本發(fā)明涉及用于制造小袋的設(shè)備的領(lǐng)域,該小袋包括聚乙烯醇(PVOH)樹(shù)脂的水溶性膜和至少部分地被包封在膜中的組合物,該膜上印刷有圖案。本發(fā)明還涉及利用該設(shè)備制造的小袋。
背景技術(shù):
期待制備包括包含PVOH的水溶性膜的小袋,該膜上印刷有圖案。由于包含PVOH的膜的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),在小袋上獲得印刷圖案的正確位置可能是具有挑戰(zhàn)性的。實(shí)際上,當(dāng)在小袋制造單元中產(chǎn)生小袋時(shí),將印刷圖案與小袋保持配準(zhǔn)或?qū)ξ豢赡苁菑?fù)雜的。如果不能實(shí)現(xiàn)配準(zhǔn),則可在小袋上觀察到圖案的形狀的不期望的變形。當(dāng)經(jīng)由多個(gè)印刷工位來(lái)印刷印刷圖案時(shí),對(duì)圖案的不同部分的調(diào)節(jié)也可能是困難的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)使用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備能夠得到印刷有更好定位的印刷圖案的包含水溶性PVOH膜的小袋。
本發(fā)明涉及用于制造小袋的設(shè)備,該設(shè)備包括:
-供應(yīng)第一膜的第一膜來(lái)源,該第一膜是水溶性的,并且包含聚乙烯醇(PVOH)或其共聚物的樹(shù)脂、以及被印刷到第一膜上的圖案,
-供應(yīng)第二膜的第二膜來(lái)源,
-組合物來(lái)源,
-小袋制造單元,該小袋制造單元包括用于從第一膜、第二膜和組合物形成小袋的填充系統(tǒng),
-控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)用于監(jiān)視并調(diào)節(jié)到小袋上的圖案的位置。
即使PVOH膜的粘彈性材料性質(zhì)使其具有挑戰(zhàn)性,本發(fā)明的設(shè)備也可向印刷小袋提供到小袋上的印刷圖案的改進(jìn)的位置。
本發(fā)明還涉及通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備制造的小袋。
附圖說(shuō)明
圖1為根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意圖。
圖2為轉(zhuǎn)筒上的柔性版印刷工位的示意圖。
具體實(shí)施方式
設(shè)備
如圖1所示,設(shè)備1包括第一膜來(lái)源21和第二膜來(lái)源22。設(shè)備1可包括待印刷的膜的輥21。膜11包含聚乙烯醇的共聚物。該膜可從主軸或卷軸退繞。該設(shè)備可包括膜退繞器31。該設(shè)備可包括自動(dòng)拼接器41。該設(shè)備可包括用于控制退繞的張力和速度的累加器/調(diào)節(jié)系統(tǒng)51。通過(guò)利用進(jìn)料驅(qū)動(dòng)輥61可對(duì)印刷單元的進(jìn)料控制張力和/或計(jì)量速度,該進(jìn)料驅(qū)動(dòng)輥機(jī)61可與或不與張力測(cè)量負(fù)荷傳感器聯(lián)接。該設(shè)備可包括膜預(yù)處理工位70。膜預(yù)處理工位可提供電暈處理,以用于提高將要被印刷的化合物(例如,染料或油墨)的鋪展性和/或沉積。設(shè)備可包括環(huán)狀旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),諸如轉(zhuǎn)筒110。設(shè)備可包括用于在膜上進(jìn)行印刷的印刷系統(tǒng)80。該印刷系統(tǒng)可包括多個(gè)單獨(dú)的印刷工位81,82,83。該印刷系統(tǒng)可包括三個(gè)印刷工位。該印刷系統(tǒng)可被布置在轉(zhuǎn)筒上。該設(shè)備可包括一個(gè)或多個(gè),例如至少兩個(gè),例如至少三個(gè)干燥工位和/或固化工位91,92,93。干燥工位和/或固化工位可被布置在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒上。設(shè)備可包括兩個(gè)或更多個(gè)驅(qū)動(dòng)輥機(jī)61,62,64。設(shè)備可包括調(diào)節(jié)系統(tǒng),諸如印刷系統(tǒng)之前的進(jìn)料驅(qū)動(dòng)輥61。該設(shè)備可包括印刷系統(tǒng)之后的出料驅(qū)動(dòng)輥62,64。設(shè)備包括控制系統(tǒng),該控制系統(tǒng)可包括配準(zhǔn)傳感器102,103,104,105,106,107,108,該配準(zhǔn)傳感器用于監(jiān)視到小袋上的圖案的位置,并任選地用于控制印刷圖案的質(zhì)量和配準(zhǔn)。在圖1中,出現(xiàn)多個(gè)傳感器以示出傳感器的不同的可用位置。通常,僅需要傳感器105-108中的一個(gè)傳感器。設(shè)備包括小袋制造單元。該小袋制造單元包括利用組合物來(lái)填充小袋的填充系統(tǒng)120。該小袋制造單元可包括環(huán)狀旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),諸如傳送帶130。該第一膜可在平放點(diǎn)140處被施加到環(huán)狀旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)上。該小袋包括來(lái)自第一膜來(lái)源的印刷膜和來(lái)自第二膜來(lái)源的附加膜層。附加膜層可通過(guò)附加膜層12的輥22、退繞器32、拼接器42和/或累加器/調(diào)節(jié)系統(tǒng)52來(lái)提供。
也可印刷附加膜層12。附加膜層可使用包括用于印刷其他層的等效設(shè)備中的一些或全部等效設(shè)備的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行印刷。具體地,附加膜層可使用包括旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒的系統(tǒng)和包括被布置在該旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒上的多個(gè)分開(kāi)的印刷工位的印刷系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行印刷。附加膜層上的印刷圖案和小袋之間的正確配準(zhǔn)可通過(guò)與用于控制第一膜的印刷圖案的配準(zhǔn)的控制系統(tǒng)相似的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。
在圖1的實(shí)施方案中,在線印刷該膜。在一個(gè)可選實(shí)施方案中,可使用已印刷膜的輥。
