專利名稱：用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及ー種用于轉(zhuǎn)移層壓(transfer lamination)的方法和設(shè)備，并且更具體地涉及ー種其中轉(zhuǎn)移膜在轉(zhuǎn)移層壓エ藝中被涂布用于后續(xù)使用的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)移層壓是ー種其中材料層被施加到基底的エ藝。一般地，轉(zhuǎn)移層壓包含將具有施加層，例如金屬化層的轉(zhuǎn)移膜結(jié)合到紙基底，將膜從基底剝離，留下施加層，并且然后施加涂層到該層以有助于印刷。如將清楚的，此エ藝典型地包含多個(gè)、単獨(dú)的步驟。具體地,轉(zhuǎn)移膜在初始步驟中涂布有分離層(breakaway layer),其允許膜從基底剝離同時(shí)在基底上留下施加層和分離層。在膜涂布以后，施加層被施加，即膜被金屬化。一旦膜已經(jīng)被金屬化，則施加粘結(jié)劑并且于是膜被結(jié)合到基底，且膜/基底典型地在烘箱中被處理。一旦從烘箱中去除，則膜被剝離并且基底被涂布并被再次置于烘箱中以完成該エ藝。該方法的缺陷在于分離層在獨(dú)立于轉(zhuǎn)移層壓エ藝的步驟中被施加于轉(zhuǎn)移膜。如將清楚的，每個(gè)制造步驟具有相關(guān)的成本，并且其一般希望通過具有盡可能合理需要的少的制造步驟的簡化工藝來減小這些成本。另外，施加層的轉(zhuǎn)移中使用的膜在其從基底剝離以后被典型地拋棄，或僅僅再利用有限的幾次，這是因?yàn)樵倮?回收的成本。用過的轉(zhuǎn)移膜還出現(xiàn)處理和回收的難題，因?yàn)檫@些膜通常是由聚酷例如聚こ烯對(duì)苯ニ酸鹽、(“PET”)制造的，其不容易回收/再造。具體地，塑料膜難于再造，在于可能的再造產(chǎn)物的各個(gè)屬性相當(dāng)?shù)刈兓?。同樣，這些膜中的各種擠出樹脂造成明顯的回收挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)通過當(dāng)前在美國僅有全部廢塑料膜的大約4. 5%被回收，并且塑料膜占據(jù)全部垃圾填埋地區(qū)固體廢物的幾乎3. I %的事實(shí)被證實(shí)。鑒于上述內(nèi)容，需要具有ー種能夠被使用很多次的轉(zhuǎn)移膜。另外，在單線層壓エ藝期間，通常還需要產(chǎn)生兩種可利用的最終產(chǎn)物，例如金屬化的紙基底和使用的膜，而不考慮膜的特定最終用途。具體地，對(duì)于使用的膜希望具有多種可能的用途，除了在后續(xù)層壓エ藝中再利用外，還包括例如將膜用作盒套、禮品帶和類似物。將清楚，這最大化了資料并提供了明顯的制造優(yōu)勢。這些益處是通過已知エ藝所難以實(shí)現(xiàn)的。還希望涂布轉(zhuǎn)移膜用于后續(xù)用途，其中膜被壓印或印刷。這在使用的轉(zhuǎn)移膜的最終用途上提供了極大的靈活性，最大化了資源并提高了明顯的環(huán)境益處。
如此，存在一種對(duì)于用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備的需要，其提供了通過已知工藝當(dāng)前不可用的簡單制造和成本節(jié)約。還存在一種對(duì)于轉(zhuǎn)移層壓工藝的需要，其中在有限數(shù)量的層壓以后不需要處理和/或回收轉(zhuǎn)移膜。如本文詳細(xì)討論的，本發(fā)明滿足這些要求。發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備。本發(fā)明的再一目的是提供一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備，其提供了通過已知工藝當(dāng)前不可用的簡單制造和成本節(jié)約。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備，其中轉(zhuǎn)移膜在單個(gè)層壓以后不需要被拋棄或回收。
