品与前缘之间的前缘粘合剂固化。在一些实施方案中，在使设置在前缘与后缘之间的重叠中的LED可固化的粘合剂固化之前，使设置在要贴标签的制品与前缘之间的前缘粘合剂(例如，LED可固化的粘合剂)固化。在一些实施方案中，在使设置在前缘与后缘之间的重叠中的LED可固化的粘合剂固化的大约同时(例如，在间隔0至10秒内，在一秒内或在半秒内)，使设置在要贴标签的制品与前缘之间的前缘粘合剂(例如，LED可固化的粘合剂)固化。
可将各种量的粘合剂施加到膜标签(例如，收缩膜标签)上。在一些实施方案中，将LED可固化的粘合剂以5g/m2至30g/m2(例如，10g/m2至30g/m2)的量施加到膜标签上。可使用其他合适的量。
可在各种条件下使LED可固化的粘合剂固化。在一些实施方案中，该固化包括使要贴标签的制品经受介于365nm和420nm之间(例如，385-405nm)的波长下的LED光。在一些实施方案中，该固化在低于70℃(例如，低于50℃)的温度下进行。在本文所述的任何实施方案中，该固化适用于以顺序方式每分钟为500-720个制品贴标签。可使用其他合适的固化条件。
可在本文所述的方法中使用各种LED可固化的粘合剂。在一些实施方案中，LED可固化的粘合剂是烯属不饱和的预聚物、烯属不饱和的低聚物、烯属不饱和的单体、在365nm至405nm的LED范围内及紧密接近处具有光吸收性的光引发剂以及任选地一种或多种惰性相容填料的混合物。在一些实施方案中，LED可固化的粘合剂是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯官能聚氨酯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯官能单体、在365nm至405nm的LED范围内及紧密接近处具有光吸收性的氧化膦型光引发剂以及任选地一种或多种惰性相容填料的混合物，其中所述一种或多种惰性填料是烃树脂、松香酯、聚酰胺、聚酯或它们的组合。可使用其他合适的LED可固化的粘合剂。
在各种实施方案中，提供了用于用膜标签为制品贴标签(例如，收缩膜标签)的设备。在一些实施方案中，该设备包括a)横进给单元，该横进给单元被构造为进给要贴标签的制品；b)标签进给器，该标签进给器被构造为进给膜标签；c)LED粘合剂施加器，该LED粘合剂施加器被构造为将LED可固化的粘合剂施加到膜标签上；d)机构，该机构用于递送膜标签的标签条以缠绕要贴标签的制品，其中每个标签条具有前缘和后缘；其中在缠绕要贴标签的制品后，膜标签的标签条的前缘和后缘重叠，其中LED可固化的粘合剂的至少部分设置在前缘与后缘之间的重叠中；e)LED站，该LED站包括至少一个LED灯，所述至少一个LED灯被构造为使设置在前缘与后缘之间的重叠中的LED可固化的粘合剂固化；以及f)输出单元，该输出单元被构造为递送贴有标签的制品。在一些实施方案中，膜标签是收缩膜标签。在一些实施方案中，用于递送标签条的机构包括g)切刀，该切刀被构造为将膜标签裁切成标签条；以及h)真空转鼓，该真空转鼓被构造为从切刀转移每个标签条以缠绕要贴标签的制品，使得膜标签的前缘和后缘重叠，其中LED可固化的粘合剂的至少部分设置在前缘与后缘之间的重叠中。在一些实施方案中，用于递送标签条的机构是堆叠进给器。在一些实施方案中，堆叠进给器是包括膜标签的预切标签条的储料匣。在一些实施方案中，膜标签是收缩膜标签，并且该设备还包括收缩烘道，该收缩烘道被构造为使收缩膜标签收缩在要贴标签的制品之上。在一些实施方案中，LED粘合剂施加器被构造为将LED可固化的粘合剂施加到膜标签的后缘附近。在一些实施方案中，该设备还包括前缘粘合剂施加器，该前缘粘合剂施加器被构造为将前缘粘合剂施加到膜标签的前缘附近。在一些实施方案中，以一定方式施加前缘粘合剂，使得标签的前缘紧固到要贴标签的制品。在一些实施方案中，该设备还包括擦拭器，该擦拭器被构造为抵靠要贴标签的制品擦拭后缘，以涂抹设置在后缘与前缘之间、在后缘与要贴标签的制品之间或两者处的粘合剂。在一些实施方案中，擦拭器是刷子、海绵辊或海绵垫。在一些实施方案中，所述至少一个LED灯被构造为发射介于365nm和420nm之间(例如，385-405nm)的波长下的光。
在一些实施方案中，可通过改造现有热熔贴标签系统来制备本文所述的设备。在一些实施方案中，改造型贴标签系统包括LED站。在一些实施方案中，改造型贴标签系统还包括附加粘合剂施加器。
在一些实施方案中，提供了用于用膜标签为制品贴标签(例如，收缩膜标签)的改造型贴标签系统。在一些实施方案中，改造型贴标签系统是用现有热熔贴标签系统改造而成的，其中现有热熔贴标签系统包括横进给单元，该横进给单元被构造为进给要贴标签的制品；标签进给器，该标签进给器被构造为进给膜标签；热熔粘合剂施加器；切刀；真空转鼓；以及输出单元，该输出单元被构造为递送贴有标签的制品。在一些实施方案中，改造型贴标签系统包括具有至少一个LED灯的LED站。在一些实施方案中，热熔粘合剂施加器被构造为将LED可固化的粘合剂施加到膜标签上。在一些实施方案中，切刀被构造为将膜标签(例如，收缩膜标签)裁切成标签条，每个标签条具有前缘和后缘。在一些实施方案中，真空转鼓被构造为从切刀转移每个标签条以缠绕要贴标签的制品，使得膜标签(例如，收缩膜标签)的前缘和后缘重叠，其中LED可固化的粘合剂的至少部分设置在前缘与后缘之间的重叠中。在一些实施方案中，LED站被构造为使设置在前缘与后缘之间的重叠中的LED可固化的粘合剂固化。在一些实施方案中，膜标签是收缩膜标签，并且改造型贴标签系统还包括收缩烘道，该收缩烘道被构造为使收缩膜标签收缩在要贴标签的制品之上。
本文所述的设备可被构造为以各种速度产生各种贴有标签的制品。在一些实施方案中，要贴标签的制品的特征在于主体包括具有不同直径或尺寸的至少两个不同部分。在一些实施方案中，该设备可被构造为以顺序方式每分钟为最多720个制品(例如，500-720个制品)贴标签。可使用其他合适的要贴标签的制品和速度。
在一些实施方案中，提供了改造贴标签系统用于用膜标签为制品贴标签(例如，收缩膜标签)的方法。在一些实施方案中，该方法包括提供现有热熔贴标签系统，该现有热熔贴标签系统包括横进给单元，该横进给单元被构造为进给要贴标签的制品；标签进给器，该标签进给器被构造为进给收缩膜标签；热熔粘合剂施加器；切刀；加热器，该加热器被构造为加热热熔粘合剂；真空转鼓；以及输出单元，该输出单元被构造为递送贴有标签的制品。在一些实施方案中，该方法包括从热熔贴标签系统移除加热器。在一些实施方案中，该方法包括添加包括至少一个LED灯的LED站。在一些实施方案中，热熔粘合剂施加器被构造为将LED可固化的粘合剂施加到收缩膜标签上。在一些实施方案中，切刀被构造为将膜标签(例如，收缩膜标签)裁切成标签条，每个标签条具有前缘和后缘。在一些实施方案中，真空转鼓被构造为从切刀转移每个标签条以缠绕要贴标签的制品，使得膜标签(例如，收缩膜标签)的前缘和后缘重叠，其中LED可固化的粘合剂的至少部分设置在前缘与后缘之间的重叠中。在一些实施方案中，LED站被构造为使设置在前缘与后缘之间的重叠中的LED可固化的粘合剂固化。在一些实施方案中，膜标签是收缩膜标签，并且该方法还包括将输出单元连接到收缩烘道，其中输出单元被构造为将贴有标签的制品递送到收缩烘道以使收缩膜标签收缩在要贴标签的制品之上。在一些实施方案中，该方法还包括将粘合剂热熔施加器构造为将LED可固化的粘合剂施加到膜标签的后缘附近。在一些实施方案中，该方法还包括添加前缘粘合剂施加器，该前缘粘合剂施加器被构造为将前缘粘合剂施加到膜标签的前缘附近。在一些实施方案中，前缘粘合剂被施加成使得前缘粘合剂的至少部分设置在标签的前缘与要贴标签的制品之间。
在一些实施方案中，膜标签是非收缩膜标签。在一些实施方案中，膜标签是透明标签，例如透明聚丙烯标签。在一些实施方案中，制品具有圆柱形部分，并且膜标签缠绕在制品的圆柱形部分周围。在一些实施方案中，制品是饮料容器，例如适用于碳酸饮料的饮料容器。
