Способ прикрепления этикеток к предметам

Способ прикрепления этикеток к предметам

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способу прикрепления этикеток к предметам.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Этикетки могут быть прикреплены к предметам, например, для того, чтобы визуально показать информацию, связанную с предметом. Информация может содержать, например, торговую марку производителя, рекламную информацию, информацию о цене или инструкции по эксплуатации.

Доступно некоторое количество методов декорирования этикеток, каждый обладающий различными преимуществами и проблемами. Самоклеящиеся или чувствительные к давлению этикетки хорошо известны и широко используются в данной отрасли. Однако они имеют некоторое количество недостатков, которые включают в себя тот факт, что процесс производства достаточно сложен, и в некоторых случаях создаются отходы производства, чрезмерно вредящие окружающей среде.

Ссылаясь на фиг.1, известная этикетка 100 содержит несущий слой 10, клеящий слой 20 и съемную подложку 99. Несущий слой 10 может содержать напечатанные рисунки 30.

Традиционно подложку сначала покрывают с одной стороны разделительным средством, обычно силиконом, и этот разделительный слой отверждают с помощью нагревания. Затем сверху этого отвержденного силиконового слоя формируют слой чувствительного к давлению перманентно липкого клеящего вещества. Этот клеящий слой обычно формируют посредством нанесения дисперсии клеящего вещества на водной основе на разделительный слой и затем используют нагревание для высыхания, чтобы дисперсия стала чувствительной к давлению клеящей пленкой. Бумажный или пленочный носитель печатного изображения, лицевой материал, затем наносят на покрытую клеящим веществом подложку, в результате чего клеящее вещество предпочтительно переходит на этот носитель печатного изображения. Затем рулоны такого чувствительного к давлению многослойного материала могут быть поставлены следующей стороне в производственно-сбытовой цепочке типографам, которые отпечатывают лицевую сторону многослойного материала и высекают этикетки до требуемой формы и удаляют отходы матрицы, неиспользуемые части лицевой стороны.

Многослойный материал напечатанной этикетки может быть затем переправлен далее по производственно-сбытовой цепочке, и следующая сторона, ответственная за конечное использование, наносит этикетки на предметы или контейнеры, требующие нанесения этикеток. На этой стадии подложка становится отходом производства, что является главным вопросом утилизации отходов для пользователей таких этикеток и данной отрасли в целом, равно как и всей окружающей среды.

Альтернативой, где использование подложки может быть устранено, является использование этикеток с водорастворимым клеевым слоем, где предварительно отпечатанные и высеченные бумажные этикетки покрывают водорастворимым клеящим веществом и затем прикладывают непосредственно к предмету, подлежащему нанесению этикетки. Обычно такие операции с этикетками с водорастворимым клеевым слоем являются довольно грязными, с большим количеством времени, потерянным на чистку, установку и изменение форматов этикетки. В дополнение, такие этикетки с водорастворимым клеевым слоем почти всегда имеют некрасивые прижимные отметки "магазина этикеток" на законченном объекте с нанесенной этикеткой. Кроме того, этикетки с водорастворимым клеевым слоем недоступны с бесцветной пленкой из-за технической проблемы, при которой вода не может в удовлетворительной степени испариться и вытечь из-под этикеток, всегда приводя в результате к некрасивым вздутиям в этикетке.

Другой технологией декорации является термоусадочная технология, в случае которой общие связанные затраты очень высоки и процесс производства очень сложен. Термоусадочные пленки обычно печатают на широкоформатной машине глубокой или флексографской печати на основе таких чернил, которые могут вызывать угрозы окружающей среды и безопасности. После печати в отдельном автономном процессе пленку формируют в трубу, и швы склеивают вместе посредством использования процесса сварки растворителем. Затем эту трубу нарезают на более короткие куски, наложенные на продукт, подлежащий нанесению этикетки, и поданные через термоусадочную камеру при высокой температуре, заставляя пленку усаживаться и принимать форму контейнера. Несмотря на то, что эта технология дает обращающие внимание и привлекательные результаты для некоторых целевых сегментов рынка, она имеет ряд недостатков. Они включают в себя тот факт, что по определению термоусадочная оболочка покрывает всю поверхность объекта, подлежащего нанесению этикетки, и поэтому декорация или покрытие этикеткой в 180° только части поверхности контейнера невозможно. Видимость некрасивых швов на термоусадочных этикетках является негативным вопросом. На практике невозможно использовать термоусадочные оболочки для контейнеров с плоскими сторонами или с контейнерами с ручками.