在圖1中示出了在其上布置有三個(gè)柔性版印刷工位的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒。這些印刷工位中的任何一個(gè)或多個(gè)印刷工位可利用不同的印刷技術(shù)來(lái)進(jìn)行替換。一個(gè)或多個(gè)印刷工位可為數(shù)字印刷工位(諸如按需滴墨、壓電噴墨和熱噴墨)、熱轉(zhuǎn)移印刷工位和/或階調(diào)噴墨印刷工位。
不受理論的束縛,本發(fā)明的設(shè)備對(duì)于水溶性PVOH膜的在線印刷提供改進(jìn)的印刷配準(zhǔn)和/或?qū)ξ?,即?dāng)其連續(xù)經(jīng)過(guò)若干個(gè)步驟時(shí)印刷該膜以制造小袋。這不同于用于預(yù)印刷膜的配準(zhǔn)/定位,其在單獨(dú)操作中被后續(xù)供至小袋制造單元。
不受理論的束縛,可溶性膜并且特別地PVOH膜是高度吸濕性的,并對(duì)環(huán)境濕氣和溫度條件敏感;這意味著PVOH膜可能在設(shè)備中伸長(zhǎng)和變形,從而也導(dǎo)致追蹤變化和其他幅材處理問(wèn)題,例如皺褶或彎曲。此外,PVOH膜傾向于呈現(xiàn)蠕變和松弛行為,這是指當(dāng)受到恒定張力時(shí)該材料將隨時(shí)間伸長(zhǎng)。例如,當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)停止時(shí),該膜將會(huì)失去對(duì)任何自由幅材跨度的張力,并且材料在這些跨度上將具有較高的顏色對(duì)顏色的位置變化,從而不得不被剔除或廢棄。作為這樣的結(jié)果,保持連續(xù)的印刷圖案的精確定位將是非常困難的。由此,水溶性PVOH膜顯現(xiàn)出在水不溶性膜中未必可見(jiàn)的挑戰(zhàn)行性。
控制系統(tǒng)(配準(zhǔn)傳感器和調(diào)節(jié)系統(tǒng))
該設(shè)備包括用于監(jiān)視和調(diào)節(jié)到小袋上的圖案的位置的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)通常包括用于監(jiān)測(cè)小袋與印刷圖案之間的配準(zhǔn)的至少一個(gè)配準(zhǔn)傳感器102,103,104,105,106,107,108和用于調(diào)整在小袋上的圖案的位置的至少一個(gè)調(diào)整系統(tǒng)61,62,64,110,81,82,83。任選地,當(dāng)使用多個(gè)單獨(dú)印刷工位時(shí),該設(shè)備可包括用于監(jiān)視和調(diào)節(jié)多個(gè)單獨(dú)印刷工位之間的配準(zhǔn)配準(zhǔn)傳感器和/或調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
通常,轉(zhuǎn)筒110和傳送帶130不是優(yōu)選的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。修改傳送帶的速度將會(huì)影響生產(chǎn)速度。如果膜是已部分印刷的,通常僅使用印刷工位之前的調(diào)節(jié)系統(tǒng)61。配準(zhǔn)可通過(guò)在印刷單元81,82,83上重新定位底板輥來(lái)階段性保持:來(lái)自配準(zhǔn)傳感器的信號(hào)被用于重新定位或者3個(gè)印刷輥同時(shí)用于恢復(fù)缺失的配準(zhǔn)。改述的一個(gè)可選手段是調(diào)節(jié)第一印刷工位以匹配環(huán)狀旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的配準(zhǔn),并利用圖1中的顏色-顏色傳感器102和103來(lái)調(diào)節(jié)連續(xù)印刷輥的位置。
過(guò)程中的可變性的源頭主要是由于原料性質(zhì)可變性(即彈性模量、蠕變、材料厚度等)和設(shè)備可變性(惰輪的磨損、由于惰堵塞的張力突變、不適當(dāng)?shù)牟牧献儞Q等)。本文所述的控制系統(tǒng)在其各種選項(xiàng)中將彌補(bǔ)任何工藝波動(dòng),并且目標(biāo)是維持印刷圖案和小袋制造工藝之間的良好的配準(zhǔn),并任選地確保已被不同印刷工位印刷的印刷圖案的各部分之間的良好的配準(zhǔn)(通常為顏色-顏色配準(zhǔn))。
當(dāng)該設(shè)備包括多個(gè)印刷工位時(shí),不同印刷工位之間的配準(zhǔn)可由配準(zhǔn)傳感器102,103檢測(cè),對(duì)于所測(cè)定的每種顏色,其可例如識(shí)別膜上的特定的配準(zhǔn)標(biāo)記,并可由此調(diào)節(jié)印刷工位的設(shè)置。配準(zhǔn)的其他方法還包括獲取印刷圖案的圖像并將其與參考圖案進(jìn)行比較的視覺(jué)系統(tǒng)104。
本發(fā)明的設(shè)備具有以多種方式將印刷圖案的相位調(diào)節(jié)至小袋制造工藝的能力。最優(yōu)的配準(zhǔn)方法取決于印刷圖案與小袋制備單元之間的膜路徑。所有在上游發(fā)生的配準(zhǔn)操作具有延遲時(shí)間。可使用一個(gè)或多個(gè)配準(zhǔn)方法。
可能的配準(zhǔn)系統(tǒng)特征是使用印刷圖案作為配準(zhǔn)標(biāo)記,例如與印刷圖案的相對(duì)應(yīng)的方形(一些很簡(jiǎn)單的印刷圖案也可用作標(biāo)記)。在配準(zhǔn)傳感器102,103,104,105,106,107,108下方的標(biāo)記符號(hào)的通道可用于測(cè)量小袋制備單元中的印刷圖案的連續(xù)元素之間的時(shí)間間隔,或測(cè)量圖案位置之間的時(shí)間戳相對(duì)于環(huán)形旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)130的參考時(shí)間戳的差值。
通過(guò)配準(zhǔn)傳感器給出的信號(hào)可被反饋到印刷工位,該印刷工位通過(guò)改變印刷輥81,82,83的速度來(lái)重新調(diào)整印刷圖案。印刷圖案的配準(zhǔn)可根據(jù)印刷工位的性質(zhì)來(lái)以不同方式進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)使用柔性版印刷時(shí),可改變印版滾筒的位置。當(dāng)使用數(shù)字印刷時(shí),可調(diào)整液滴噴射的時(shí)序。
通過(guò)配準(zhǔn)傳感器給出的信號(hào)可反饋到調(diào)整系統(tǒng),諸如驅(qū)動(dòng)輥或環(huán)形旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
膜在過(guò)程中的速度和張力和印刷圖案的配準(zhǔn)可得到保證,并且通過(guò)包括以下方式的不同的方式進(jìn)行控制。
膜的張力可通過(guò)修改退繞調(diào)節(jié)器51張力來(lái)進(jìn)行調(diào)整。退繞器上的張力可通過(guò)增加調(diào)節(jié)器上的重量或氣動(dòng)壓力來(lái)增加;這具有增加張力以在整個(gè)下游變換的效果。