在一些实施方案中，LED可固化的粘合剂具有至少5N的粘着力。在一些实施方案中，LED可固化的粘合剂具有在25℃下至少2Pas的粘度。在一些实施方案中，前缘粘合剂是LED可固化的粘合剂。在一些实施方案中，在低于70℃的温度下，例如在低于50℃的温度下施加前缘粘合剂。
附图说明
结合附图进行阅读，将更好地理解前述发明内容以及后文实施方案的具体实施方式。出于图示说明的目的，附图可以描述具体实施方案的使用。然而，应当理解，本文所述的设备、系统和方法不限于在附图中讨论或描述的确切实施方案。
图1A示出了膜标签(例如，收缩膜标签)，其中粘合剂施加到膜的前缘和后缘附近，且后缘附近的条是LED可固化的粘合剂。
图1B示出了附接到瓶的膜标签(例如，收缩膜标签)，其中前缘附近的粘合剂与瓶直接接触。
图2A示出了附接到瓶的膜标签(例如，收缩膜标签)，其中前缘附近的粘合剂区域与瓶直接接触，并且后缘附近的粘合剂与前缘重叠。图2A还示出了通过LED光使后缘附近的粘合剂条固化。图2B示出了在暴露于热之后膜标签(该图中为收缩膜标签)缠绕的瓶。图2C示出了满足共面要求(两个共面接触点)的示例性形状，使得前缘可通过前缘粘合剂适当地附接并固定到要贴标签的制品。图2D示出了未满足共面要求的示例性形状。在图2D中，这些接触点不处于相同平面内或形状为凸形。
图3A示出了用于用膜标签为制品贴标签(例如，收缩膜标签)的系统，其中包括LED站以使膜标签(例如，收缩膜标签)上引入的LED可固化的粘合剂固化。在图3A中，通过粘合剂喷枪307A将前缘粘合剂(拾取粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)，并且通过辊307将后缘粘合剂(搭接粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)。
图3B示出了用于用膜标签为制品贴标签(例如，收缩膜标签)的另一个系统，其中包括LED站以使膜标签(例如，收缩膜标签)上引入的LED可固化的粘合剂固化。在图3B中，通过粘合剂喷枪将前缘粘合剂(拾取粘合剂)施加到瓶，并且通过辊将后缘粘合剂(搭接粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)。
图3C示出了用于用膜标签为制品贴标签(例如，收缩膜标签)的另一个系统，其中包括LED站以使膜标签(例如，收缩膜标签)上引入的LED可固化的粘合剂固化。在图3C中，通过粘合剂喷枪将前缘粘合剂(拾取粘合剂)施加到瓶，并且也通过粘合剂喷枪将后缘粘合剂(搭接粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)。
图3D示出了用于用膜标签为制品贴标签(例如，收缩膜标签)的又一个系统，其中包括LED站以使膜标签(例如，收缩膜标签)上引入的LED可固化的粘合剂固化。在图3D中，通过粘合剂喷枪将前缘粘合剂(拾取粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)，并且也通过粘合剂喷枪将后缘粘合剂(搭接粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)。
图3E示出了用于用膜标签为制品贴标签(例如，收缩膜标签)的再一个系统，其中包括LED站以使膜标签(例如，收缩膜标签)上引入的LED可固化的粘合剂固化。在图3E中，通过辊将前缘粘合剂(拾取粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)，并且也通过辊将后缘粘合剂(搭接粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)。任选地，LED站安装在施加点附近以使前缘粘合剂固化。
图3F示出了用于用收缩膜标签为制品贴标签的系统，其中包括LED站以使收缩膜标签上引入的LED可固化的粘合剂固化，并且包括收缩烘道以使收缩膜标签收缩，从而符合其围绕的容器的形状。
图4示出了使用擦拭器抵靠要贴标签的制品擦拭后缘以涂抹设置在后缘与前缘之间的粘合剂的示例。
具体实施方式
定义
诸如“包括”、“具有”、“包含”、“含有”等开放性术语其含义为“包含”。这些开放式过渡短语用于引入不排除另外的未列举的元素或方法步骤的元素、方法步骤等的开放式列表。
过渡性短语“由…组成”及其变型排除除了通常与之相关联的杂质之外未列举的任何元素、步骤或成分。
过渡性短语“基本上由…组成(consists essentially of)”或变型诸如“基本上由…组成(consist essentially of)”“基本上由…组成(consisting entiallyof)”排除未列举的任何元素、步骤或成分，除了那些不会实质性改变指定方法、结构或组成的基本或新颖特性的元素、步骤或成分之外。
此外，本发明中元件或部件前所置的不定冠词“一个”和“一种”，对于实例数量而言(即，该元件或部件的出现次数)为非限制性冠词。因此，“一个”或“一种”应理解为包括一个或至少一个，并且该元件或部件的单数形式也包括复数，除非该数字明显意指单数。
如本文所用，术语“发明”或“本发明”是非限制性术语，并非旨在限制权利要求范围。
如本文所用，术语“膜标签”可包括收缩膜标签或非收缩膜标签。
如本文所用，膜标签(例如，收缩膜标签)的术语“前缘”是指首先与要贴标签的制品接触的标签的边缘，而膜标签(例如，收缩膜标签)的“后缘”是指标签的相对边缘。如本文所用，在前缘或后缘“附近”意指在离前缘或后缘的一厘米内(例如，在0.5cm内、在0.25cm内、或在1mm内)，并且包括接触前缘或后缘。在本文所述的任何实施方案中，在前缘或后缘“附近”可在前缘或后缘的1mm内，并且包括接触前缘或后缘。如图1A所示，膜标签100(例如，收缩膜标签)呈矩形形状，且具有两个边缘130和140。在一些实施方案中，可在标签的同一面上将两个粘合剂区域110和120施加到边缘130和140附近。这些区域可为任何合适的几何形状。如图所示，区域120是条，并且区域110是两个粘合剂斑点。在一些实施方案中，可将粘合剂110在边缘130附近施加为两个斑点，例如如图1A所示。任一边缘可为前缘，具体取决于哪个边缘首先与要贴标签的制品接触。在图1B中，边缘130首先与瓶150接触，因此130是前缘，并且相对边缘140是后缘。如图1B所示，施加到前缘附近的粘合剂(其是前缘粘合剂)将膜标签(诸如收缩膜标签)附接到瓶150。瓶150在贴标签机中可沿相对于膜标签(例如，收缩膜标签)如何移动的方向移动，使得膜标签缠绕在瓶150周围，使得后缘附近的粘合剂条120与前缘130重叠以形成带接缝的膜套。例如，在一些实施方案中，瓶沿顺时针方向移动并且膜标签沿逆时针方向移动或反之亦然，使得膜标签缠绕在瓶周围。膜标签缠绕瓶之后可形成五个层：从内到外依次为：瓶、前缘粘合剂(拾取粘合剂)、前缘、后缘粘合剂(搭接粘合剂)和后缘。这可在图2A中进一步示出，其中粘合剂条120设置在由前缘与后缘形成的重叠之间，可通过LED光160固化该粘合剂条。
如本文所用，术语“收缩膜标签”一般是指在例如通过穿过100℃或更低温度下的收缩烘道来加热后可在其覆盖的制品之上收缩的材料。图2B示出了瓶，其中收缩膜标签在暴露于热之后缠绕在成形瓶之上。
LED固化设备和工艺
形成可耐受收缩烘道温度和环境(热空气或蒸汽)的带接缝的收缩膜标签或卷筒进给式收缩膜标签接缝具有挑战性。传统上使用的粘合剂是热熔胶，其在收缩烘道环境中使用时可引起不期望的问题。在使用热熔粘合剂时实现小于1Pas(1000cps)的施加粘度通常需要140℃或更高的熔融温度。但是，收缩膜一般在100℃或更低温度下会经历收缩。在超过膜收缩温度的施加温度下转移粘合剂会引起接缝区域中的过早收缩。这继而使标签外观出现缺陷，诸如形状不规则和多方向褶皱。此外，当以在100℃收缩烘道中将标签保持在一起所需的足够粘结强度施加热熔粘合剂时，这些热熔粘合剂难以加工，通常堆积在贴标签机上，并且仅在短期运行后就需要清洁。