Кроме того, невозможно использовать бумажные этикетки с термоусадочными оболочками, также невозможно иметь разнообразие текстур или тактильных эффектов. Также при использовании термоусадочных оболочек невозможно иметь этикетки, частично обертывающие корпус (контейнера), множество этикеток на контейнере или этикетки уникальной формы. Также невозможно добиться так называемого вида "отсутствия этикетки" с помощью термоусадочных оболочек, то есть невозможно иметь этикетку, сочетающуюся с цветом и материалом контейнера, как если бы этикетки там не было и будто на контейнере предварительно выполнена печать.

Еще одной широко используемой технологией этикеток является технология этикеток оберточного типа. Этикетки оберточного типа могут быть произведены либо из бумаги, либо из пленки и могут быть поданы из стационарного магазина или поданы непосредственно из катушек. Обычно термоплавкое клеящее вещество наносят на передний край этикетки, которую плотно обертывают вокруг контейнера, поворачиваемого с управляемой скоростью, с задним краем, зафиксированным на месте посредством второй узкой полосы термоплавкого клеящего вещества. Главными рынками для таких этикеток являются безалкогольные напитки и минеральные воды вследствие отсутствия премиум-вида и, следовательно, маркетинговой привлекательности этикеток. В этом случае невозможно достичь вида "отсутствия этикетки". Выбор материалов очень ограничен и разнообразие конструкций ограничено конструкциями цилиндрических форм.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения является предоставить способ прикрепления этикеток к предметам.

Согласно первому аспекту изобретения, предоставляется способ прикрепления этикетки (100) к поверхности предмета 300, где этикетка (100) содержит несущий слой (10) и связующий слой (20), при этом способ включает этап, на котором нагревают связующий слой (20) посредством использования инфракрасного света (IR1), где такой инфракрасный свет (IR1) имеет максимальную спектральную плотность потока излучения при пиковой длине волны (λ_P), причем связующий слой (20) имеет поглощающую спектральную область, которая спектрально совпадает с вышеуказанной пиковой длиной волны (λ_P).

Спектральное распределение теплового излучения может спектрально совпадать с областью, где связующий слой имеет высокую поглощательную способность.

Благодаря изобретению, большая часть оптической мощности может быть использована для нагревания связующего слоя. Потребление энергии процессом может быть уменьшено.

В варианте осуществления компоненты устройства нанесения этикеток могут работать при более низких температурах, и/или компонентам устройства нанесения этикеток может требоваться менее эффективное охлаждение.

В варианте осуществления высокая энергетическая плотность может быть использована для нагревания термически активируемого клеящего вещества связующего слоя. Следовательно, общее время, необходимое для нагревания этикетки, может быть уменьшено. Таким образом, итоговое потребление энергии может быть уменьшено, и/или может быть увеличена скорость прикрепления этикетки к продуктам.

В варианте осуществления толщина несущего слоя может быть уменьшена, и/или несущий слой может быть сделан из материала, который имеет более низкую температуру размягчения. Таким образом, итоговое потребление энергии может быть уменьшено, и/или при производстве этикеток может потребляться меньше материалов. Следовательно, способ производства этикеток может быть более экономичным и/или заботящимся об окружающей среде.

Можно избежать использования покровной пленки. Следовательно, количество отходов производства может быть уменьшено.

В варианте осуществления этикетку могут переносить и хранить в нелипком состоянии, и она может быть преобразована в липкое состояние только после того, как связующий слой этикетки находится в контакте с поверхностью предмета. Таким образом, переноска липкой этикетки может быть устранена. Это является улучшением известных чувствительных к давлению этикеток. В частности, это является улучшением этикеток с водорастворимым клеевым слоем.

В варианте осуществления связующий слой могут преобразовать в его липкое состояние за счет нагревания до прикладывания к поверхности предмета, подлежащего нанесению этикетки. После контакта с поверхностью связующий слой может быть охлажден.