本發(fā)明的再一目的是提供一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備，其通過當(dāng)其在轉(zhuǎn)移層壓工藝中使用時(shí)，用于再利用的轉(zhuǎn)移膜的在線涂布提供了簡單的制造和成本的節(jié)約。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備，其中轉(zhuǎn)移膜在單個(gè)層壓以后不需要被拋棄或回收，因?yàn)槠湓谵D(zhuǎn)移層壓工藝期間被涂布用于再利用。本發(fā)明的目的是提供一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備，其中分離層可被容易地施加于轉(zhuǎn)移膜。本發(fā)明的又一目的是提供一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備，其中分離層易于通過在線工藝被施加于轉(zhuǎn)移膜，在此在線工藝中，膜在施加分離層以前結(jié)合到基底。本發(fā)明的再一目的是提供一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備，其中分離層通過在線工藝被施加于轉(zhuǎn)移膜，在此在線工藝中，膜在施加分離層以前被結(jié)合到基底，產(chǎn)生優(yōu)于通過已知離線工藝生產(chǎn)的分離層的分離層。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備，其提供了通過已知工藝不可用的明顯環(huán)境優(yōu)勢。本發(fā)明的再一目的是提供一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備，其通過有助于多次可能地再利用使用的轉(zhuǎn)移膜來提供明顯的環(huán)境優(yōu)勢。本發(fā)明的又一目的是提供一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備，其中轉(zhuǎn)移膜可被涂布用于多次再利用。本發(fā)明的再一目的是提供一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備，其中轉(zhuǎn)移膜可被涂布用于接下來用作盒套(box wrap)的用途。本發(fā)明的又一目的是提供一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備，其中多個(gè)涂層在轉(zhuǎn)移層壓工藝期間在線施加到轉(zhuǎn)移膜。本發(fā)明的轉(zhuǎn)移層壓方法的實(shí)施方式包含使膜的第一側(cè)金屬化，以及然后將金屬化的第一側(cè)結(jié)合到基底。在其已經(jīng)結(jié)合到基底以后，然后涂層被施加到膜的第二側(cè)。結(jié)合的膜/基底然后被固化。膜接著被剝離，從沉積在基底上的膜中留下金屬。涂層的施加作為轉(zhuǎn)移層壓工藝的在線部分(inline part)執(zhí)行。如附圖中所示，結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式的最佳模式的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其他的目的、特征和優(yōu)勢將變得清楚。附圖簡述圖I是現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)移層壓工藝的圖解式闡示，其中轉(zhuǎn)移膜首先被涂布并被金屬化，然后在層壓工藝中使用。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于轉(zhuǎn)移層壓的設(shè)備的簡化示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式闡示用于轉(zhuǎn)移層壓的方法的流程圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明可選擇實(shí)施方式的用于轉(zhuǎn)移層壓的設(shè)備的簡化示意圖。優(yōu)選實(shí)施方式詳述參照