本发明人已发现，当与传统收缩膜标签工艺(诸如使用热熔粘合剂的那些工艺)相比时，通过使用LED可固化的粘合剂，可获得包括接缝的收缩膜标签的更佳外观。虽然不希望受理论的束缚，但据信观察到增强效果的一部分原因是可在比收缩膜的收缩温度低得多的温度下施加LED可固化的粘合剂。LED可固化的粘合剂可被设计为在低于70℃(例如，低于50℃)的温度以及低至25℃或环境温度下具有合适的施加粘度。合适的施加粘度可为约0.3Pas(300cps)至约2Pas(2000cps)(例如，约0.3Pas(300cps)、约0.5Pas(500cps)、约1Pas(1000cps)、约2Pas(2000cps)或指定值之间的任何范围)。在一些实施方案中，合适的施加粘度还可小于2Pas(2000cps)，例如小于1Pas(1000cps)或小于0.5Pas(500cps)。在一些实施方案中，合适的施加粘度在0.8Pas(800cps)至1.5Pas(1500cps)的范围内(例如，1Pas(1000cps)至1.3Pas(1300))。由于LED灯生成最少量的热并且在低温下施加粘合剂，因此当与传统收缩膜标签工艺(诸如使用热熔粘合剂的那些工艺)相比时，可大大改善收缩膜标签的外观并且可消除诸如褶皱的缺陷。此外，由于LED粘合剂在暴露于LED灯后可经历快速交联和聚合，因此它们对收缩温度的敏感性低得多，从而在收缩烘道中提供显著更高的粘结强度。换句话讲，当与传统收缩膜标签工艺(诸如使用热熔粘合剂的那些工艺)相比时，LED固化的粘合剂不会变形，从而生成收缩膜标签的更佳外观。
图3A至图3F示出了使用LED固化来用膜标签为制品贴标签(例如，收缩膜标签)的示例性设备和工艺流程。对于附图的讨论而言，膜标签可称为收缩膜标签。然而，本领域技术人员将理解，本文所述的方法和设备也可用于除收缩膜标签之外的膜标签。
如图3A所示，该设备可包括横进给单元31、标签进给站33、LED粘合剂施加器307、切刀306、真空转鼓308、LED站309和输出单元32。图3B至图3E示出了用于施加前缘和后缘粘合剂的各种替代设计。图3F示出了包括收缩烘道312的设备。
横进给单元31可包括线性传送带301、分布轮302和容器台303。线性传送带301可联接到阿基米德螺旋以便以适当的瓶间距隔开要贴标签的制品(诸如瓶150)。然后将制品进给到分布轮302(诸如星形轮)中，该分布轮相对于容器台303的旋转方向反向地旋转。横进给单元的其他设计是本领域已知的，并且可与本发明的实施方案一起使用。例如，在裁切并堆叠的标签的标签处理方法中使用的横进给单元也可与本发明的某些实施方案一起使用。
横进给单元31可被构造为供应各种要贴标签的制品。用于本文所述方法的合适的制品包括本领域已知的任何制品。此类制品的非限制性示例包括已知要贴上传统膜标签(包括收缩膜标签和非收缩膜标签)的任何制品，诸如饮料瓶。在一些实施方案中，要贴标签的制品是可由膜标签包围的容器。换句话讲，膜标签可用作包围容器的全瓶身膜套。在一些实施方案中，要贴标签的制品被设计为提供由膜标签形成的显窃启密封件或包装材料(例如，显窃启带)。在一些实施方案中，要贴标签的制品是成形和/或带轮廓的容器(例如，非对称形状的容器)。例如，要贴标签的制品可含有不具有相同尺寸和/或形状的至少两个不同部分。在一些实施方案中，要贴标签的制品含有具有不同直径或尺寸的至少两个部分(例如，圆柱形部分)，诸如市场上的佳得乐瓶。在一些实施方案中，膜标签缠绕在具有不同直径或尺寸的两个不同部分之间且包括这两个不同部分的要贴标签的制品的至少一部分，参见例如图2B。参照图1A和图1B，边缘130的顶部和底部部分处的粘合剂110优选在具有相同瓶尺寸的位置处接触瓶150。该优选的构型使接触点取向成粘合剂110位于与瓶150的轴线平行的线中，从而有利于膜标签100轻松缠绕在圆柱形、正方形、多边形或其他形状的瓶150周围，使得在发生缠绕时由于边缘130的取向方式，边缘140往往不会相对于边缘130向上或向下平移。可使用形状没有旋转对称性的取向机构来控制粘合剂110在瓶150上接触的位置。
在优选实施方案中，要贴标签的制品包括共面的至少两个点，使得膜标签的前缘可被适当地附接。图2C示出了包括至少两个共面接触点的各种示例性形状，所述至少两个共面接触点允许将膜标签的前缘附接和固定到具有此类形状的制品。比较而言，图2D示出了示例性形状，其中此类形状与膜标签(矩形框)的潜在接触点不处于相同平面内或这些形状是凸形的。因此，膜标签的前缘一般不能适当地附接到具有图2D所示形状的制品。
标签进给站33可包括进给辊304和标签卷筒导引器305。进给辊304(其速度可根据所需标签长度来调节)连续地从卷轴拉动标签卷筒。标签卷筒导引器305(可以以标准形式安装)确保标签卷筒被拉直。另选地，也可使用具有预切并堆叠的标签的标签进给器，诸如堆叠进给器(例如，储料匣)。
标签进给站33可进给各种膜标签(例如，收缩膜)，然后可通过切刀306裁切这些膜标签。用作本文所述方法所用的膜标签(例如，收缩膜)的合适的材料包括本领域已知的任何材料。膜标签一般是由聚合物塑料膜例如聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯等)、聚氯乙烯、聚苯乙烯等构成的材料。此类聚合物可为交联的或非交联的。在一些实施方案中，膜标签(诸如收缩膜)可具有例如通过任何合适的油墨印刷方法(诸如旋转丝网印刷、凹版印刷或柔性版印刷技术)施加到其上的印刷图像。在其他实施方案中，膜标签没有印刷图像，但适合具有施加(例如，印刷)到其上的图像。优选，膜标签具有可透射在介于365nm至420nm之间(例如，385-405nm)的波长下足够量的LED光的印刷油墨半透明层。
切刀306从标签进给站接收标签，并且然后将这些标签裁切成具有预定尺寸的条。计算机和伺服马达可提供准确的截断点。然后真空转鼓308接收标签条，通过真空保持这些标签条，并且将这些标签条递送到容器台303中旋转的制品上。真空转鼓308的结构和功能是众所周知的，因此将不更详细描述。
在将收缩膜标签裁切成标签条之后，将粘合剂施加到标签条，同时通过真空转鼓308保持标签条。真空转鼓308将标签条旋转并连续地进给到一个或多个粘合剂施加器诸如307，使得粘合剂可施加到标签条上。
用于递送膜标签的标签条的其他机构也可用于本文所述的实施方案。例如，在一些实施方案中，可在堆叠进给器(例如，储料匣)中提供预切并堆叠的标签条，然后可转移这些标签条以缠绕要贴标签的制品。例如，裁切并堆叠的标签可单独地进给并定位成缠绕要贴标签的制品。使用裁切并堆叠的标签为制品贴标签的方法是本领域已知的，例如如美国专利申请公布No.2010/0170618所述。
将粘合剂施加到标签条的各种方式是合适的。例如，如图1A所示，粘合剂110和120可施加到边缘130和140附近。在一些实施方案中，粘合剂110可在边缘130附近施加为两个斑点，一个斑点在顶部附近，并且另一个斑点在底部附近。在一些实施方案中，粘合剂110和120均是LED可固化的粘合剂。在此类实施方案中，可通过相同施加器(诸如如图3A所示的辊307)施加粘合剂。
在一些实施方案中，粘合剂110和120使用不同类型的粘合剂。任一边缘可为前缘，具体取决于哪个边缘首先与要贴标签的制品接触。在图1B中，边缘130首先与瓶150接触，因此130是前缘，并且相对边缘140是后缘。在一些实施方案中，通过前缘粘合剂施加器(例如，如图3A所示的307A)诸如受热胶辊或热熔粘合剂喷枪，将前缘粘合剂110施加到膜标签(例如，收缩膜标签)的前缘130附近。并且通过后缘粘合剂施加器(例如，如图3A所示的307)，将后缘粘合剂条120(其是LED可固化的粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)的后缘140附近。可大约同时(例如，在间隔0至10秒内，在一秒内或在半秒内)或连续地施加前缘和后缘粘合剂。在一些实施方案中，前缘粘合剂是热熔粘合剂，并且后缘粘合剂是LED可固化的粘合剂。在一些实施方案中，前缘粘合剂和后缘粘合剂两者均为LED可固化的粘合剂。