В варианте осуществления этикетка не нуждается в полном окружении предмета. Это является улучшением известных термоусадочных этикеток, где нагревание используют для усадки материала этикетки.

В варианте осуществления этикетка не имеет видимых швов. Это является улучшением известных этикеток оберточного типа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В следующих примерах варианты осуществления изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на прилагающиеся чертежи, на которых:

на фиг.1 показана, в трехмерном виде, этикетка известного уровня техники,

на фиг.2 показана, в трехмерном виде, термическая активация связующего слоя излучением,

на фиг.3a показаны спектральная поглощательная способность несущего слоя и спектральная поглощательная способность связующего слоя,

на фиг.3b показаны спектральная поглощательная способность несущего слоя и спектральная поглощательная способность связующего слоя,

на фиг.3c показаны спектральная поглощательная способность несущего слоя и спектральная поглощательная способность связующего слоя,

на фиг.3d показаны спектральная поглощательная способность несущего слоя и спектральная поглощательная способность связующего слоя,

на фиг.4a показана фильтрация излучения посредством использования пропускающего оптического фильтра,

на фиг.4b показана фильтрация излучения посредством использования отражающего оптического фильтра,

на фиг.5 показана, в трехмерном виде, термическая активация посредством излучения, которое непосредственно падает на связующий слой,

на фиг.6 показана, в трехмерном виде, этикетка, содержащая RFID-транспондер,

на фиг.7 показан, в трехмерном виде, этап отрезания метки от ленты посредством использования источника инфракрасного света,

на фиг.8a показана термическая активация полиуретанового клеящего вещества,

на фиг.8b показаны клеящие свойства полиуретанового клеящего вещества как функция температуры,

на фиг.9 показана оптическая пропускаемость тонкого слоя акрилового клеящего вещества, нанесенного на стеклянную поверхность,

на фиг.10 показана оптическая пропускаемость тонкого слоя полиуретанового клеящего вещества, нанесенного на стеклянную поверхность,

на фиг.11 показана оптическая пропускаемость полиуретанового клеящего вещества, определенная из измерений FTIR,

на фиг.12 показана оптическая пропускаемость акрилового клеящего вещества, определенная из измерений FTIR,

на фиг.13 показана спектральная мощность излучения полного излучателя при трех разных температурах,

на фиг.14 показана измеренная плотность мощности инфракрасного нагревателя как функция расстояния между нагревателем и точкой измерения.

на фиг.15 показана, в трехмерном виде, экспериментальная установка, содержащая инфракрасный нагреватель и образец, с возможностью настраивать расстояние между нагревателем и образцом,

на фиг.16a показано время активации для полиуретанового образца A как функция плотности мощности излучения и расстояния,

на фиг.16b показано время активации для полиуретанового образца B как функция плотности мощности излучения и расстояния,

на фиг.16c показано время активации для полиуретанового образца 2A как функция плотности мощности излучения и расстояния,

на фиг.16d показано время активации для полиуретанового образца 2B как функция плотности мощности излучения и расстояния,

на фиг.17 показано время активации для акрилового клеящего вещества на бумажном несущем слое как функция расстояния между образцом и источником излучения,

на фиг.18 показана, в виде сбоку, установка для тестирования активации связующего слоя посредством использования CO₂-лазера, и

на фиг.19 показан, в трехмерном виде, оптический мониторинг состояния связующего слоя.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Ссылаясь на фиг.2, этикетка 100 может содержать несущий слой 10 и связующий слой 20. Этикетка может содержать графические рисунки 30.

Этикетка 100 может быть прикреплена к поверхности предмета 300 посредством нагревания связующего слоя 20 и посредством прижимания активированного связующего слоя к поверхности. Предмет 300 может быть, например, бутылкой.

Это прикрепление этикетки к предмету, подлежащему нанесению этикетки, обычно выполняют аппликатором этикеток или этикетировочным оборудованием. Прикрепление этикетки к предмету 300 может также называться "нанесение".

Нагревание может быть выполнено до прикладывания этикетки к бутылке, т.е. до или во время прижимания этикетки 100 к поверхности предмета 300.