圖1，用于轉(zhuǎn)移層壓的已知エ藝包含三個(gè)常規(guī)步驟。這些步驟中的以參照數(shù)字10標(biāo)識(shí)的第一步是涂布在層壓中使用的膜。具體地，膜涂布有分離層，其允許在層壓發(fā)生以后被去除或者從基底剝離。該步驟是離線進(jìn)行的，即其不是產(chǎn)生最終產(chǎn)物的主要轉(zhuǎn)移層壓エ藝的一部分。另外，在此初始步驟中，僅膜的一側(cè)被涂布。在膜的一側(cè)被涂布有分離層以后，典型地，例如丙稀酸鹽或氨基甲酸こ酯的聚合 物，膜被金屬化。金屬化的步驟也是與轉(zhuǎn)移層壓エ藝離線的并且包含將涂布的膜置于相當(dāng)大的噴鍍金屬器中，其中金屬被真空沉積在涂布的膜上。一旦涂布的膜被金屬化，則其在由參照數(shù)字30表示的第三步驟中被結(jié)合到基底。在此步驟中，涂布的和金屬化的膜被置于轉(zhuǎn)移層壓設(shè)備中，并且膜借助于通過粘結(jié)劑的加壓結(jié)合而結(jié)合到基底。一旦結(jié)合，膜/基底典型地在烘箱中被固化。當(dāng)膜從烘箱中出來吋，其于是從基底剝離，在基底上留下金屬和分離層。金屬化的基底然后可以在烘箱中被再次涂布和固化，產(chǎn)生最終產(chǎn)物。如所述，在轉(zhuǎn)移層壓エ藝中，給膜涂布有分離層、金屬化涂布的膜以及然后使用金屬化的、涂布的膜的上述步驟是相互獨(dú)立的。如將要容易理解的，產(chǎn)物制造中步驟的數(shù)量越多，相關(guān)的制造成本和制造困難程度越高。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，發(fā)明的設(shè)備40在層壓エ藝中組合了將分離涂層施加到轉(zhuǎn)移膜的步驟和使用涂布的膜的步驟，以提供本領(lǐng)域中迄今未知的制造的容易性和成本的降低。這通過所述的設(shè)備40完成，其包括轉(zhuǎn)移膜輥50和基底輥60，其分別借助于馬達(dá)在方向A和B上展開。在基底80從基底輥60上展開時(shí)，轉(zhuǎn)移膜70與基底80 —起同時(shí)地從轉(zhuǎn)移膜輥50展開。轉(zhuǎn)移膜70已經(jīng)在要被結(jié)合到基底80的第一側(cè)上涂布有分離層。膜70已經(jīng)在單獨(dú)的エ藝中被預(yù)先噴鍍金屬。為了當(dāng)前的討論，膜被描述為新的，即沒有一側(cè)被預(yù)先涂布有分離層?？蛇x擇地，然而，在第一側(cè)上呈現(xiàn)的分離層也可能是本發(fā)明エ藝的結(jié)果，即膜可能已經(jīng)被預(yù)先使用并如本文所述被在線涂布。由于基底80被展開并在方向A上運(yùn)行，粘結(jié)劑/膠通過涂抹器90被涂抹。粘結(jié)劑允許膜70和基底80被牢固地粘結(jié)。在涂抹粘結(jié)劑以后，膜70碰到惰輥100，其改變膜的路徑并將其引向結(jié)合站。具體地，膜70和基底80通過由輥110完成的壓カ結(jié)合而結(jié)合。雖然所述的是輥，但是清楚的是，不管加壓與否的其他結(jié)合方式也可以使用，包括代替輥使用加壓腔。一旦轉(zhuǎn)移膜70已經(jīng)結(jié)合到基底80，就形成了第一中間產(chǎn)物120。此第一中間產(chǎn)物120包括具有結(jié)合到膜70的第一側(cè)的基底80的轉(zhuǎn)移膜70。轉(zhuǎn)移膜的第二相對(duì)側(cè)130保持未涂布。如所示的，此第二、未涂布的側(cè)部130然后經(jīng)過凹版涂布站(gravure coatingstation) 140。在凹版涂布站140，當(dāng)未涂布的側(cè)部130在涂布輥和壓カ輥(未示出)之間經(jīng)過時(shí)，在涂布路徑(未示出)上運(yùn)行的輥將涂層有效地沉積到未涂布的側(cè)部130上。凹版涂布站140將分離層150施加到未涂布的側(cè)部130，消除了在當(dāng)前層壓工藝中重新使用以前，在單獨(dú)步驟中涂布側(cè)部130的需要。膜70的未涂布的側(cè)部130的在線涂布是本發(fā)明的重要方面。通過在層壓工藝期間向轉(zhuǎn)移膜70提供分離層150，從而避免了通常單獨(dú)的制造步驟，有利于膜70方便、節(jié)約地再利用。此簡化的、流線型的工藝提供了本領(lǐng)域當(dāng)前未知的成本的節(jié)約和制造的簡化。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)中間產(chǎn)物120的在線涂布，即將膜70結(jié)合到基底80優(yōu)于離線涂布。具體地，比起分離層150將涂布未結(jié)合的柔性膜來說，將分離層150施加到由相當(dāng)剛性的基底80支撐的膜70是更加容易的。由于該增強(qiáng)的剛度，將分離層施加到結(jié)合的中間產(chǎn)物120也產(chǎn)生了可能更加均勻的層。因?yàn)樵诰€應(yīng)用分離層是方便的并產(chǎn)生可能更好、更加均勻的待金屬化的層，所以該簡化的、節(jié)約成本的制造工藝增加了膜70多次再利用的可能性。