在一些实施方案中，可通过粘合剂喷枪施加前缘粘合剂，并且可通过辊施加后缘粘合剂。例如，在图3A中，通过粘合剂喷枪307A将前缘粘合剂(拾取粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)，并且通过辊307将后缘粘合剂(搭接粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)。另选地，在图3B中，通过粘合剂喷枪307A将前缘粘合剂(拾取粘合剂)施加到瓶，并且通过辊307将后缘粘合剂(搭接粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)。
在一些实施方案中，可通过粘合剂喷枪施加前缘粘合剂和后缘粘合剂两者。例如，在图3C中，通过粘合剂喷枪307A将前缘粘合剂(拾取粘合剂)施加到瓶，并且也通过粘合剂喷枪307B将后缘粘合剂(搭接粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)。在图3D中，通过粘合剂喷枪307A将前缘粘合剂(拾取粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)，并且也通过粘合剂喷枪307B将后缘粘合剂(搭接粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)。
在一些实施方案中，可通过辊施加前缘粘合剂和后缘粘合剂两者。例如，在图3E中，通过辊307将前缘粘合剂(拾取粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)，并且也通过辊307将后缘粘合剂(搭接粘合剂)施加到膜标签(例如，收缩膜标签)。在一些实施方案中，前缘粘合剂和后缘粘合剂两者均为LED可固化的。在此类实施方案中，该设备可任选地包括LED站320以在施加后使前缘粘合剂固化。
如图1B所示，施加到前缘附近的粘合剂(即，前缘粘合剂)将膜标签(例如，收缩膜标签)附接到瓶150。瓶150在贴标签机中(例如，在图3A至图3F中的容器台303中)可沿相对于膜标签(例如，收缩膜标签)如何移动的方向移动，使得膜标签缠绕在瓶150周围，使得后缘附近的粘合剂条120与前缘130重叠以形成带接缝的膜套。例如，在一些实施方案中，瓶沿顺时针方向移动并且膜标签沿逆时针方向移动或反之亦然，使得膜标签缠绕在瓶周围。因此，LED可固化的粘合剂的至少部分设置在前缘与后缘之间的重叠中，然后可例如穿过图3A至图3E中的LED站309通过LED光来固化。还可参见图2A。
另选地，如图3B和图3C所示，可通过粘合剂喷枪307A将前缘粘合剂直接施加到瓶。在此类实施方案中，不需要将粘合剂单独施加到膜标签自身的前缘。膜标签在递送后最初通过施加到瓶150的前缘粘合剂附接到瓶。类似地，瓶150在贴标签机中可沿相对于膜标签(例如，收缩膜标签)如何移动的方向移动，使得膜标签缠绕在瓶150周围，使得后缘附近的粘合剂条120与前缘130重叠以形成带接缝的膜套，然后可通过LED光来固化。例如，在一些实施方案中，瓶沿顺时针方向移动并且膜标签沿逆时针方向移动或反之亦然，使得膜标签缠绕在瓶周围。
施加到前缘或要贴标签的制品的粘合剂(例如，热熔粘合剂或LED可固化的粘合剂)条或斑点确保了向旋转容器上的精确且有效的转移。该粘合剂确保了标签被精确地定位且正确地胶粘。当容器在标签被施加的同时旋转时，该标签被擦拭以缠绕要贴标签的制品。当具有LED可固化的粘合剂窄条的后缘与前缘重叠时，带接缝的标签形成在制品之上。
在一些实施方案中，在前缘与后缘之间施加粘合剂后，用擦拭器进行擦拭步骤以涂抹粘合剂。擦拭器可为例如刷子、海绵辊、海绵垫或其他合适的装置。可使用本领域的标准技术执行擦拭后缘。例如，如图4所示，膜标签406缠绕在具有不规则形状的制品412周围，并且用擦拭器403进行处理。首先，膜标签406的前缘400通过两个共面附接点404将标签固定到制品。虽然为了便于说明，点404被示出为图4中的点，但它们可占据更大的空间，例如如图1A所示的粘合剂110和120的区域。然后膜标签406缠绕在制品周围，以使得在后缘粘合剂402设置在前缘400与后缘401之间的情况下后缘401与前缘400重叠。构型410示出了该缠绕的结果。在构型410中，后缘粘合剂402不一定在沿着接缝存在后缘粘合剂402的每个地方连接前缘400和后缘401。接下来，可接着应用擦拭器403以抵靠制品擦拭前缘400和后缘401，并且涂抹在前缘与后缘的重叠之间的后缘粘合剂402(LED可固化的粘合剂)。构型420示出了以这种方式擦拭的擦拭器403。为了便于说明，构型420示出了擦拭器403、膜标签406与制品412之间的空间。但是，擦拭器403可抵靠制品412擦拭前缘400和后缘401。随后移除擦拭器403，导致构型430。构型430不同于构型410，因为在构型430中，作为擦拭器403的先前动作的结果，后缘粘合剂402并不在沿着接缝存在后缘粘合剂402的每个地方连接前缘400和后缘401。
在一些实施方案中，优选的是将粘合剂施加到前缘和/或后缘处，或施加到前缘和/或后缘的1mm内，以使得擦拭不会引起膜标签提升。在一些实施方案中，前缘粘合剂可为聚合物的混合物，包括但不限于烃、改性松香酯、聚酰胺、聚酯、蜡和矿物油。在一些实施方案中，前缘粘合剂可为Henkel 493A或KIC 5003。在一些实施方案中，前缘粘合剂不是LED可固化的。
返回参见图3A至图3F，然后具有带接缝的膜标签(例如，收缩膜标签)的制品在容器台303中行进穿过LED站309，该LED站包括发射例如365nm至420nm(例如，385-405nm)波长下的光的至少一个LED灯。然后暴露于LED光的LED可固化的粘合剂可在穿过LED站309时固化。
LED站309可包括发射介于365nm和420nm之间(例如，385-405nm)波长下的光的至少一个LED灯。在一些实施方案中，在紧接着将标签转移到制品(例如，瓶)上之后，可将所述至少一个LED灯(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个灯)安装在下游。可在容器台303中的容器从真空转鼓308接收标签的下游位置处，将一个或多个LED灯固定在容器台303的非旋转部分上。还可在不与容器台303物理地相关联的单独单元中提供一个或多个LED灯。在容器台303中行进的制品暴露于LED光，使得LED固化工艺可以以顺序方式每分钟为最多720个(例如，50、100、150、200、300、400、500、600、700、720个或指定值之间的任何范围)制品贴标签。
LED灯可在各种功率电平下(诸如LED灯最大功率电平的50％与100％之间(例如，80％至100％))操作。在一些实施方案中，每个LED灯在相同功率电平下操作。在一些实施方案中，每个LED灯在独立于该工艺中使用的其他LED灯的功率电平下操作。在一些实施方案中，一个或多个LED灯在80％的功率电平下操作。在一些实施方案中，一个或多个LED灯在100％的功率电平下操作。
除了LED灯的数量和这些LED灯的功率电平之外，影响粘合剂固化的另一种因素是粘合剂暴露于LED光的时间量。粘合剂暴露于LED光的时间量可取决于容器台303的旋转速度。在一些实施方案中，对于每个操作中LED灯，粘合剂都会暴露于LED光10毫秒(ms)或更少时间。在一些实施方案中，对于每个操作中LED灯，粘合剂都会暴露于LED光2ms至6ms。在一些实施方案中，粘合剂暴露于LED光总共5ms至10ms。例如，在以600瓶/分钟(bpm)运行的一个机器中，在操作中具有一个LED灯的情况下，每个瓶暴露于LED光约2.4ms。