Нагревание активирует связующий слой 20, т.е. состояние связующего слоя может изменяться с нелипкого состояния на липкое состояние за счет нагревания, и, таким образом, активированная этикетка ведет себя как чувствительная к давлению этикетка, т.е. она может быть прикреплена к поверхности с помощью слабого давления.

Нагревание активирует связующий слой 20, т.е. состояние связующего слоя может изменяться с нелипкого состояния на липкое состояние за счет нагревания.

Связующий слой 20 может быть нагрет инфракрасным светом IR1, предоставляемым источником 200 инфракрасного света. Инфракрасный свет IR1 может также назваться инфракрасным излучением. SX, SY и SZ обозначают ортогональные направления.

Свет IR1 может быть пропущен через несущий слой 10 до того, как свет IR1 упадет на связующий слой 20.

Связующий слой 20 может быть нагрет светом IR1, когда свет IR1 имеет достаточную оптическую мощность в диапазоне длин волн, и связующий слой 20 поглощает свет при вышеуказанном диапазоне длин волн.

Свет IR1 может также нагревать несущий слой 20. Однако нагревание несущего слоя 20 не является обычно необходимым при прикреплении этикетки 100 к предмету 300. Фактически чрезмерное нагревание несущего слоя 10 может быть бесполезным и может перманентно повредить этикетку 100.

Спектральные свойства инфракрасного света IR1 и спектральные свойства связующего слоя 20 могут быть выбраны так, чтобы несущий слой 10 нагревался меньше, чем связующий слой 20.

В частности, связующий слой 20 может быть нагрет посредством использования инфракрасного света IR1 так, чтобы максимальная спектральная плотность потока излучения находилась при длине волны, где спектральная поглощательная способность связующего слоя 20 существенно выше, чем спектральная поглощательная способность несущего слоя 10.

На фиг.3a показаны, в качестве примера, спектральная поглощательная способность несущего слоя 10 и спектральная поглощательная способность A(λ) связующего слоя. Несущий слой выполнен из бумаги, и связующий слой 20 содержит акриловое клеящее вещество.

Максимальную оптическую мощность инфракрасного света IR1 излучают при пиковой длине волны λ_P. 90% оптической мощности света IR1 излучают при длинах волн более длинных или равных крайней длине волны λ₉₀. Инфракрасный свет IR1 может иметь пик PK1 спектра. Единица спектральной плотности потока излучения может быть, например, Вт×м^-3, когда положение спектра выражают в нанометрах, или Вт×м^-1, когда положение спектра выражают в волновых числах.

Инфракрасный свет (IR1) может иметь максимальную спектральную плотность потока излучения при пиковой длине волны (λ_P), такую что связующий слой (20) имеет поглощающую спектральную область, которая совпадает с пиковой длиной волны (λ_P). Тепловое излучение IR1 может спектрально совпадать, например, со спектральной областью REG1, REG2 и/или REG3, показанной на фиг.3a.

"Совпадение" может относиться к ситуации, где поглощающая спектральная область связующего слоя 20 спектрально перекрывает по меньшей мере 50% ширины FWHM пика спектра излучения. FWHM относится к полной ширине на половине максимума.

Предпочтительно, тепловое излучение IR1 может спектрально совпадать с наивысшим пиком поглощения связующего слоя 20.

Спектральный максимум λ_P излучаемого света IR1 может быть, например, при длине волны 10,6 мкм. Длина волны 10,6 мкм соответствует волновому числу 943,4 см^-1. Источник 200 света может быть, например, CO₂-лазером (лазером на диоксиде углерода).

A_AVG обозначает среднюю поглощательную способность, вычисленную на заранее заданном спектральном диапазоне. Например, средняя поглощательная способность A_AVG может быть определена, например, на диапазоне длин волн от 2,5 мкм до 5 мкм, на диапазоне длин волн от 2,5 мкм до 10 мкм или на диапазоне длин волн от 400 нм до 5 мкм.

При определенных размещениях спектра, в частности при пиках спектра, спектральная поглощательная способность A(λ) может быть существенно выше, чем средняя поглощательная способность A_AVG.

В частности, спектральная поглощательная способность A(λ) может быть выше, чем двойная средняя поглощательная способность A_AVG, вычисленная на диапазоне длин волн от 2,5 мкм до 5 мкм.