膜的張力可通過(guò)修改進(jìn)料驅(qū)動(dòng)輥61的速度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)料驅(qū)動(dòng)輥機(jī)可包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)動(dòng)輥機(jī)或壓料輥。進(jìn)料驅(qū)動(dòng)輥的速度的變化將導(dǎo)致穩(wěn)定的張力增加或張力的損失。給定印刷系統(tǒng)的下游沒(méi)有速度差或局部的張力增加,這種進(jìn)料的張力變化不應(yīng)當(dāng)影響膜上的印刷圖案的相位和間距。
環(huán)形旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的速度可被調(diào)整。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒相對(duì)于小袋制備單元的環(huán)形旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度的變化將導(dǎo)致印刷圖案的間距的變化。對(duì)于通過(guò)以不同的速度運(yùn)行引起的應(yīng)變,印刷底板的直徑應(yīng)通過(guò)將印刷圖案縮小旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒的網(wǎng)線速度變化所構(gòu)成的相同百分比差值來(lái)相應(yīng)地進(jìn)行縮放。整體印刷過(guò)程(包括進(jìn)料驅(qū)動(dòng)輥、印刷系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒)可減慢或加快,以調(diào)整印刷圖案的配準(zhǔn)時(shí)鐘與小袋制備單元之間的配準(zhǔn)。
印刷圖案可通過(guò)調(diào)整在小袋制備單元之前的出料驅(qū)動(dòng)輥62,64的速度來(lái)與小袋制備單元配準(zhǔn)。膜的張力可通過(guò)修改出料驅(qū)動(dòng)輥62,64的速度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。出料驅(qū)動(dòng)輥可包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)動(dòng)輥或軋輥。在出料驅(qū)動(dòng)輥上所作的任何變化對(duì)圖案間距具有與轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)速度的變化相同的效果,并且應(yīng)該對(duì)印刷輥的直徑作出修改以補(bǔ)償膜的拉伸。
小袋制備單元
該小袋制備單元是發(fā)生用于小袋制備的過(guò)程的地方。小袋制造單元包括用于從第一膜、第二膜和組合物形成小袋的填充系統(tǒng)。該設(shè)備的小袋制造單元可包括環(huán)狀旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),諸如傳送帶或轉(zhuǎn)筒。該第一膜可在平放點(diǎn)140處被施加到環(huán)狀旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)上。當(dāng)在環(huán)形旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)上傳送時(shí)可形成并且填充該小袋。環(huán)形旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)與設(shè)備的其他元件之間的速度的相對(duì)變化允許調(diào)整印刷圖案的位置與小袋的位置之間的配準(zhǔn)。
用于小袋制備的過(guò)程可以是連續(xù)的或間歇性的。該過(guò)程包括形成開(kāi)口小袋的一般步驟,優(yōu)選地通過(guò)在模具中形成水溶性膜形成所述開(kāi)口小袋,利用組合物填充開(kāi)口小袋,封閉填充有組合物的開(kāi)口小袋,優(yōu)選地使用第二水溶性膜來(lái)形成小袋。第二膜還可包括隔室,其可包含或可不包含組合物??商娲?,第二膜可以是用于封閉和打開(kāi)小袋的包括一個(gè)或多個(gè)隔室的第二封閉小袋。優(yōu)選地,該過(guò)程是如下過(guò)程:制備幅材小袋,然后切斷所述幅材小袋以形成單獨(dú)的小袋。
可替代地,第一膜可被形成為包括多于一個(gè)隔室的開(kāi)口小袋。在這種情況下,由第一小袋形成的隔室可以是逐側(cè)或“輪胎和輪輞”方向。第二膜還可包括隔室,其可包含或可不包含組合物??商娲?,第二膜可以是用于封閉多隔室開(kāi)口小袋的第二封閉小袋。
可替代地,隔室可全部定位成并列布置。在此類(lèi)布置中,隔室可彼此連接并且共享一個(gè)隔離墻,或可基本上是分開(kāi)的并且通過(guò)連接器或橋簡(jiǎn)單地保持在一起。可替代地,隔室可被布置在“輪胎和輪輞”方向上,即第一隔室被定位成靠近第二隔室,但第一隔室至少部分地包封第二隔室,但不完全地圍繞第二隔室。
單元?jiǎng)┝恐破坊蚱淙魏胃羰铱删哂写篌w上的方形、長(zhǎng)方形、卵形、橢球形、超橢圓形、圓形或該應(yīng)用的任何其他合適的形狀。形狀可包括或可不包括在兩個(gè)或更多個(gè)膜密封在一起的點(diǎn)處以凸緣或側(cè)緣存在的任何多余的材料基本上,在本文中認(rèn)為形狀具有成為例如正方形的整體印象。其可具有圓角和/或非直邊,但總體上它給出的是例如正方形的印象。
該小袋可通過(guò)熱成型、真空成型或它們的組合來(lái)制造。小袋可使用任何本領(lǐng)域已知的密封方法進(jìn)行密封。合適的密封方法可包括熱密封、溶劑密封、加壓密封、超聲密封、加壓密封、激光密封或它們的組合。
小袋可利用除塵劑進(jìn)行除塵。除塵劑可包括滑石、二氧化硅、沸石、碳酸鹽或它們的混合物。
制備本發(fā)明的小袋的示例性方式是用于制備小袋的連續(xù)性過(guò)程,包括以下步驟:
a.將第一水溶性膜連續(xù)進(jìn)料到環(huán)狀旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的包括多個(gè)模具的水平部分上,或進(jìn)料到其非水平部分上,并使膜連續(xù)移動(dòng)至所述水平部分;
b.從環(huán)狀旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的水平部分上的膜和表面上的模具中形成開(kāi)口小袋的連續(xù)移動(dòng)的、水平定位的幅材;
c.利用組合物來(lái)填充開(kāi)口小袋的連續(xù)移動(dòng)的、水平定位的幅材,以獲得開(kāi)口填充小袋的水平定位的幅材。
d.優(yōu)選連續(xù)包封開(kāi)口小袋的幅材,以獲得包封小袋,優(yōu)選地地通過(guò)將第二水溶性膜供料到開(kāi)口填充小袋的水平定位的幅材上;并且
e.任選地密封包封小袋,以獲得包封小袋的幅材。
第二水溶性膜可包括至少一個(gè)開(kāi)口或包封的隔室。