然后膜标签(例如，收缩膜标签)缠绕的容器通过输出单元32离开，该输出单元可包括线性传送带311、输出分布轮310和容器台303。输出分布轮310(优选星形轮，其相对于容器台303的旋转方向反向地旋转)接收离开容器台303的带有LED固化的标签的制品，并且将这些制品转移到传送带311上。如果使用收缩膜标签，则传送带311可将贴有标签的制品带到加热站，诸如使用例如蒸汽或热空气的烘箱(未示出)或收缩烘道，诸如如图3F所示的312，其加热收缩这些标签，使之缠绕在制品之上，从而符合收缩膜标签围绕的容器的形状。
前缘和/或后缘LED可固化的粘合剂
在将标签施加到瓶期间，最初通过液体粘合剂(即通过受热的热熔粘合剂或通过未固化的LED可固化的粘合剂)将前缘附接到瓶。标签缠绕在瓶周围，并且后缘附接到瓶。该缠绕以例如600bpm(瓶/分钟)的速度发生。最后，热熔粘合剂冷却并硬化，或LED可固化的粘合剂被固化。但是，该缠绕在紧接着施加液体粘合剂之后发生。
在上文针对图1所述的实施方案中，前缘粘合剂是热熔粘合剂，并且后缘粘合剂是LED可固化的粘合剂。热熔粘合剂用于前缘，因为此前存在的在LED固化之前呈液体形式的LED可固化的粘合剂未充分粘附到瓶，不允许在商业期望的速度(诸如600bpm)下处理。但是，期望将LED可固化的粘合剂用于前缘和后缘两者，有以下两个原因。
第一，LED可固化的粘合剂可具有优异粘结强度，并且在已施加标签之后在运输和储存期间可减小瓶贴标签的失效率。
第二，将相同粘合剂用于前缘和后缘可简化施加液体粘合剂所需的设备。例如，将LED可固化的粘合剂用于前缘和后缘两者去除了对加热热熔粘合剂的设备的需求，并且允许在对于工人更安全且更方便的环境温度下工作。
本发明人已令人惊讶地发现，在将LED可固化的粘合剂用于前缘和后缘两者时可实现商业期望的贴标签速度，诸如600bpm。使用在固化之前呈其液体形式时具有异常高的粘着力和/或粘度的LED可固化的粘合剂来实现该期望速度。在一些实施方案中，LED可固化的粘合剂可具有至少5牛顿(“N”)的粘着力。在一些实施方案中，LED可固化的粘合剂可具有至少5N、6N、7N、8N、9N、10N、11N、12N、13N、14N、15N、16N、17N、18N、19N、20N、21N、22N、23N、24N、25N、26N、27N、28N、29N、或30N、或以这些值中的任何两个值为端点的任何范围的粘着力。在一些实施方案中，LED可固化的粘合剂可具有在25℃下至少2帕斯卡秒(“Pas”)的粘度。在一些实施方案中，LED可固化的粘合剂可具有在25℃下至少2Pas、3Pas、4Pas、5Pas、6Pas、7Pas、8Pas、9Pas、10Pas、15Pas、20Pas、25Pas、30Pas、35Pas、40Pas、45Pas、50Pas、55Pas、60Pas、65Pas、70Pas、75Pas、80Pas、85Pas、90Pas、95Pas、或100Pas、或以这些值中的任何两个值为端点的任何范围的粘度。粘度是可取决于例如温度和施加的应力的参数。如本文所用，可在足够高的施加的应力下测量粘度，使得该流体的行为类似于牛顿流体。除非另外指明，否则在100帕斯卡的剪切应力下测量本文所述的粘度。虽然可使用更低的粘着力和/或粘度，但此类使用可导致不期望的更低贴标签速度以避免在将标签缠绕在瓶周围的工艺期间发生前缘剥离。
液体形式的LED可固化的粘合剂的粘度与粘着力之间通常存在正相关性-更高的粘度可与更高的粘着力相关。但是，可以改变粘着力而不改变粘度，或粘着力改变的程度可以明显大于粘度。
虽然粘着力和粘度对标签附接的程度都可有影响，但据信粘着力更相关。在一些实施方案中，低粘度与高粘着力的组合可为期望的，因为过高的粘度可减慢粘合剂施加。
本文所述的粘度和粘着力值适合与可商购获得的贴标签系统一起使用。然而，如果对贴标签系统进行机械改进而使任何给定粘合剂实现增强的粘附或装瓶速度，则可以使用具有比本文所述更低的粘度或更低的粘着力的LED可固化的粘合剂。
非收缩标签，包括与碳酸软饮料一起使用的标签
非收缩标签可用于缠绕制品，包括碳酸软饮料瓶。这些标签可为透明或不透明的，包括白色和金属化的。已观察到，在瓶贴标签期间形成的粘合剂粘结有时会在运输和储存期间剥离。例如当在塑料碳酸软饮料(“CSD”)瓶诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶上使用透明标签时，该问题特别严重。不希望受限于任何理论，据信透明标签具有比其他标签更低的表面能，并且不透明标签一般具有比透明标签更大的表面能，这可增强粘合剂接触并粘附到标签表面的能力。因此，透明标签的粘附程度可不如可比较的不透明标签。CSD瓶可由于碳酸化作用而膨胀，特别是在摇动或掉落时。瓶膨胀和平滑标签的该组合可导致在运输和储存期间比平常更高的标签剥离率。标签失效也可在其他背景下发生，诸如不透明标签和/或非CSD的瓶。LED可固化的粘合剂相对于热熔粘合剂的优异粘结强度可以以有商业意义的方式降低该失效率。可使用任何合适的标签材料，包括聚烯烃、聚酯和其他材料，而不论是透明还是不透明的。
LED可固化的粘合剂
LED灯非常紧凑，并且与紫外(UV)灯不同，LED灯不会生成臭氧，它们生成更少热，并且它们不需要通风或复杂屏蔽，因为它们仅发射近可见光谱范围附近(365纳米(nm)及更高)的光。
相比之下，使用UV可固化粘合剂来密封标签对于收缩膜贴标签的应用是不期望的。UV灯生成大量热，这可不利于标签的稳定。UV灯还产生臭氧以及大量极低光谱范围内(例如低至200nm)的UV光，这可对眼睛有害。在现有贴标签机上安装此类灯将需要设计的大量修改、臭氧的通风以及UV光的有效屏蔽。此外，LED可固化的粘合剂具有很少(如果有的话)挥发性有机化合物，这使得它们优于其他接缝制作工艺，诸如UV固化或溶剂焊接。
最新一代LED灯能够发射近可见光谱范围附近的高强度单色光。因此可吸收相同光谱范围内的光的粘合剂组合物可例如在小于一秒内经历快速交联/聚合。此外，可透过印刷油墨的半透明(或甚至视觉上不透明)层进行LED固化，该层可透射365nm至420nm(例如，385-405nm)光谱范围内的足够量的光。例如，对于视觉上不透明的材料而言，亚可见LED光(即，在低于400nm诸如395nm的波长下的光)仍可透过标签以使LED可固化的粘合剂固化。
LED固化已被认为比UV固化慢得多，这是由于过量氧抑制减慢了聚合速率。其被认为不适用于高速应用，诸如瓶贴标签，该瓶贴标签优选以600瓶/分钟且最多720瓶/分钟的速度发生。然而，本发明人发现，在LED可固化的粘合剂在两个层之间的接缝中固化的情况下，缠绕在要贴标签的制品(例如，瓶)周围的膜的固化速度可满足典型贴标签应用的高速需求。虽然不希望受理论的束缚，但据信采用LED灯时的固化速度会由于膜的两个层之间的厌氧、无氧条件而显著增加。
此外，LED可固化的粘合剂可有效用于各种类型的标签上，包括透明和视觉上不透明的标签。正常强度LED光(例如，辐照度低于5W/cm2的光)透过透明标签的透射率可为50％至100％透射率(例如，80％或更高)。正常强度LED光透过白色标签的透射率可为0％至30％(例如，1％或更少)。正常强度LED光透过金属化标签的透射率可为0％至5％(例如，0％)。即使可见光不能够穿透白色或金属化标签，亚可见光例如高强度395nm LED光也能够穿透这些不透明标签。高强度光可具有高辐照度，例如大于5W/cm2(例如，至少10W/cm2)。例如，在一些实施方案中，可使用高强度395nm LED灯，从而产生具有10W/cm2或更高的峰值辐照度的LED光。在一些实施方案中，可使用高强度395nm LED灯，从而产生具有20W/cm2的峰值辐照度的LED光。
用于本文所述方法的合适的LED可固化的粘合剂的特征可在于以下的一者或多者：(1)合适的施加粘度(例如，在低于70℃(例如，低于50℃)的温度下约0.3Pas(300cps)至约2Pas(2000cps)、或小于1Pas(1000cps)、小于0.8Pas(800cps)、或小于0.6Pas(600cps)和/或上述粘度和粘着力；(2)适用于以顺序方式每分钟为最多720个(例如，50、100、150、200、300、400、500、600、700、720个或指定值之间的任何范围)制品贴标签的LED固化速度；以及(3)用于预期用途的粘结强度(在LED固化后)，诸如足以使收缩膜在加热下(诸如在100℃收缩烘道中)保持粘结、或足以使收缩和非收缩膜在运输、储存和处理期间保持粘结的粘结强度。