Эффективное нагревание может быть гарантировано, когда связующий слой 20 имеет высокую поглощательную способность при пиковой длине волны λ_P инфракрасного света IR1, т.е. при длине волны максимальной спектральной плотности потока излучения.

В частности, связующий слой 20 может быть нагрет посредством использования инфракрасного света (IR1), такой инфракрасный свет (IR1) имеет максимальную спектральную плотность потока излучения при пиковой длине волны (λ_P), при этом поглощательная способность связующего слоя (20) при вышеуказанной пиковой длине волны (λ_P) выше или равна двойной средней поглощательной способности связующего слоя (20) в диапазоне длин волн от 2,5 мкм до 5 мкм.

Спектр инфракрасного света (IR1) может совпадать со спектральной поглощательной способностью связующего слоя (20), так что при по меньшей мере 20% оптической мощности инфракрасного света (IR1), падающего на связующий слой (20), поглощается в связующем слое (20).

Спектральная поглощательная способность несущего слоя 10 может быть существенно ниже, чем спектральная поглощательная способность связующего слоя при длине волны λ_P излучаемого света IR1.

Максимальная спектральная плотность потока излучения может быть при длине волны (λ_P), где спектральная поглощательная способность связующего слоя (20) существенно выше, чем спектральная поглощательная способность несущего слоя (10).

Когда спектральные свойства совпадают, может существовать значительная свобода для выбора материала несущего слоя 10. Ссылаясь на фиг.3b и 3c, несущий слой 10 может иметь высокую поглощательную способность в спектральных областях, которые находятся вне спектральной области излучаемого света IR1. Ссылаясь на фиг.3b, связующий слой 20 может быть нагрет больше чем несущий слой 10, даже в ситуации, где несущий слой 10 имеет очень высокую поглощательную способность при длинах волн λ, более коротких, чем крайняя длина волны λ₉₀.

На фиг.3d показан сравнительный пример, где максимальная спектральная плотность потока излучения находится при длине волны λ_P, и спектральная поглощательная способность связующего слоя 20 является относительно низкой при длине волны λ_P. Этот вид ситуации может приводить к неэффективному нагреванию связующего слоя 20. На фиг.3d также показана ситуация, где спектральная поглощательная способность несущего слоя 10 выше, чем спектральная поглощательная способность связующего слоя 20 при длине волны λ_P. Это может приводить к перегреву несущего слоя 10 и/или к неэффективному нагреванию связующего слоя 20. Следовательно, этикетка 100 может быть повреждена и/или приклеивание этикетки 100 к предмету 300 может быть слабым.

Спектральные свойства света IR1 могут быть модифицированы посредством оптической фильтрации света B0, испускаемого блоком 210 источника света. Блоком 210 источника света может быть, например, лазер, нагретый раскаленный объект (термоизлучатель) или галогенная лампа накаливания с вольфрамовой нитью. На фиг.4a показана конструкция пропускающего оптического фильтра. В этом случае фильтром 220 может быть, например, цветной стеклянный фильтр, дихроичный фильтр или интерференционный диэлектрический фильтр. На фиг.4b показана конструкция отражающего оптического фильтра. В этом случае фильтром может быть, например, дихроичный фильтр или интерференционный диэлектрический фильтр.

Спектральные составляющие, длины волн которых короче, чем ограничивающая длина волны, могут быть подавлены оптической фильтрацией для того, чтобы обеспечить инфракрасный свет IR1. Спектральные составляющие, длины волн которых находятся вне заданного диапазона, могут быть подавлены оптической фильтрацией для того, чтобы обеспечить инфракрасный свет IR1.

Ссылаясь на фиг.5, инфракрасный свет IR1 может падать на связующий слой 20, так что инфракрасный свет IR1 не пропускают через несущий слой 10 до падения на связующий слой 20. Эта конструкция может обеспечить очень высокую скорость нагревания.

Однако когда преобразование связующего слоя 20 в липкое состояние является обратимым, этикетку следует прижать к поверхности предмета 300 до охлаждения связующего слоя 20. Это может быть проблематичным в определенных вариантах осуществления.