雖然本發(fā)明設(shè)想了使用凹印工藝，但是要清楚可以使用用于在線應(yīng)用分離層的其他涂布方法。這些方法可包括反向輥涂布以及類似方法，只要其能夠有效地利用分離層。另外，凹版涂布站140可根據(jù)膜所期望的最終用途而被用于施加其他類型的涂層。即，本發(fā)明的工藝除了在后續(xù)的層壓工藝中再利用以外，可被用于產(chǎn)生用于最終用途的膜。具體地，取代利用分離層150，凹版站可被構(gòu)造以施加具有特定顏色的涂層。例如，永久的、固態(tài)白色涂層可被用于膜，有助于其用于裝飾性目的例如盒套。如將要清楚理解的，根據(jù)需要的色調(diào)或設(shè)計(jì)，具有除了白色以外顏色的涂層可被應(yīng)用。還設(shè)想，可印刷的涂層可被應(yīng)用于膜，從而其能夠用于后續(xù)的印刷工藝。的確，根據(jù)要在膜上進(jìn)行的印刷的類型，這些涂層的化學(xué)成分可以變化。這些印刷工藝可包括多功能或影印頁的凹版、Indigo 和激光打印。除了后續(xù)層壓工藝中再利用以外，涂布轉(zhuǎn)移膜以使用的能力是本發(fā)明的重要方面。如將要清楚的，這提供了靈活性、最大化了資源并提供了明顯的制造優(yōu)勢。通過本發(fā)明的工藝和設(shè)備還實(shí)現(xiàn)了明顯的環(huán)境優(yōu)勢?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，一旦經(jīng)過凹版站140，現(xiàn)時(shí)分離涂布的中間產(chǎn)物120就碰到惰輥100，其將產(chǎn)物130引向烘箱160。中間產(chǎn)物130進(jìn)入烘箱160的第一區(qū)域170，在第一區(qū)域170中其被以預(yù)先選定的溫度固化特定的時(shí)間期間。產(chǎn)物120然后被引向剝離站180，在剝離站180中現(xiàn)時(shí)預(yù)涂布的轉(zhuǎn)移膜190被從基底去除，剩下包括膜的分離層和結(jié)合到其表面的金屬層的基底。此第二中間產(chǎn)物200然后被引向涂布站210，在涂布站210中第二中間產(chǎn)物200被涂布以有助于印刷。一旦此涂布已經(jīng)進(jìn)行，則第二中間產(chǎn)物200就被引向烘箱160，在烘箱160中其被置于第二區(qū)域中以進(jìn)一步固化。此第二固化工藝的結(jié)果是最終產(chǎn)物230，其在輥?zhàn)?30上被收集。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3，本發(fā)明的工藝包括幾個(gè)關(guān)鍵步驟。這些步驟中的第一步是金屬化轉(zhuǎn)移膜的第一側(cè)，如參照數(shù)字300所示。如上討論，在金屬化以前，膜已經(jīng)涂布有分離層。在后續(xù)討論中，作為本發(fā)明的工藝的一部分，設(shè)想要被金屬化的膜已經(jīng)預(yù)先涂布有分離層。換句話說，在較早的轉(zhuǎn)移層壓工藝中，膜已經(jīng)被預(yù)先使用并預(yù)先涂布。將要清楚，如果膜是新的并且沒有被使用，則第一離線分離涂布將是必須的。
在第二步310中，金屬化的膜然后被結(jié)合到基底，一般是紙。重要的是，在步驟320中，分離層然后被施加到轉(zhuǎn)移膜的第二側(cè)，從而，如上討論的，膜可以被容易地并且便宜地再利用。然后在步驟330中使結(jié)合的膜/基底固化。此エ藝通常通過使用多區(qū)域的烘箱來實(shí)現(xiàn)。一旦膜/基底已經(jīng)被固化，則在步驟340中，膜就從基底中去除。此時(shí)，基底涂布有分離層和金屬層。于是，具有其預(yù)涂布側(cè)部的膜可以金屬化步驟300開始時(shí)被再利用。任意地，基底可以被涂布用于在額外的、后續(xù)的步驟中打印，然后在烘箱中被再次固化。另外，還可以再利用膜之前使用的側(cè)部。即，能夠?qū)⑹Ｓ嗖牧蠌氖褂玫膫?cè)部剝離并將其重新涂布分離層?？蛇x擇地，能夠在之前使用的側(cè)部上簡單地施加覆蓋任何殘留材料的分離層。