在一些实施方案中，LED可固化的粘合剂是烯属不饱和的预聚物、烯属不饱和的低聚物、烯属不饱和的单体、在385-405nm的LED范围内及紧密接近处具有光吸收性的光引发剂以及任选地一种或多种惰性相容填料的混合物。
在优选实施方案中，LED可固化的粘合剂是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯官能聚氨酯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯官能单体、在385-405nm的LED范围内及紧密接近处具有光吸收性的氧化膦型光引发剂以及任选地一种或多种惰性相容填料的混合物，其中所述一种或多种惰性填料是烃树脂、松香酯、聚酰胺、聚酯或它们的组合。
在一些具体实施方案中，LED可固化的粘合剂可具有根据下表的组成：
Figure BDA0001945118090000191
Figure BDA0001945118090000201
膜标签(例如，收缩膜标签)上的LED可固化的粘合剂的量一般可为介于5g/m2和50g/m2之间的量(例如，10g/m2、20g/m2、30g/m2、40g/m2、50g/m2、或在指定值之间的任何范围)。在优选实施方案中，LED可固化的粘合剂的量为介于5g/m2和30g/m2之间或介于10g/m2和30g/m2之间的量。虽然不希望受理论的束缚，但据信由于LED固化的粘合剂具有更高的粘结强度以及对高温的更低敏感性，因此LED固化的粘合剂可以以比常规热熔粘合剂低得多的涂层重量施加，后者一般在收缩膜应用中以80-100g/m2的涂层重量施加。因此，使用LED可固化的粘合剂可显著节省粘合剂成本。
可在低于典型收缩温度的各种温度下将LED可固化的粘合剂施加到膜标签(例如，收缩膜标签)上。在优选实施方案中，可在小于70℃、诸如小于50℃、小于40℃、小于30℃的温度下或在环境温度下将LED可固化的粘合剂施加到膜标签(例如，收缩膜标签)上。
一般在已将膜标签(例如，收缩膜标签)转移到要贴标签的制品上之后使LED可固化的粘合剂固化。可使用各种LED灯，这些LED灯是本领域已知的。在优选实施方案中，LED灯生成具有在介于365nm和420nm之间(例如，介于385nm和405nm之间(例如，在395nm))的波长的LED光。
增粘树脂筛选
如下表所示，可通过将不同松香或树脂与单体和稀释剂组合来实现LED可固化的粘合剂共混物的变化粘着力：
Figure BDA0001945118090000202
Figure BDA0001945118090000211
*这些树脂不可溶或不与所选单体相容。
如该表所示，具有改性剂松香和单体/稀释剂的共混物实现了49N的粘着性。具有多萜树脂与单体/稀释剂的组合的共混物不可溶或不与该单体相容。
粘着力测试
进行测试以确定各种LED可固化的粘合剂共混物的粘着力。为了进行这些测试，使用Bird施加器将具体粘合剂共混物以一定量施加到金属平台之上以产生5密耳/125微米粘合剂厚度。将具有24mm直径和4.52cm2接触面积的50g圆柱砝码附接到测力计，并且将砝码降低到粘合剂层上并允许搁置在该表面上约10s。然后以两种速率从粘合剂层提起砝码。快速率为约1mm/s，并且慢速率为约0.1mm/s。测力计记录在从粘合剂释放砝码期间实现的峰值力。该峰值力是“粘着力”。除非另外指明，否则本文的粘着力值是在以快速率提起砝码时测量的。
粘着力可取决于粘合剂配方和粘度，以及从粘合剂表面提起砝码的速度和/或加速度。样品C1和C2是对照粘合剂。总体概况度量包括诸如粘着力、粘结强度和粘度的特性。下表示出了以快速率提起砝码时各种粘合剂的粘着力值。
Figure BDA0001945118090000212
Figure BDA0001945118090000221
如该表所示，与对照C1和C2共混物相比，共混物B8、B9、B12、B14、B17和B18具有相等或更好的预测粘结强度。与热熔粘合剂体系相比，这些共混物中的每一者都具有更好的预测粘结强度。预测粘结强度基于对于每种组成而言从若干瓶剥离LED固化的标签的难度。用于粘附本测试的标签的实验设置可给影响剥离难度的参数(诸如粘合剂厚度)带来微小变化。这些微小变化使粘结强度的准确定量变得困难，这就是粘结强度被表述为“预测”的原因。但是，该实验设置足以在预计特定粘合剂的粘结强度相较于对照样品是更差、相等还是更好方面提供相当好的信息。并且上表中的所有样品都具有比典型热熔粘合剂更好的粘结强度。如该表所示，共混物B9和B18提供了比对照样品C1和C2总体更好的概况。
下表示出了以慢速率提起砝码时各种粘合剂的粘着力值。
C1 C2 B9 B18
粘着力(N) 22.2 21.3 25.6 27.1
粘着力(N/cm<sup>2</sup>) 4.9 4.7 5.7 6.0
标准差 1.4 3.2 5.1 3.1
相比于C2的粘着力增加(％) 16.8 21.1
热熔贴标签机的改造型设备
传统热熔粘合剂在不使用高度温度敏感性的收缩膜的贴标签市场中占主导地位。绝大多数收缩膜标签借助于有机溶剂来密封，并且需要单独设备来形成膜套并将其施加到瓶。为新一代饮料包装引入收缩膜标签将需要在传统收缩膜套贴标签设备方面大量投资并且在许多车间更换现有热熔贴标签机。然而，贴标签行业中从未使用过的新型LED固化技术的引入允许在购买和安装LED灯所需的最小投资的情况下改造现有热熔设备，从而节省大量金钱。
通过使用LED技术，用于本文所述方法的贴标签机可为现有热熔贴标签机(例如，
Figure BDA0001945118090000231
Contiroll贴标签机)的改造型设备。几乎任何现有热熔贴标签机都可通过安装包括至少一个LED灯的LED站来改造成本文所述的设备，所述至少一个LED灯被构造为使设置在收缩膜标签的前缘与后缘之间的重叠中的LED可固化的粘合剂固化。参见例如如上文所述的图3A至图3F。例如，在紧接着将标签转移到制品(例如，瓶)上之后，可将所述至少一个LED灯(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个灯)安装在下游。可在标签缠绕容器的下游位置处，将一个或多个LED灯固定在贴标签机的非旋转部分上。还可在不与贴标签机物理地相关联的单独单元中提供一个或多个LED灯。在一些实施方案中，现有热熔贴标签系统是
Figure BDA0001945118090000232
Contiroll贴标签系统等中的一者。
可将LED灯作为附加元件安装在所有现有贴标签机上，而对现有贴标签机(诸如
Figure BDA0001945118090000233
Contiroll贴标签机)不做修改。已进行LED灯在现有贴标签设备上的安装，使得用于制造瓶(例如，塑料运动饮料瓶或其他软饮料瓶)的当前热熔贴标签机可转变为收缩膜贴标签机。
LED粘合剂施加器可从热熔粘合剂施加器改造而成，并且被构造为施加LED可固化的粘合剂。在一些实施方案中，从热熔贴标签系统移除用于施加热熔粘合剂的加热器。在一些实施方案中，不移除加热器，而是可在施加LED可固化的粘合剂时简单地关闭加热器。在一些实施方案中，将两种不同类型的粘合剂施加到前缘和后缘。在此类实施方案中，将现有热熔粘合剂施加器移除并更换为两个粘合剂施加器，参见例如图3C，施加器307A和307B。施加器之一适于将前缘粘合剂(诸如LED可固化或热熔粘合剂)施加到收缩膜标签的前缘附近；并且另一个施加器适于将后缘粘合剂(包括LED可固化的粘合剂)施加到收缩膜标签的后缘附近。可使用其他合适的粘合剂施加器设计，例如图3A至图3F所示的那些。