Ссылаясь на фиг.6, этикетка 100 может содержать RFID-транспондер 40. Транспондер 40 может содержать антенну 44 и RFID-чип 42. RFID обозначает радиочастотную идентификацию. RFID-чип 42 не следует перегревать при прикреплении этикетки 100 к предмету 300. Наличие высокой поглощательной способности в связующем слое 20 может быть также предпочтительным по этой причине, т.е. температуру несущего слоя 10 во время нагревания следует удерживать на безопасном уровне.

Ссылаясь на фиг.7, этикетка 100 может быть также отрезана от ленты WEB вдоль линии LIN1 посредством использования мощного источника 200 света. Тот же самый источник 200 света может быть использован для отрезания этикетки 100 и для нагревания связующего слоя 20.

Связующий слой 20 содержит активируемое клеящее вещество. Спектральная составляющая(ие) инфракрасного света IR1 может быть выбрана так, чтобы совпадать со спектральными свойствами связующего слоя 20. Кроме того, материал(ы) несущего слоя 10 (лицевого материала) может быть выбран так, чтобы несущий слой 10 нагревался меньше, чем связующий слой 20. Наружная поверхность связующего слоя 20, которая будет контактировать с предметом 300, может достигать более высокой максимальной температуры, чем поверхность контакта между связующим слоем 20 и несущим слоем 10.

Следовательно, толщина несущего слоя 10 может быть уменьшена, и/или несущий слой может содержать материалы, которые не могут противостоять высоким температурам.

Этикетка 100 содержит несущий слой 10 (т.е. лицевой материал), материал, который несет напечатанное изображение. Несущий слой 10 может содержать, например, бумагу или пластиковую пленку. Пластиковая пленка может быть бесцветной или белой. Пластиковая пленка может быть металлизированной, цветной и/или текстурированной. Одна сторона несущего слоя может быть покрыта покрытием, которое высыхает при повышенной температуре и которое после этого формирует связующий слой 20. Связующий слой 20 содержит активируемое клеящее вещество. После высыхания вышеуказанного покрытия сформированный связующий слой 20 может быть нелипнущим и нелипким. В сравнении с традиционным чувствительным к давлению этикеточным материалом связующий слой 20 не требует использования специальной подложки (см. фиг.1). Избавление от подложки сохраняет важные ресурсы и упрощает производство. Можно избежать утилизации подложки после использования этикеток. В этом случае отсутствует подложка для утилизации, также отсутствует какой-либо силикон, участвующий или нанесенный на лицевой материал, для того чтобы предотвратить блокировку рулонов этикеток, которая может мешать последующим печатным свойствам лицевого материала (несущего слоя).

После нанесения покрытия, содержащего активируемое клеящее вещество, на несущий слой 10, покрытие может быть высушено, и несущий слой 10 с покрытием 20 могут быть смотаны в катушки и поданы, например, печатнику (например, для печати графических рисунков) для дальнейшей обработки.

Несущий слой 10 может быть отпечатан с помощью любого типа печатного процесса, такого как флексографская УФ-печать, высокая УФ-печать, флексографская печать чернилами на водной основе, глубокая печать, офсетная печать, трафаретная печать, термоперенос, прямая термопечать, горячее или холодное тиснение. После печати этикетки могут быть высечены и поданы в нарезанном виде. Этикетки могут иметь произвольную форму и/или формат конструкции.

В качестве альтернативы этикетки могут подаваться в рулонах на место применения, где они могут быть высечены с использованием лазера и переданы в вакуумный барабан, обычно используемый для этикеток оберточного типа, где нелипкое сухое покрытие на обратной стороне лицевого материала может быть активировано теплом. Этикетка 100 может быть выбрана и передана к необходимому местоположению посредством использования всасывания, генерируемого вакуумным барабаном.

Отмечено, что излучаемое тепло, а также традиционные потоки горячего воздуха не всегда могут активировать клеящие вещества достаточно быстро для того, чтобы обеспечить возможность рентабельного промышленного процесса. Прямое увеличение термической энергии от традиционного, широкополосного теплового источника не только чрезмерно увеличивает потребление энергии, но также сильно деформирует и сам материал этикетки, и/или также чрезмерно перегревает другие части обрабатывающего оборудования. Если эту проблему решают уменьшением максимальных температур, то нагревающие устройства (например, камеры активации) становятся длиннее, и/или скорость ленты этикеток нуждается в уменьшении, чтобы увеличить время нахождения в зоне нагревания.