現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖4，顯示了本設(shè)備400的可選擇實(shí)施方式。類似于圖2中所示實(shí)施方式的該實(shí)施方式包括多個(gè)凹版站和烘箱，并有助于在轉(zhuǎn)移膜上施加多個(gè)涂層。在此實(shí)施方式中，膜410在很像以上結(jié)合圖2中所示實(shí)施方式的エ藝中結(jié)合到基底420。膜/基底中間產(chǎn)物425然后經(jīng)過第一凹版站430，在第一凹版站430中涂層被施加于中間產(chǎn)物425的膜側(cè)。膜/基底然后經(jīng)過第一烘箱440以固化。在從第一烘箱440出來以后，中間產(chǎn)物的膜側(cè)在第二凹版站450被再次涂布。膜/基底然后經(jīng)過第二烘箱460。第二烘箱460和第二凹版站450是本發(fā)明的重要方面，因?yàn)槠湓试S多個(gè)涂層被置于轉(zhuǎn)移膜上。這則允許膜更寬范圍的可能的最終用途。例如，膜可以在第一凹版站通過分離涂層涂布，并且然后在第二凹版站450可以施加可壓印的涂層，從而產(chǎn)生可壓印的轉(zhuǎn)移膜，其能夠在金屬化以前利用全息的設(shè)計(jì)進(jìn)行壓印(emboss)?；仡^參照?qǐng)D4，在膜/基底從第二烘箱460出來以后，現(xiàn)在具有兩個(gè)涂層的轉(zhuǎn)移膜被剝離并且將圍繞線軸470。金屬化的基底然后經(jīng)過第三凹版站480，在此其接收有助于印刷在金屬化的表面上的涂層并進(jìn)入第三烘箱490，用于最終固化。金屬化的基底被圍繞線軸500纏繞。在當(dāng)前示例中，最終產(chǎn)物是準(zhǔn)備好用于印刷的金屬化的基底和轉(zhuǎn)移膜，轉(zhuǎn)移膜在其上具有兩個(gè)涂層并且可被根據(jù)涂層用于各種目的。除了以上，還可能向凹版站中的ー個(gè)提供有印刷頭，從而在轉(zhuǎn)移層壓エ藝期間膜可以被印刷。例如，第二凹版站450可設(shè)有印刷頭，因此在其已經(jīng)在第一凹版站430處接收彩色涂層以后，其能夠在轉(zhuǎn)移膜上印刷。在此構(gòu)造中，第二凹版站450可被用于在彩色膜上印刷公司標(biāo)識(shí)或其他裝飾性設(shè)計(jì)。雖然圖4中的實(shí)施方式顯示有三個(gè)凹版站和烘箱，但是其他的構(gòu)造也是可能的，其中根據(jù)由轉(zhuǎn)移膜產(chǎn)生的最終產(chǎn)物的需要特性實(shí)施多與三個(gè)的站/烘箱?？傊?，本發(fā)明是用于轉(zhuǎn)移層壓的方法和設(shè)備，其中通過轉(zhuǎn)移膜的在線涂布提供已知エ藝目前不可用的簡單制造、靈活性和成本節(jié)約。本發(fā)明的方法和設(shè)備在限制數(shù)量的使用以后也不需要處理并且/或者回收轉(zhuǎn)移膜，并且提供了簡單的應(yīng)用和可能的高級(jí)分離涂層。雖然本發(fā)明已經(jīng)關(guān)于其詳細(xì)實(shí)施方式進(jìn)行了顯示和描述，但是將理解，通過本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出各種改變，并且各種等價(jià)物可用于替換其元件而不偏離本發(fā)明的范圍。另外，修改可以被做出以使具體的情形或材料適用于本發(fā)明的教導(dǎo)，而不偏離其實(shí)質(zhì)的范圍。
因此，本發(fā)明意在不限于以上詳述中公開的具體實(shí)施方式
，而是本發(fā)明將包括落入本公開范圍內(nèi)的全部實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1. 一種用于轉(zhuǎn)移層壓的方法，所述方法包括以下步驟使膜的第一側(cè)金屬化；將所述膜的所述金屬化的第一側(cè)結(jié)合到基底；在所述膜已經(jīng)結(jié)合到所述基底以后，對(duì)所述膜的第二側(cè)施加涂層；使所述結(jié)合的膜和基底固化；將所述膜從所述基底去除，從沉積在所述基底上的所述膜中留下金屬；并且其中涂層的所述施加作為轉(zhuǎn)移層壓工藝的在線部分來執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明的轉(zhuǎn)移層壓方法的實(shí)施方式包含使膜的第一側(cè)金屬化，以及然后將金屬化的第一側(cè)結(jié)合到基底。在其已經(jīng)結(jié)合到基底以后，然后涂層被施加到膜的第二側(cè)。結(jié)合的膜和基底然后被放在烘箱中。膜接著從基底剝離，從沉積在基底上的膜中留下金屬。涂層的施加作為轉(zhuǎn)移層壓工藝的在線部分執(zhí)行，從而提供了當(dāng)前未知的簡單制造。
文檔編號(hào)B44C1/00GK102869520SQ201180012193
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者羅伯特·哈森, 基思·R·麥克魯?shù)?申請(qǐng)人:海森紙業(yè)公司