完成各种性能测试以测试使用LED固化的粘合剂的有效性。使用三种不同LED可固化的粘合剂(样品A、样品B和样品C)完成测试。性能测试的结果将在以下实施例中描述。
实施例1-热熔粘合剂
使用热熔粘合剂运行对照测试。热熔粘合剂用于前缘和后缘粘合剂。使用加热器将粘合剂的温度升高到290℉，在对照实验中不使用LED灯。加热后，使粘合剂冷却以粘结标签的前缘和后缘。
Figure BDA0001945118090000241
实施例2-透射率和不透明度测量
在标签的前表面上、没有任何标记或印刷的区域中，使用A2发光体和2°观测角并使用400nm至700nm的整个光谱来测试透明、白色和金属化标签的不透明度。对于每种标签类型而言，测量10个不同样品的不透明度。透明、白色和金属化标签分别具有17.6％、83.5％和100％的平均不透明度。
使用UV-可见分光光度计在395nm下测量正常强度光透过透明、白色和金属化标签的透射率。透明、白色和金属化标签的光透射率分别为86％、0.3％和0％。测试结果(例如实施例3至5中所讨论的那些)表明，如果使用高强度单色LED光源来使粘合剂固化，则白色和金属化标签可实现显著更高的透射率。例如，在实施例3至5中所讨论的测试期间使用峰值辐照度为20W/cm2的LED灯。
实施例3-LED可固化的粘合剂样品A
LED可固化的粘合剂样品A用于前缘粘合剂(拾取粘合剂)和后缘粘合剂(搭接粘合剂)两者。下表示出了使用LED可固化的粘合剂样品A来缠绕瓶的各种工艺配置的结果。为了测试粘合剂样品A的剥离粘结强度和剪切粘结强度，对工艺参数进行各种修改。在整个运行中修改的变量包括用于使粘合剂固化的LED灯的数量、标签类型、温度、灯位置和缠绕速度。对于下表中所列的每个运行而言，前缘粘合剂和后缘粘合剂两者均被固化。使用加热器将温度升高到下表中所指示的温度。
在未修改的灯位置中，一个或多个LED灯位于上述LED站处。运行5、6、9、10和13-20使用如上所述修改的设置中的LED灯来运行。对若干运行修改灯设置。在修改的灯设置中，一个LED灯被定位成将LED光施加到标签开始缠绕在瓶周围的点处的粘合剂。
对于缠绕在透明标签中的瓶而言，该工艺在使用2和4个LED灯时实现600bpm的缠绕速度。对于缠绕在白色标签中的瓶而言，该工艺在使用1、3和4个LED灯时实现600bpm的缠绕速度。对于缠绕在金属化标签中的瓶而言，该工艺在使用2和4个LED灯时实现400bpm的缠绕速度。
更低的缠绕速度使瓶暴露于LED光更长的时间段。将运行1与运行2和3进行比较时，运行1中更高的剥离粘结强度指示对LED光的暴露时间会影响剥离粘结强度。例如，更长的暴露时间或更高的LED能量输出可产生改善的剥离粘结强度。
类似地，在将运行16至20进行比较时，调节的唯一变量是缠绕速度。运行16至20显示出在缠绕速度增加(因此对LED光的暴露时间减小)时剥离粘结强度和剪切粘结强度减小的趋势。
Figure BDA0001945118090000251
实施例4-LED可固化的粘合剂样品B
LED可固化的粘合剂样品B用于前缘粘合剂和后缘粘合剂两者。下表示出了使用LED可固化的粘合剂样品B来缠绕瓶的各种工艺配置的结果。为了测试粘合剂样品B的剥离粘结强度和剪切粘结强度，对工艺参数进行各种修改。在整个运行中修改的变量包括用于使粘合剂固化的LED灯的数量、标签类型、温度和缠绕速度。使用加热器将温度升高到下表中所指示的温度。
对于缠绕在透明标签中的瓶而言，该工艺在使用1、2和4个LED灯时实现600bpm的缠绕速度。对于缠绕在白色标签中的瓶而言，该工艺在使用2和4个LED灯时实现275bpm的缠绕速度。对于下表中所列的每个运行而言，前缘粘合剂和后缘粘合剂两者均被固化。
Figure BDA0001945118090000261
实施例5-LED可固化的粘合剂样品C
LED可固化的粘合剂样品C用于前缘粘合剂和后缘粘合剂两者。下表示出了使用LED可固化的粘合剂样品C来缠绕瓶的各种工艺配置的结果。为了测试粘合剂样品C的剥离粘结强度和剪切粘结强度，对工艺参数进行各种修改。在整个运行中修改的变量包括用于使粘合剂固化的LED灯的数量、标签类型、温度和缠绕速度。使用加热器将温度升高到下表中所指示的温度。
对于缠绕在透明标签中的瓶而言，该工艺在使用1、2和4个LED灯时实现600bpm的缠绕速度。对于缠绕在白色标签中的瓶而言，该工艺在使用2和4个LED灯时实现275bpm的缠绕速度。对于下表中所列的每个运行而言，前缘粘合剂和后缘粘合剂两者均被固化。
Figure BDA0001945118090000271
如实施例3至5中所示，剥离粘结强度和剪切粘结强度一般在更多LED灯添加到该工艺时增加，并且在缠绕速度增加时减小。此外，结果表明，剥离粘结强度一般在不透明度增加时减小。透明标签一般具有比白色标签更高的粘结强度，并且白色标签一般具有比金属化标签更高的粘结强度。
此外，在将实施例1中的热熔粘合剂和实施例3至5的LED可固化的粘合剂的数据进行比较时，用LED可固化的粘合剂进行的测试实现了与热熔粘合剂相同的缠绕速度并且表现出类似的剥离粘结强度和剪切粘结强度。然而，实施例3至5中的测试在比实施例1中的热熔低得多的温度下完成(130-160℉相比于热熔实施例中的290℉)。
实施例6-掉落测试
使用冷却Bruceton测试方法来测试粘合剂粘结的强度。在缠绕瓶之后，使瓶从递增高度掉落，从60英寸的高度开始，以6英寸的增量递增到84英寸的高度。如果在掉落之后，标签保留在瓶上并且粘合剂粘结没有被破坏，则瓶通过给定高度下的Bruceton测试。如果在掉落之后，标签从瓶脱落或一个或多个粘合剂粘结被破坏，则瓶未通过给定高度下的Bruceton测试。
对于已通过热熔程序固化的标签而言，标签通过了60英寸至84英寸的所有高度下的Bruceton测试。类似地，对于已通过上述LED固化方法固化的标签而言，标签通过了60英寸至84英寸的所有高度下的Bruceton测试。因此，LED固化方法被证明至少与热熔固化方法一样有效。
实施例7-粘度测量
在各种温度下测量实施例3至5的粘合剂的粘度以确定使用上述LED固化方法使粘合剂有效固化的最佳粘度范围。已确定，1Pas(1000cps)至1.3Pas(1300cps)的范围引起了标签前缘和后缘两者上的LED可固化的粘合剂的有效固化。在50℃(122℉)至70℃(158℉)范围内的温度下测量每种粘合剂的粘度。
实施例3的粘合剂在约55℃至约60℃的温度范围内具有1Pas(1000cps)至1.3Pas(1300cps)范围内的粘度。实施例4的粘合剂在约65℃至约60℃的温度范围内具有1Pas(1000cps)至1.3Pas(1300cps)范围内的粘度。实施例5的粘合剂在约68℃至70℃测试极限的温度范围内具有1.2Pas(1200cps)至1.3Pas(1300cps)范围内的粘度。所有三种粘合剂在比最热典型灌装车间的平均日温更高的温度下具有1Pas(1000cps)至1.3Pas(1300cps)范围内的粘度。
Figure BDA0001945118090000281
粘合剂的粘度是重要因素，因为粘合剂的粘度影响粘合剂施加。过高的粘度可减慢粘合剂施加并且可降低被转移的粘合剂的量。在一些实施方案中，低粘度与高粘着力的组合可为期望的，并且以上所示的数据指示可以在对LED可固化的粘合剂有效的温度范围内保持相对较低的粘度。
实施例8-高温下的测试
在22℃和95℃下使用热熔粘合剂和LED可固化的粘合剂两者测试若干标签样品的剪切粘结强度。下表总结了热熔粘合剂和LED可固化的粘合剂在22℃和95℃下的粘结强度，包括与低温相比高温下粘结强度的减小百分比。如下表所示，所有热熔样品具有99％的粘结强度减小率。相比之下，LED可固化的粘合剂的粘结强度减小了82％至91％。
Figure BDA0001945118090000291