Обнаружено, что вышеуказанных проблем и задач можно избежать за счет адаптирования природы термической активации наряду с клеящим веществом, подлежащим активации.

Под термической активацией в настоящем документе понимается отдельное действие по сравнению с сушкой или другой подготовкой клеящей пленки, когда сначала наносят клеящее покрытие, обычно в виде дисперсии, на лицевой материал. В настоящем документе действуют средства активации, принимаемые для активации предварительно высушенного или иным образом подготовленного слоя активируемого клеящего вещества. Другими словами, средства активации преобразуют связующий слой 20 из по существу нелипкого состояния с липкое состояние. В липком состоянии клеящее вещество может действовать как чувствительное к давлению клеящее вещество.

Связующий слой 20 может содержать, например, акриловое клеящее вещество или клеящее вещество на основе полиуретана.

Активация может быть выполнена, например, с использованием термического излучения в диапазоне длин волн, который находится в окрестности 10 мкм. Может быть использован лазер на диоксиде углерода (CO₂), который испускает инфракрасный свет IR1 с (длиной волны) 10,6 мкм. Лазер на диоксиде углерода признан подходящим для нагревания акриловых клеящих веществ и на основе полиуретана.

В качестве альтернативы активация может быть осуществлена с использованием термического излучения в диапазоне длин волн в среднем IR, более точно в диапазоне 2 мкм-3 мкм. Максимальная спектральная мощность теплового излучения IR1 может быть расположена при длине волны 2,5 мкм. Инфракрасное излучение в диапазоне 2 мкм-3 мкм признано пригодным для клеящих веществ на основе полиуретана.

Термическое излучение может быть предусмотрено так, чтобы иметь энергетические уровни в диапазоне 3-8 кДж/м², в котором активация клеящего вещества может проходить за 0,2 секунды. Время активации, более короткое или равное 0,2 секундам, может быть допустимым промышленными процессами.

Поглощающие свойства клеящего вещества связующего слоя 20 могут быть модифицированы посредством добавления красителя в связующий слой 20. Краситель может быть водорастворимым. Краситель может поглощать инфракрасный свет IR1. Краситель может быть по существу прозрачным в видимом диапазоне (VIS) для того, чтобы обеспечивать бесцветные и визуально прозрачные структуры этикеток. Спектральные свойства красителя могут быть выбраны так, чтобы краситель имел высокую поглощательную способность при длине волны, которая находится, например, в диапазоне от 0,8 до 1,6 мкм, предпочтительно в окрестности 1 мкм (например, в диапазоне от 0,9 до 1,2 мкм). Это делает возможным использование диодных лазерных эмиттеров для активации клеящего вещества. Преимуществом таких эмиттеров является их небольшой размер, высокая эффективность, надежность и прочность. Таким образом, эмиттеры могут быть пригодны для промышленных процессов.

Также галогенная лампа накаливания с вольфрамовой нитью может быть использована в качестве источника 200 света или в качестве блока 210 источника света, когда связующий слой имеет значительную поглощательную способность в окрестности 1 мкм. Спектр излучения галогенной лампы накаливания с вольфрамовой нитью может быть модифицирован посредством использования оптического фильтра (см. фиг.4a, 4b).

Лазерный источник 200, используемый как тепловой источник для активации, может быть также использован для отрезания этикетки (см. фиг.7).

Состояние связующего слоя 20 можно отслеживать оптически, на основе изменения в оптических свойствах. Например, состояние связующего слоя 20 можно отслеживать посредством осуществления мониторинга света, рассеянного от поверхности связующего слоя 20. Например, поверхность может быть более гладкой в липком состоянии, чем в нелипком состоянии. В нелипком состоянии связующий слой 20 может содержать микроскопические гранулы или трещины, которые могут по существу исчезнуть, когда связующий слой 20 преобразуют в липкое состояние. Следовательно, поверхность может вызывать больше рассеянного отражения в нелипком состоянии, чем в липком состоянии. Время активации и/или уровни мощности могут быть настроены на основе отслеживаемого состояния связующего слоя 20. Время активации и/или уровни мощности могут быть настроены посредством использования управления с обратной связью, в частности, посредством использования ПИД-регулирования.