在一個(gè)實(shí)施方案中,第一膜與第二膜組合,優(yōu)選地地其中第一膜和第二膜經(jīng)由合適的設(shè)備被放置在一起并一起密封,并且優(yōu)選地其中第二膜是轉(zhuǎn)筒式設(shè)置。在該設(shè)置中,在轉(zhuǎn)筒的頂部處填充小袋并且優(yōu)選地然后利用膜層密封,包封小袋向下遇到小袋的第一膜優(yōu)選地地開(kāi)口小袋的第一膜,優(yōu)選在水平形成表面上形成。已發(fā)現(xiàn)特別適合將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒單元放置在水平形成表面單元上方。
優(yōu)選地,切割所得的封閉小袋的膜以產(chǎn)生單個(gè)小袋。優(yōu)選地,在放置點(diǎn)140與用于監(jiān)測(cè)小袋上圖案的位置的配準(zhǔn)傳感器之間的距離盡可能短。優(yōu)選地,在放置點(diǎn)與用于調(diào)整小袋上圖案的位置的裝置之間的距離盡可能短。優(yōu)選地,在用于監(jiān)測(cè)小袋上圖案的位置的配準(zhǔn)傳感器與用于調(diào)整小袋上的圖案的位置的裝置之間的距離盡可能短。
平放點(diǎn)140和用于監(jiān)測(cè)到小袋上的圖案的位置的配準(zhǔn)傳感器(例如106)之間的距離d1可小于5m,優(yōu)選地地小于2m,在1cm和1m之間,或在2cm和50cm之間,或在5cm和25cm之間。
平放點(diǎn)140和用于調(diào)節(jié)到小袋上的圖案的位置的調(diào)節(jié)系統(tǒng)(例如64)之間的距離d2可小于5m,優(yōu)選地地小于2m,在1cm和1m之間,或在2cm和50cm之間,或在5cm和25cm之間。
用于監(jiān)測(cè)到小袋上的圖案的位置的配準(zhǔn)傳感器(例如106)和用于調(diào)節(jié)小袋上圖案位置的調(diào)節(jié)系統(tǒng)(例如64)之間的距離d3可小于5m,優(yōu)選地小于2m,在1cm和1m之間,或在2cm和50cm之間,或在5cm和25cm之間。
該距離d1、d2和d3分別是指在配準(zhǔn)傳感器、調(diào)整系統(tǒng)和放置點(diǎn)之間的膜路徑長(zhǎng)度。
整體跨度長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于d1、d2和d3之間的最長(zhǎng)膜路徑長(zhǎng)度。整體跨度長(zhǎng)度也等于(d1+d2+d3)/2。整體跨度長(zhǎng)度越長(zhǎng),發(fā)生配準(zhǔn)操作的時(shí)間就越長(zhǎng)。
d1+d2+d3的總和可小于平放點(diǎn)和輥21之間的距離d4。(d1+d2+d3)/d4之比可小于0.5,或小于0.2,或小于0.1。
膜
通過(guò)第一膜來(lái)源供應(yīng)的第一膜包含含有聚乙烯醇(PVOH)或其共聚物的樹(shù)脂。本發(fā)明的膜是水溶性的或水分散性的。水溶性膜優(yōu)選地具有20微米至150微米,優(yōu)選地地35微米至125微米,甚至更優(yōu)選地地50微米至110微米,最優(yōu)選地地約76微米的厚度。
優(yōu)選地,該膜具有至少50%,優(yōu)選地至少75%或甚至至少95%的水溶解度,如通過(guò)使用具有20微米的最大孔徑的玻璃過(guò)濾器通過(guò)之后設(shè)置的方法所測(cè)定的:
50克±0.1克的膜材料被加入預(yù)稱(chēng)重的400ml燒杯中,并加入245ml±1ml的蒸餾水。利用被設(shè)置在600rpm、24℃的標(biāo)簽號(hào)1250或等效物磁攪拌器和5cm磁攪拌器進(jìn)行劇烈攪拌30分鐘。然后,將該混合物經(jīng)由具有上述指定孔徑(最大20微米)的折疊式定性燒結(jié)玻璃過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。通過(guò)任何常規(guī)方法將收集的濾液中的水分干燥,并測(cè)定剩余材料的重量(溶解或分散的那部分)。然后,可計(jì)算出溶解度或分散度的百分比。
該膜包括具有PVOH或其共聚物的聚合物材料。該膜可包含按重量計(jì)10%的PVOH或其共聚物,例如按重量計(jì)在30%至100%,或至少50%,或至少70%或至少90%的PVOH或共聚物。如本領(lǐng)域所已知的,膜材料可通過(guò)將聚合物材料澆注、吹塑、擠出或吹脹擠出而獲得。該膜可包含另外的聚合材料。
另外的聚合物材料包括適用作小袋材料的聚合物、共聚物或其衍生物,諸如聚乙烯吡咯烷酮、聚亞烷基氧、丙烯酰胺、丙烯酸、纖維素、纖維素醚、纖維素酯、纖維素酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚羧酸和聚羧酸鹽、聚氨基酸或肽、聚酰胺、聚丙烯酰胺、馬來(lái)酸/丙烯酸共聚物、多糖(包括淀粉和明膠)、天然樹(shù)膠(如黃原膠和角叉菜膠)。另外的聚合材料包括聚丙烯酸酯和水溶性丙烯酸酯共聚物、甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、糊精、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、麥芽糊精、聚甲基丙烯酸酯和羥丙基甲基纖維素(HPMC)、以及它們的組合。優(yōu)選地,聚合物在小袋材料中的含量為按重量計(jì)至少60%。所述聚合物可具有任何的重均分子量,優(yōu)選地地約1000至1,000,000,更優(yōu)選地地從約10,000至300,000,還更優(yōu)選地從約20,000至150,000。
使用聚合物的混合物對(duì)于根據(jù)其應(yīng)用和所需的要求來(lái)控制小袋的機(jī)械性和/或溶解性來(lái)說(shuō)是有益的。合適的混合物包括例如其中具有比另一種聚合物的水溶解度更高的水溶解度的一種聚合物和/或具有比另一種聚合物的機(jī)械強(qiáng)度更高的機(jī)械強(qiáng)度的一種聚合物的混合物。還合適的是具有不同重均分子量的聚合物的混合物,例如重均分子量為10,000至40,000,優(yōu)選地約20,000的PVA或其共聚物與重均分子量為約100,000至300,000,優(yōu)選地約150,000的PVA或其共聚物的混合物。還適于本文的是聚合物共混組合物,例如包含水解可降解的和水溶性的共混聚合物諸如聚交酯和聚乙烯醇,這可通過(guò)混合聚交酯和聚乙烯醇而獲得,通常包含按重量計(jì)約1-35%的聚交酯和按重量計(jì)約65%至99%的聚乙烯醇。優(yōu)選用于本文的是約60%至約98%水解,優(yōu)選地約80%至約90%水解以改善材料的溶解特性的聚合物。
優(yōu)選的膜在冷水(指未加熱的蒸餾水)中表現(xiàn)出良好的溶解性。優(yōu)選此類(lèi)膜在溫度24℃甚至更優(yōu)選在10℃表現(xiàn)出良好的溶解性。所謂的良好的溶解性是指膜表現(xiàn)出至少50%,優(yōu)選地地至少75%,或甚至至少95%的溶解度,如上文所述通過(guò)下文中所提出的方法使用最大孔徑20微米的玻璃濾器所測(cè)得的。