如以上数据所示，即使在高温下，LED可固化的粘合剂也能保持粘结强度。在高温下保持粘结强度的这种能力可用于若干应用，例如暴露于宽泛温度范围的CSD包装。CSD包装可在例如车库或仓库中储存时暴露于高温潮湿条件，例如在零售店中时暴露于室温条件，并且例如在储存在冰箱中时暴露于低温条件。
对具体实施方案的以上描述将充分揭示本发明的一般性质，使得他人可通过应用本技术领域的知识在不脱离本发明总体构思的情况下容易地针对各种应用对这些具体实施方案进行修改和/或调整，而无需过度实验。因此，基于本文给出的教导和指导，这些调整和修改旨在落入所公开实施方案的等同物的含义和范围内。应当理解，本文的措辞或术语是出于描述而不是限制的目的，使得本说明书的术语或措辞应由本领域的技术人员按照所述教导和指导来解释。
本发明的广度和范围不应受任何上述示例性实施方案的限制。
本文描述的所有各个方面、实施方案和选项可在任何和所有变型中进行组合。
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请以引用方式并入本文，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被明确地和单独地指出以引用方式并入。

Claims (26)

1.一种制备贴有标签的瓶的方法，所述方法包括：
将LED可固化的粘合剂施加到要施加到瓶的膜标签的至少一部分上；
将所述膜标签缠绕在所述瓶周围，使得所述膜标签的前缘和后缘重叠，其中所述LED可固化的粘合剂的至少部分设置在所述前缘与所述后缘之间的所述重叠中；和
用LED光使设置在所述前缘与所述后缘之间的所述重叠中的所述LED可固化的粘合剂固化；
其中将所述LED可固化的粘合剂暴露于LED光下10毫秒或更少时间；和
其中在低于70℃的温度下将所述LED可固化的粘合剂固化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜标签是收缩膜标签。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜标签是非收缩膜标签。
4.根据权利要求1或2所述的方法，还包括使所述缠绕的瓶穿过收缩烘道以形成贴有收缩膜标签的瓶。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述瓶的特征在于主体包括具有不同直径或尺寸的至少两个部分。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述膜标签缠绕在具有不同直径或尺寸的所述两个不同部分之间且包括具有不同直径或尺寸的所述两个不同部分的所述瓶的至少一部分。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述LED可固化的粘合剂施加到所述膜标签的所述后缘附近。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括将前缘粘合剂施加到所述膜标签的所述前缘附近。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述前缘粘合剂是LED可固化的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述前缘粘合剂的至少一部分设置在所述瓶与所述前缘之间，并且其中所述方法还包括使设置在所述瓶与所述前缘之间的所述前缘粘合剂固化。
11.根据权利要求10所述的方法，其中设置在所述瓶与所述前缘之间的所述前缘粘合剂与设置在所述前缘与所述后缘之间的所述重叠中的所述LED可固化的粘合剂同时固化。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述LED可固化的粘合剂以5-50g/m2的量施加到所述膜标签上。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中使所述LED可固化的粘合剂固化包括使所述瓶经受在365-420nm波长下的LED光。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述LED可固化的粘合剂是烯属不饱和的预聚物、烯属不饱和的低聚物、烯属不饱和的单体、在385-405nm的LED范围内及紧密接近处具有光吸收性的光引发剂和任选地一种或多种惰性相容填料的混合物。
15.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述LED可固化的粘合剂是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯官能聚氨酯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯官能单体、在385-405nm的LED范围内及紧密接近处具有光吸收性的氧化膦型光引发剂以及任选地一种或多种惰性相容填料的混合物，其中所述一种或多种惰性填料是烃树脂、松香酯、聚酰胺、聚酯或它们的组合。
16.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述LED可固化的粘合剂在适用于以顺序方式每分钟为500-720个瓶贴标签的速率下固化。
17.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述LED可固化的粘合剂具有至少5N的粘着力。
18.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述LED可固化的粘合剂具有在25℃下至少2Pas的粘度。
19.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述膜标签是透明标签。
20.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述膜标签是不透明标签。
21.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述瓶是碳酸软饮料瓶。
22.根据权利要求8所述的方法，其中所述前缘粘合剂在低于70℃的温度下施加。
23.一种设备，所述设备用于用膜标签为瓶贴标签，所述设备包括：
横进给单元，所述横进给单元被构造为进给要贴标签的瓶；
标签进给器，所述标签进给器被构造为进给所述膜标签；
LED粘合剂施加器，所述LED粘合剂施加器被构造为将LED可固化的粘合剂施加到所述膜标签上；
机构，所述机构用于递送所述膜标签的标签条以缠绕所述瓶，其中每个标签条具有前缘和后缘，其中在缠绕瓶后，所述膜标签的所述标签条的所述前缘和所述后缘重叠，并且其中所述LED可固化的粘合剂的至少部分设置在所述前缘与所述后缘之间的所述重叠中；
LED站，所述LED站包括至少一个LED灯，所述至少一个LED灯被构造为将所述LED可固化的粘合剂暴露于LED灯下10毫秒或更少时间和在低于70℃的温度下使设置在所述前缘与所述后缘之间的所述重叠中的所述LED可固化的粘合剂固化；和
输出单元，所述输出单元被构造为递送所述贴有标签的瓶。
24.根据权利要求23所述的设备，还包括收缩烘道，所述收缩烘道被构造为使所述膜标签收缩在所述瓶之上。
25.根据权利要求23或24所述的设备，其中所述至少一个LED灯发射介于385-405nm之间的波长下的光。
26.一种改造贴标签系统用于用膜标签为瓶贴标签的方法，所述方法包括：
从现有热熔贴标签系统移除加热器；
添加包括至少一个LED灯的LED站；和
将热熔粘合剂施加器重新构造为将LED可固化的粘合剂施加到所述膜标签上；
其中在移除加热器、添加LED站和重新构造热熔粘合剂施加器之后，构造所述系统，以在至少500个瓶/分钟的速度下生产贴标签的瓶；
其中所述LED站被构造为将所述LED可固化的粘合剂暴露于LED光下10毫秒或更少时间。
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