Связующий слой 20 может содержать активируемые клеящие вещества. Активируемые клеящие вещества могут быть клеящими веществами на основе водной дисперсии, содержащие в качестве одного компонента твердые пластификаторы. При формировании клеящего слоя, после нанесения дисперсии на подложку, дисперсия может быть высушена при температурах, достаточно низких, чтобы не вызвать размягчение и/или плавление пластификаторов. Следовательно, испарение воды из дисперсии может давать по существу нелипкий клеящий слой. Активацию выполняют, используя более высокие температуры (энергетические уровни), которые заставляют пластификаторы плавиться и делать клеящее вещество перманентно липким. Это преобразование относится к понижению температуры Tg стеклования клеящего вещества. Пластификаторы не кристаллизуются снова даже после повторного понижения температуры, и, следовательно, это температурное переключение из нелипкого состояния в липкое состояние является необратимым процессом. Другими словами, преобразование акрилового клеящего вещества может быть необратимым. После термической активации клеящее вещество остается липким даже после охлаждения.

Связующий слой 20 может содержать активируемые полиуретановые вещества. После нанесения клеящего вещества на подложку 10 и сушки сначала может быть получена нелипкая активируемая полиуретановая пленка. Активируемая полиуретановая пленка может стать липкой посредством нагревания пленки до температуры, которая выше или равна минимальной температуре активации.

Связующий слой 20 может содержать активируемые полиуретановые вещества, которые содержат полиэфирные сегменты. После нанесения клеящего вещества на подложку 10 и сушки сначала может быть получена нелипкая активируемая полиуретановая пленка. Активируемая полиуретановая пленка может стать липкой посредством нагревания пленки до температуры, которая выше или равна минимальной температуре активации. Пленка может стать липкой после размягчения полиэфирных сегментов пленки при температурах, которые выше или равны минимальной температуре активации.

На фиг.8a показано проникание пробирной иглы в слой 20 полиуретанового клеящего вещества. При низких температурах пробирная игла имеет низкое проникание в слой 20. При высоких температурах слой 20 становится мягче, и пробирная игла проникает глубже в слой 20. При низких температурах полиуретан может быть в кристаллическом состоянии, и при более высоких температурах слой 20 может содержать мягкий аморфный полимер.

На фиг.8b показан оптимальный температурный диапазон для термической активации связующего слоя 20. t1 обозначает нижний предел, а t2 обозначает верхний предел оптимального диапазона. В частности, связующий слой 20 может содержать термически активируемый полиуретан, который содержит полиэфирные сегменты. Оптимальный температурный диапазон может быть, например, 50-75°C. При температурах ниже t1 клеящее вещество может находиться в кристаллическом состоянии. В оптимальном диапазоне клеящее вещество может быть в аморфном состоянии, и слой 20 может иметь большое значение липкости. Значение липкости относится к пределу прочности на разрыв сцепления между связующим слоем 20 и поверхностью предмета 300, т.е. сила адгезии на единицу площади. Когда температура активации превышает верхний предел t2, слой 20 может становиться мягче, так что значение липкости начинает уменьшаться. Кроме того, нагревание связующего слоя 20 до слишком высоких температур может впустую тратить энергию и время. Кроме того, нагревание связующего слоя 20 до слишком высоких температур может повредить несущий слой 10.

Период времени, во время которого связующий слой 20 имеет достаточную липкость для связывания, называют длительностью липкости при высокой температуре. Во время этого периода клеящее вещество может быть присоединено к поверхности предмета 300 как чувствительное к давлению клеящее вещество. Длительность липкости при высокой температуре может изменяться в диапазоне, например, от секунд до нескольких минут, в зависимости от структуры и химического состава связующего слоя 20.

Высокая начальная сила сцепления может быть получена после короткого времени, посредством охлаждения клеящей пленки и обратимой кристаллизации полиэфирных сегментов. Липкость этих (полиуретановых) систем может быть, так сказать, включена или выключена, обеспечивая возможность высокоэффективного процесса производства. Дополнительное увеличение прочности может быть достигнуто посредством процесса, где клеящую пленку сшивают и химически связывают с подложкой (т.е. с несущим слоем 10).

Другой отличительной особенностью