優(yōu)選的膜是由Monosol在商品標(biāo)記M8630、M8900、M8779、M8310提供的那些膜,即在US 6 166 117和US 6 787 512中描述的膜和具有相應(yīng)的溶解度和變形特征的PVA。進(jìn)一步優(yōu)選的膜是在US2006/0213801、WO 2010/119022和US6787512中描述的那些膜。
該水溶性膜包含含有一種或多種PVA聚合物或其共聚物的樹(shù)脂。優(yōu)選地水溶性膜樹(shù)脂包含PVA聚合物的共混物。例如,PVA樹(shù)脂可包含至少兩種PVA聚合物,其中如本文所用,第一PVA聚合物具有小于第二PVA聚合物的粘度的粘度。第一PVA聚合物可具有至少8厘泊(cP)、10cP、12cP、或13cP,并且至多40cP、20cP、15cP、或13cP,例如在約8cP至約40cP、或10cP至約20cP、或約10cP至約15cP、或約12cP至約14cP、或13cP范圍內(nèi)的粘度。此外,第二PVA聚合物可具有至少約10cP、20cP、或22cP,并且至多約40cP、30cP、25cP、或24cP,例如在約10cP至約40cP、或20cP至約30cP、或約20cP至約25cP、或約22cP至約24cP、或約23cP范圍內(nèi)的粘度。通過(guò)如英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)EN ISO 15023-2:2006Annex E Brookfield測(cè)試方法中所述,使用具有UL適配器的Brookfield LV型粘度計(jì)測(cè)定新制的溶液來(lái)測(cè)定PVA聚合物的粘度。描述20℃下4%聚乙烯醇水溶液的粘度是國(guó)際慣例。除非另外指明,本文列舉的以cP為單位的所有粘度應(yīng)被理解為是指20℃下4%聚乙烯醇水溶液的粘度。類(lèi)似地,當(dāng)樹(shù)脂被描述為具有(或不具有)具體的粘度時(shí),除非另外指明,這意指列舉的粘度是樹(shù)脂的平均粘度,樹(shù)脂固有地具有對(duì)應(yīng)的分子量分布。
單獨(dú)的PVA聚合物可具有任何合適的水解度,只要PVA樹(shù)脂的水解度在本文所述范圍內(nèi)。除此之外或在可替代方案中,PVA樹(shù)脂可任選包含具有在約50,000至約300,000道爾頓、或約60,000至約150,000道爾頓范圍內(nèi)的Mw的第一PVA聚合物;以及在約60,000至約300,000道爾頓、或約80,000至約250,000道爾頓范圍內(nèi)的Mw的第二PVA聚合物;
PVA樹(shù)脂還可包含一種或多種具有在約10cP至約40cP范圍內(nèi)的粘度和在約84%至約92%范圍內(nèi)的水解度的附加PVA聚合物。
當(dāng)PVA樹(shù)脂包含具有小于約11cP的平均粘度和在約1.8至約2.3范圍內(nèi)的多分散指數(shù)的第一PVA聚合物時(shí),則在一類(lèi)實(shí)施方案中,該P(yáng)VA樹(shù)脂包含小于約30wt%的第一PVA聚合物。類(lèi)似地,當(dāng)PVA樹(shù)脂包含具有小于約11cP的平均粘度和在約1.8至約2.3范圍內(nèi)的多分散指數(shù)的第一PVA聚合物時(shí),則在另一個(gè)非排他類(lèi)型的實(shí)施方案中,PVA樹(shù)脂包含小于約30wt%的PVA聚合物,該P(yáng)VA聚合物具有小于約70,000道爾頓的Mw。
在本文所述的膜中的總PVA樹(shù)脂含量中,PVA樹(shù)脂可包括約30wt%至約85wt%的第一PVA聚合物,或者約45wt%至約55wt%的第一PVA聚合物。例如,PVA樹(shù)脂可包含約50wt%的每種PVA聚合物,其中第一PVA聚合物的粘度為約13cP并且第二PVA聚合物的粘度為約23cP。
一類(lèi)實(shí)施方案的特征在于包含約40wt%至約85wt%的第一PVA聚合物的PVA樹(shù)脂,所述第一PVA聚合物具有在約10cP至約15cP范圍內(nèi)的粘度和在約84%至約92%范圍內(nèi)的水解度。另一類(lèi)實(shí)施方案的特征在于包含約45wt%至約55wt%的第一PVA聚合物的PVA樹(shù)脂,所述第一PVA聚合物具有在約10cP至約15cP范圍內(nèi)的粘度和在約84%至約92%范圍內(nèi)的水解度。PVA樹(shù)脂可包含約15wt%至約60wt%的第二PVA聚合物,所述第二PVA聚合物具有在約20cP至約25cP范圍內(nèi)的粘度和在約84%至約92%范圍內(nèi)的水解度。一類(lèi)設(shè)想的實(shí)施方案的特征在于包含約45wt%至約55wt%的第二PVA聚合物的PVA樹(shù)脂。
當(dāng)PVA樹(shù)脂包含多種PVA聚合物時(shí),所述PVA樹(shù)脂的PDI值大于所含任何單獨(dú)PVA聚合物的PDI值。PVA樹(shù)脂的PDI值任選大于2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.5、或5.0。
優(yōu)選地,PVA樹(shù)脂具有介于約80和約92%之間、或介于約83和約90%之間、或約85和89%之間的重均水解度例如,包含兩種或更多種PVA聚合物的PVA樹(shù)脂可由式來(lái)計(jì)算,其中Wi為相應(yīng)PVA聚合物的重量百分比,并且Hi為相應(yīng)的水解度。還希望選擇具有介于約10和約25之間、或介于約12和22之間、或介于約13.5和約20之間的加權(quán)對(duì)數(shù)粘度的PVA樹(shù)脂。包含兩種或更多種PVA聚合物的PVA樹(shù)脂的可由式來(lái)計(jì)算,其中μi為相應(yīng)PVA聚合物的粘度。
此外,還希望選擇具有在0.255至0.315、或0.260至0.310、或0.265至0.305、或0.270至0.300、或0.275至0.295,優(yōu)選在0.270至0.300范圍內(nèi)的樹(shù)脂選擇性指數(shù)(RSI)的PVA樹(shù)脂。RSI由式∑(Wi|μi-μt|)/∑(Wiμi)來(lái)計(jì)算,其中μt為十七,μi為每種相應(yīng)PVOH聚合物的平均粘度,并且Wi為相應(yīng)PVOH聚合物的重量百分比。
甚至更優(yōu)選的膜是水溶性共聚物膜,其包含具有下式的至少一種陰離子改性單體:
[Y]-[G]n
其中Y表示乙烯醇單體,并且G表示包含陰離子基團(tuán)的單體,以及指數(shù)n為1至3的整數(shù)。G可以是能夠承載攜帶陰離子基團(tuán)的任何合適的共聚單體,更優(yōu)選地G為羧酸酸。G優(yōu)選選自:馬來(lái)酸、衣康酸、coAMPS、丙烯酸、乙烯基乙酸、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-1-甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸選酸、2-甲基丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸以及它們的混合物。
G的陰離子基團(tuán)優(yōu)選地由以下各項(xiàng)組成的組:OSO3M、SO3M、CO2M、OCO2M、OPO3M2、OPO3HM和OPO2M。更優(yōu)選的G的陰離子基團(tuán)選自由以下各項(xiàng)組成的組:OSO3M、SO3M、CO2M和OCO2M。最優(yōu)選地G的陰離子基團(tuán)選自由以下各項(xiàng)組成的組:SO3M和CO2M。
當(dāng)然,可在制備本發(fā)明的隔室中采用不同的膜材料和/或不同厚度的膜。選擇不同膜的有益效果是所得的隔室可表現(xiàn)出不同的溶解度或釋放特性。
本文的膜材料還可包含一種或多種添加劑成分。例如,加入增塑劑例如甘油、乙二醇、二甘醇、丙二醇、山梨醇以及它們的混合物可能是有利的。其他添加劑可包括將被遞送至洗滌水的水和包含表面活性劑的功能性洗滌劑添加劑,例如有機(jī)高分子分散劑等。
通過(guò)第二膜來(lái)源供應(yīng)的第二膜可具有針對(duì)第一膜的上述任何一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)。
小袋
該小袋在小袋制造單元處制造。
該小袋可以是單隔室小袋或多隔室小袋。小袋可形成包含組合物的隔室。該組合物可被包含在隔室之內(nèi)并由膜包封。該組合物可通過(guò)在其上印刷圖案的水溶性膜至少部分地被包封,所述圖案在面向小袋的內(nèi)側(cè)或外側(cè)的膜的一側(cè)。
當(dāng)小袋為多隔室小袋時(shí),該隔室優(yōu)選具有不同的美觀外觀。美學(xué)上的差異可以任何合適的途徑實(shí)現(xiàn)。小袋的一個(gè)隔室可使用半透徹的、透明的、半透明的、不透明的或半不透明的膜來(lái)制備,并且小袋的第二隔室可使用選自半透徹的、透明的、半透明的、不透明的或半不透明的膜的不同的膜來(lái)制備,使得隔室的外觀不同。該小袋的隔室可以是相同尺寸或體積的。可替代地,該小袋的隔室可具有不同的尺寸,具有不同的內(nèi)部體積。該隔室還可在質(zhì)地或顏色方面彼此不同。因此,一個(gè)隔室可以是光滑的,而另一個(gè)是不光滑的。這能夠容易地實(shí)現(xiàn),因?yàn)樗苄阅さ囊粋?cè)通常是光滑的,而另一側(cè)具有無(wú)光光潔度。該膜可以是透明或半透明的,并且包含在其中的組合物可以是有色的。因此,在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,第一隔室具有選自由以下顏色組成的組的顏色:白色、綠色、藍(lán)色、橙色、紅色、黃色、粉色或紫色,而第二隔室具有選自由以下顏色組成的組的不同顏色:白色、黃色、橙色、藍(lán)色或綠色。
多隔室小袋的隔室可以是分開(kāi)的,但優(yōu)選結(jié)合任何合適的方式。最優(yōu)選地,第二隔室和任選的第三隔室或隨后的隔室重疊在第一隔室上。在一個(gè)實(shí)施方案中,第三隔室可疊加在第二隔室上,而第二隔室繼而以?shī)A心構(gòu)型疊加在第一隔室上??商娲兀诙羰液偷谌羰乙约叭芜x隨后的隔室可全部疊加在第一隔室上。然而,也同樣可以想像:第一隔室、第二隔室和任選的第三隔室以及隨后的隔室可以并列關(guān)系彼此互相連接。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,本發(fā)明的小袋包括由一個(gè)大隔室和兩個(gè)較小隔室組成的三個(gè)隔室。第二較小隔室和第三較小隔室被疊加在第一較大隔室上??商娲?,第二較小隔室、第三較小隔室和第四較小隔室可疊加在較大隔室上。選擇隔室的尺寸和幾何形狀使得該布置能夠?qū)崿F(xiàn)。
隔室的幾何形狀可為相同的或不同的。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,第二隔室和任選的第三隔室或隨后的隔室具有與第一隔室的幾何結(jié)構(gòu)和形狀不同的幾何結(jié)構(gòu)和形狀。在該實(shí)施方案中,第二隔室和任選的第三隔室以一定的設(shè)計(jì)被布置在第一隔室上。所述設(shè)計(jì)可以是裝飾性的、教育性的、說(shuō)明性的,例如以說(shuō)明概念或用法,或者用于指示產(chǎn)品的來(lái)源。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,第一隔室是最大的隔室,其具有圍繞周邊被密封的兩個(gè)大的面。第二隔室是較小的,其覆蓋小于75%,更優(yōu)選地小于50%的第一隔室的一個(gè)面的表面區(qū)域。在存在第三隔室的實(shí)施方案中,以上結(jié)構(gòu)是相同的,但是第二隔室和第三隔室覆蓋小于60%,更優(yōu)選地小于50%,甚至更優(yōu)選地小于45%的第一隔室的一個(gè)面的表面區(qū)域。小袋可包括至少兩個(gè)彼此密封的膜。
小袋可包裝在外包裝中。所述外包裝可為透明或可部分透明的容器,例如透明或半透明的袋子、桶、紙盒或瓶子。該包裝可由塑料或任何其他合適的材料制成,只要該材料足夠強(qiáng)固以在運(yùn)輸期間保護(hù)小袋。這種包裝也是非常有用的,因?yàn)槭褂谜卟槐卮蜷_(kāi)包裝來(lái)查看還剩多少小袋??商娲兀摪b可具有非透明的外包裝,其也許具有表現(xiàn)視覺(jué)上有特色的包裝內(nèi)容的標(biāo)記或插圖。
本發(fā)明的小袋適于清潔應(yīng)用,具體地衣物洗滌或餐具洗滌應(yīng)用。該小袋適于手洗或機(jī)洗條件。當(dāng)機(jī)洗時(shí),該小袋可從分配抽屜遞送,或者可被直接添加到洗衣機(jī)轉(zhuǎn)筒中。
小袋可包含5g至50g,例如從15g至50g,或從25g至50g的組合物。
在制備小袋的過(guò)程期間,小袋上的印刷圖案可具有與第一膜上的印刷圖案不同的形狀。不同形狀可以是不同大小、或不同文本或圖像彎曲度。
組合物
該組合物可為液體、或固體或片劑。術(shù)語(yǔ)“液體”旨在包括液體、糊劑、蠟質(zhì)或凝膠組合物。該液體組合物可包含固體。固體可包括粉末或附聚物,諸如微膠囊、小珠、條?;蛞环N或多種珠光小球或它們的混合物。此類(lèi)固體成分通過(guò)洗滌或作為預(yù)處理、延遲或相續(xù)的釋放組分可提供技術(shù)上的有益效果??商娲兀商峁┟烙^效果。本發(fā)明的組合物可包含一種或多種下述成分。
該組合物可包含表面活性劑。總表面活性劑含量可在按組合物的重量計(jì)約1%至80%范圍內(nèi)。所利用的表面活性劑可為陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、兩性表面活性劑、半極性表面活性劑或陽(yáng)離子類(lèi)型的表面活性劑,或可包含這些類(lèi)型的相容混合物。更優(yōu)選的表面活性劑選自由以下各項(xiàng)組成的組:陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑以及它們的混合物。本文中所使用的洗滌劑表面活性劑在于1972年5月23日公布的Norris的美國(guó)專(zhuān)利3,664,961、于1975年12月30日公布的Laughlin等人的美國(guó)專(zhuān)利3,919,678、于1980年9月16日公布的Cockrell的美國(guó)專(zhuān)利4,222,905和于1980年12月16日公布的Murphy的美國(guó)專(zhuān)利4,239,659中有所描述。
該組合物可包括流變改進(jìn)劑、助洗劑、漂白劑、漂白活性劑、漂白催化劑和/或酶。
該組合物可包含織物護(hù)理有益劑。如本文所用,“織物護(hù)理有益劑”是指任何以下物質(zhì):當(dāng)衣服/織物上存在適量的該材料時(shí),其能夠向衣服和織物、尤其是棉制衣物和含棉高的衣服和織物提供織物護(hù)理有益效果,諸如織物軟化、顏色保護(hù)、減少起球/起毛、抗磨損、抗褶皺等等??椢镒o(hù)理有益劑的非限制性示例包括陽(yáng)離子表面活性劑、硅氧烷、聚烯烴蠟、膠乳、油基糖衍生物、陽(yáng)離子多糖、聚氨酯、脂肪酸以及它們的混合物。當(dāng)存在于組合物中時(shí),織物護(hù)理有益劑的適宜含量按組合物的重量計(jì)為至多約30%,更通常為約1%至約20%,優(yōu)選地地為約2%至約10%。
該組合物可包含自動(dòng)餐具護(hù)理有益劑。如本文所使用的,“自動(dòng)餐具洗滌護(hù)理有益劑”是指可提供光澤、快速干燥、金屬、玻璃或塑料保護(hù)益處的任何材料。自動(dòng)餐具洗滌護(hù)理有益劑的非限制性示例包括有機(jī)光澤聚合物,特別是磺化/羧酸化聚合物、引發(fā)快速干燥的表面改性聚合物或表面活性劑、包括鋅鹽的金屬護(hù)理劑(如苯并三唑和金屬鹽)、以及包括硅酸鹽的抗腐蝕劑(例如硅酸鈉)。
該組合物可包括合適的清潔助劑材料,合適的清潔助劑材料的示例包括但不限于酶穩(wěn)定體系;抗氧化劑、遮光劑、珠光劑、調(diào)色染料、清除劑(包括針對(duì)陰離子染料的固色劑、針對(duì)陰離子表面活性劑的絡(luò)合劑、以及它們的混合物);熒光增白劑或熒光劑;去垢聚合物;分散劑;消泡劑;染料;著色劑;水溶助長(zhǎng)劑(諸如甲苯磺酸鹽、異丙苯磺酸鹽和萘磺酸鹽);色粒;香料和香料微膠囊、色珠、色球或擠出物;粘土軟化劑、堿源以及它們的混合物。
旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒
該設(shè)備可包括旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒。當(dāng)通過(guò)該設(shè)備印刷第一膜來(lái)源時(shí)以及當(dāng)使用多個(gè)印刷工位時(shí),旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒通常是有用的。對(duì)于包含PVOH的膜的粘彈性材料性質(zhì),印刷系統(tǒng)需要對(duì)膜的張力和速度兩者進(jìn)行恒定幅材調(diào)節(jié)。對(duì)對(duì)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒的使用可有助于維持多個(gè)印刷工位之間的良好的配準(zhǔn)精確度。
對(duì)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒的使用可提供整個(gè)印刷過(guò)程中的受控的計(jì)量條件的益處。這允許印刷過(guò)程期間的較高的顏色-顏色配準(zhǔn)精確度和恒定的張力,并且工藝過(guò)程變得不對(duì)時(shí)間依賴(lài)性材料性質(zhì)變化諸如蠕變敏感。
旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒可通過(guò)摩擦使膜保持在適當(dāng)?shù)奈恢?,從而防止膜的在每個(gè)印刷工位之間的任何不希望的位移。
印刷系統(tǒng)
該設(shè)備可包括印刷系統(tǒng)。該印刷系統(tǒng)可用于印刷第一膜來(lái)源和/或第二膜來(lái)源。該印刷系統(tǒng)可包括兩個(gè)或更多個(gè)印刷工位,例如三個(gè)或更多個(gè)印刷工位。一些或所有印刷工位可被布置在轉(zhuǎn)筒上。在存在時(shí),至少兩個(gè)例如至少三個(gè)印刷工位可被布置在轉(zhuǎn)筒上。可優(yōu)選地是印刷工位中的所有印刷工位被布置在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒上。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)印刷工位沒(méi)有被布置在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒上時(shí),其可能被布置在環(huán)形旋轉(zhuǎn)水平表面上。
印刷工位中的一個(gè)或多個(gè)印刷工位,例如兩個(gè)或更多個(gè)印刷工位,或者三個(gè)或更多個(gè)印刷工位可為柔性版印刷工位。印刷工位中的一個(gè)或多個(gè)印刷工位,例如兩個(gè)或更多個(gè)印刷工位,或者三個(gè)或更多個(gè)印刷工位可為數(shù)字印刷工位。印刷系統(tǒng)可包括選自以下各種的一個(gè)或多個(gè)印刷工位:數(shù)字印刷工位、柔性版印刷工位、凹版印刷工位、輪轉(zhuǎn)凹版印刷工位、平版印刷工位、多孔和絲網(wǎng)印刷工位、凸版印刷工位、移印工位、以及它們的組合。本文中優(yōu)選使用的是柔性版印刷工位。
一個(gè)或多個(gè)印刷工位可用于將拋光漆(OPV)或其他可印刷材料遞送到膜。一個(gè)或多個(gè)印刷工位可用于在膜上施加第一層,以改進(jìn)以下的印刷步驟,例如以提高膜上的化合物諸如油墨或染料的粘附性。另選地,OPV或第一層可通過(guò)任何可選的技術(shù)諸如涂刷或噴涂被施加至膜。
如圖2所示,一個(gè)或多個(gè)柔性版印刷工位可包括具有印刷底板98(如印刷套筒)的印版滾筒94、網(wǎng)紋輥96、刮片95和/或墨盤(pán)97。一個(gè)或多個(gè)柔性版印刷工位可包括腔室系統(tǒng)和配混物輸送系統(tǒng)。對(duì)于待印刷的配混物,隔室刀片可將配混物從配混物輸送系統(tǒng)均勻地分配在網(wǎng)紋墨穴中。印版滾筒可包括印刷底板。一個(gè)或多個(gè)柔性版工位可包括印版滾筒,該印版滾筒的直徑為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒的直徑的至少兩倍小。例如印版滾筒可具有被包含在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒的直徑的0.02倍至0.50倍之間,或0.05倍至0.35倍之間,或0.10倍至0.20倍之間的直徑。
該印刷底板可以是印刷平板或印刷套筒。該印刷底板可通過(guò)光敏聚合物制得,其中UV光選擇性地固化將被印刷圖案的底板部分;通過(guò)洗滌循環(huán)將剩余的、軟的、未曝光的聚合物洗去。這些通常被稱(chēng)為感光聚合物印版。
在底板上的圖案可被激光蝕刻。用于制作底板的另一種常見(jiàn)的方法是通過(guò)化學(xué)蝕刻金屬模具,其一旦制備好便將對(duì)聚合物底板進(jìn)行按壓,從而形成印刷底板。
印刷底板可通過(guò)雙面膠帶被安裝在印刷輥上。該印刷底板可經(jīng)由套筒系統(tǒng)被安裝在沖刺輥上。該套筒系統(tǒng)可允許在不同模式之間快速變化。
印刷底板表面可被改性以在物理和化學(xué)上增強(qiáng)待印刷的配混物的輸送。表面改性可以是物理性的,例如增大局部表面粗糙度和/或定向微雕刻,其中范圍為提高待印刷的配混物的網(wǎng)紋提取和膜上的沉積?;瘜W(xué)表面改性包括涂覆印刷底板或適當(dāng)?shù)倪x擇印刷底板材料,以校準(zhǔn)印刷的化合物的粘附的表面能。
印版滾筒的直徑可被選擇為使得該化合物的停留時(shí)間最小化;大印板滾筒由于干燥化合物的積累例如干燥油墨的積累從而有利于具有結(jié)果劣化的印刷質(zhì)量和精度的板的表面上的干燥。
印刷底板和膜之間的輥隙壓力可在操作器一側(cè)和驅(qū)動(dòng)器一側(cè)被調(diào)節(jié),以達(dá)到期待的印刷質(zhì)量。更高的印刷壓力將只會(huì)導(dǎo)致來(lái)自板的化合物的更高轉(zhuǎn)移最小化,但將增加印刷單元對(duì)輥之間的不接觸的風(fēng)險(xiǎn)的整體可靠性。底板與壓印轉(zhuǎn)筒之間過(guò)大的壓力可能會(huì)導(dǎo)致磨損該板,從而有損印刷質(zhì)量。
可根據(jù)所使用的化合物(例如,油墨)來(lái)選擇網(wǎng)紋輥。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,網(wǎng)紋輥不需要具有特定的雕刻墨穴的幾何形狀(方形、六邊形、圓形、五邊形等),只要網(wǎng)紋輥可輸送油墨的標(biāo)稱(chēng)體積在1BCM(十億立方毫米)和15BCM之間,其中LPI(線數(shù)每英寸)在50LPI至1200LPI的范圍內(nèi)。網(wǎng)紋輥的覆蓋有雕刻墨穴的表面可在20%至70%之間。該角度限定墨穴關(guān)于可印刷材料轉(zhuǎn)移輥的軸線的角度。優(yōu)選地,該角度是30度、45度或60度。網(wǎng)線數(shù)指示每線性英寸存在多少墨穴。低網(wǎng)線數(shù)將允許能夠印刷厚的油墨層,而高網(wǎng)線數(shù)將允許印刷中的更詳細(xì)的細(xì)節(jié)。墨穴體積和網(wǎng)線數(shù)兩者可密切相關(guān)。為了快速轉(zhuǎn)換和簡(jiǎn)潔設(shè)計(jì),可采用套筒系統(tǒng)以去除和清潔網(wǎng)紋輥??蛇@樣設(shè)計(jì)印刷系統(tǒng)以具有快速釋放網(wǎng)紋輥套筒的可能性。
網(wǎng)紋輥周長(zhǎng)可被選擇為不是印刷底板的多個(gè)間距,由此增大墨穴的表面使用率。為了通過(guò)降低溶劑蒸發(fā)性來(lái)提高化合物性能,可以帶雕刻本申請(qǐng)需要網(wǎng)紋輥的地方,以只在印刷底板的具有圖案的部分上遞送化合物。網(wǎng)紋輥可通過(guò)多種材料利用不同的雕刻技術(shù)制得。由于不同的配混物親和性,這將向底板給予配混物輸送中的較小的差異。例如,在水基油墨的情況中,相對(duì)于具有相同的雕刻圖案(BCM、幾何形狀、表面覆蓋等)的標(biāo)準(zhǔn)的激光雕刻陶瓷網(wǎng)紋輥,鍍鉻機(jī)械雕刻網(wǎng)紋輥將具有較高的轉(zhuǎn)印效率(與印刷底板接觸時(shí)的墨穴空置容量)。
印刷底板和網(wǎng)紋輥之間的輥隙壓力可在操作器一側(cè)和驅(qū)動(dòng)器一側(cè)被調(diào)節(jié),以達(dá)到期待的印刷質(zhì)量。較高的印刷壓力將造成來(lái)自網(wǎng)紋輥墨穴的配混物提取的顯著增大,從而提高向印刷底板和由此向膜輸送的配混物的量。在底板與網(wǎng)紋輥之間過(guò)大的壓力將可能會(huì)導(dǎo)致磨損底板,由此有損印刷質(zhì)量。
配混物輸送系統(tǒng)可由待印刷的配混物的貯存器構(gòu)成,該貯存器通過(guò)管路連接至腔室刀片系統(tǒng)。恒定溶劑蒸發(fā)可通過(guò)監(jiān)測(cè)化合物流體性質(zhì)諸如粘度、濁度、透明度、折射率、密度等的方式通過(guò)添加在線溶劑來(lái)補(bǔ)償,這些性質(zhì)中的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)的任何變化通過(guò)將溶劑添加至使將要被印刷的化合物達(dá)到目標(biāo)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。
腔室系統(tǒng)可包括具有一邊開(kāi)口的包封腔室,其被夾持在網(wǎng)紋輥上。腔室刀片側(cè)上的刀片可確保網(wǎng)紋輥上的墨穴的計(jì)量填充。
印刷工位中的一個(gè)或多個(gè)印刷工位,例如兩個(gè)或更多個(gè)印刷工位,或者三個(gè)或更多個(gè)印刷工位可以為數(shù)字印刷工位。數(shù)字印刷工位包括連續(xù)噴墨(CIJ)和按需噴墨(DOD),按需噴墨(DOD)進(jìn)一步分為熱發(fā)泡DOD和壓電DOD。
數(shù)字印刷工位可包括印刷頭、化合物供給器以及控制其可操作性和印刷位置的軟件電子控制器。
干燥/固化工位
具體地,當(dāng)通過(guò)該設(shè)備來(lái)印刷第一膜時(shí),該設(shè)備可包括干燥/固化臺(tái)。干燥/固化工位可在兩個(gè)印刷工位之間或在最后的印刷工位之后。在存在時(shí),干燥/固化臺(tái)被布置在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒上。干燥/固化臺(tái)可減少干燥時(shí)間要求,并減少所需的配混物(例如油墨)開(kāi)放時(shí)間。配混物開(kāi)放時(shí)間通過(guò)以下比值定義:印刷工位之間的距離/線速度。
干燥/固化臺(tái)可向膜傳送熱流,由此干燥配混物而不改變PVOH膜的機(jī)械性質(zhì)。事實(shí)上,過(guò)高的溫度結(jié)合在干燥工位中的長(zhǎng)停留時(shí)間可能熔化膜或整個(gè)影響所有的下游操作。用于干燥階段的溫度可在相對(duì)濕度低80%的情況下從5℃至70℃變化,停留時(shí)間可相應(yīng)地被調(diào)整。其他固化形式可與合適的油墨組合使用,例如UV。
印刷配混物
該印刷圖案可包括文本內(nèi)容、圖像、符號(hào)。該印刷圖案可具有在膜上不同于小袋上的形狀,以考慮在小袋制造過(guò)程中再次成型。該印刷圖案可包含印刷化合物。該印刷配混物通常是油墨。
印刷到膜上的油墨在水中優(yōu)選地具有期望的分散等級(jí)。油墨可為任何顏色,包括白色、紅色和黑色。油墨可以是包含每份固體重量的10%至80%,或20%至60%,或25%至45%的水基油墨。油墨可包括每份水的重量的20%至90%或40%至80%,或50%至75%。
油墨可具有在20℃下,在1000的剪切速率下的介于1cP和400cP之間,或介于50cP至350cP之間,或介于100cP和300cP之間,或介于150cP和250cP之間的粘度。測(cè)試可在TA instruments的AR-550流變儀上利用孔-板幾何形狀獲得。
除非另外指明,本文所用的所有百分比、比率和比例均按所述組合物的重量百分比計(jì)。除非另外明確指明,所有平均值均按所述組合物或其組分的“重量”計(jì)算。
本文所公開(kāi)的量綱和值不應(yīng)理解為嚴(yán)格限于所引用的精確值。相反,除非另外指明,否則每個(gè)這樣的量綱旨在表示所述值以及圍繞該值功能上等同的范圍。例如,公開(kāi)的量綱“40mm”旨在表示“約40mm”。