本发明涉及多层膜(multilayered films)，更特别地，涉及一种用于制造模内标签(in-mold labels)的多层膜。因为在制造容器的工艺中标签置于形成容器的模内，此类标签称之为“模内(in-mold)”标签。
发明背景相比起纸标签，在贴标签于通过注模、吹模或注-吹模制成的聚合物树脂容器时，聚合物模内标签提供许多美学和功能上的优点。当塑料容器，如高密度聚丙烯塑料挤瓶用于包装诸如洗发液之类的产品时，使用聚合物标签的包装一般比纸标签包装对消费者更具吸引力。因为外观、处理、性能、抗湿性、顺应性、耐用性及和要贴标签的容器的相容性等原因，许多应用领域需要用到聚合物模内标签(polymericin-mold labels)。聚合物模内标签也使透明或者基本透明标签只将标签标记(label indicia)让消费者看到。
聚合物模内标签的一个问题是，在制造容器的工艺中，它们容易收缩、厚度增加、形成“Z”型定向。人们相信这是由于因发泡引起的膜厚度增加的缘故。人们也相信发泡是由空气截留进入膜中的空化区和在吹模时对膜加热引起的。双向拉伸膜(biaxially oriented films)比起单轴向膜或纵向拉伸膜(轴向取向膜，machine direction orientedfilms)更容易发泡。结果，这种标签，当用于容器时，经常出现表面粗糙现象，这破坏了在标签上所形成的图形图像或印刷图像的美观性。
本发明提供一种解决此问题的方案，通过提供一种在用作容器的模内标签后、显示出最低限度的表面粗糙的多层膜(multilayered film)。用此种膜制成的标签，当用于容器时，表面粗糙度通常大约100微英寸或更小，用测试方法ANSI B46.1测定。这是与先前技术中的标签相比而言，已经观察到先前技术中的标签表现出的表面粗糙度破坏了在标签上所形成的图形图像或者印刷图像的美观性，具有的表面粗糙度大约为200微英寸。
发明概述本发明涉及用于制造模内标签的多层膜，包括：一个核心层(core layer)，具有第一表面(first surface)和第二表面(second surface)，核心层包括聚合物材料和分散在聚合物材料中的粉碎固体粒子，聚合物材料为高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、乙烯和丙烯的共聚物、聚酯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯或者其中两种或多种物质的混合物；一个第一表皮层(first skin layer)，覆盖核心层的第一表面，第一表皮层包括热塑性共聚物或三元共聚物，来自乙烯或丙烯和选自丙烯酸烷基酯、丙烯酸、烷基丙烯酸、乙酸乙烯酯和其中两种或多种组合的功能单体；该膜如下形成，通过共挤压(co-extruding)核心层和第一表皮层形成多层膜，在高于标签期望的操作温度下热拉伸(hot-stretching)多层膜以赋予多层膜纵向拉伸，在高于标签期望的操作温度下对多层膜进行退火(annealing)；在热拉伸期间，膜的密度减少约5％至约25％；在热拉伸和退火之后，该膜的纵向葛尔莱刚性值(machine directionGurley stiffness value)在约30至约120范围内；在热拉伸和退火之后，该膜纵向收缩(machine direction shrinkage)小于约2％；在热拉伸和退火之后，在200(93.3℃)下，该膜纵向收缩张力(machine direction shrink tension)为每平方英寸小于约100磅(psi)。
在一个实施方案中，本发明的膜还包括一个第二表皮层(secondskin layer)，覆盖在核心层的第二表面上。
在一个实施方案中，本发明的膜还包括位于第一表皮层和核心层之间的第一不透明层(first opacifying layer)。
在一个实施方案中，本发明还包括位于核心层的第一表面和第一表皮层之间的第一粘结层(first tie layer)。
在一个实施方案中，本发明还包括覆盖核心层第二表面的第二表皮层(second skin layer)，位于核心层的第一表面和第一表皮层之间的第一不透明层(first opacifying layer)，和位于核心层的第二表面和第二表皮层之间的第二不透明层(second opacifying layer)。
在一个实施方案中，本发明还包括覆盖核心层第二表面的第二表皮层(second skin layer)，位于核心层的第一表面和第一表皮层之间的第一粘结层(first tie layer)，和一位于核心层的第二表面和第二表皮层之间第二粘结层(second tie layer)。
在一个实施方案中，本发明还包括覆盖核心层第二表面的第二表皮层(second skin layer)，位于核心层的第一表面和第一表皮层之间的第一不透明层(first opacifying layer)，位于第一不透明层和第一表皮层之间的第一粘结层(first tie layer)，位于核心层的第二表面和第二表皮层之间的第二不透明层(second opacifying layer)，和位于第二不透明层和第二表皮层之间的第二粘结层(second tie layer)。
本发明也涉及由本发明的膜制成的模内标签(in-mold labels)，和表面粘贴有该模内标签的聚合物容器。这种模内标签包括相对较大的标签(如表面积约12平方英寸或更大)，聚合物容器包括相对较大的容器(如体积约32流体盎司或者更大)。当用于聚合物容器时，该标签的特征在于具有质地非常光滑的印刷面，即印刷面表现出的表面粗糙度最多约100微英寸，用ANSI B46.1试验方法测量。
附图简述在下面的附图中，相同的部分和结构具有相同的名称符号。
图1是体现本发明的多层膜的特定形式的侧视图的示意图。
图2是体现本发明的另一实施方案的多层膜的侧视图的示意图。
图3是体现本发明又一个实施方案的多层膜的侧视图的示意图。
图4是体现本发明再一个实施方案的多层膜的侧视图的示意图。
图5是说明用于制造本发明多层膜的共挤压、拉伸、退火流水线的流程图。
图6是用于制造本发明模内标签的印刷、切割、堆叠的示意性说明。
图7-10是示意性说明冲压切割本发明模内标签形成标签堆。
图11是示意性说明堆叠标签在塑模操作中应用。
发明详述术语“覆盖在......上面(overlies)”和同源词诸如“覆盖(overlying)”和类似词，当指某一层或第一层相对于另外层或第二层的关系时，指第一层部分或全部地覆盖于第二层上。覆盖第二层的第一层可以接触或不接触第二层。例如，可以有一层或者更多的层位于第一和第二层之间。
术语“高密度聚乙烯(high density polyethylene)”或“HDPE”指密度约0.940至约0.965g/cc的聚乙烯。
术语“标签的操作温度(service temperature of the label)”是指，在模内制造聚合物容器时，用作模内标签的标签温度。标签的操作温度可以在200(93.3℃)至约290(143.3℃)的范围内，在一个实施方案中，在约200(93.3℃)至约260(126.7℃)的范围内，在另外一个实施方案中，在约220(104.4℃)至约260(126.7℃)的范围内。
参见图1，本发明多层膜，在其说明性实施方案的一个中，一般用参考数字100表示，且包括：具有第一表面112和第二表面114的核心层110；覆盖核心层110的第一表面112的第一表皮层120。
参见图2，本发明多层膜，在其说明性实施方案的另外一个中，一般用参考数字110A表示，且包括：具有第一表面112和第二表面114的核心层110；覆盖核心层110第一表面112的第一表皮层120；和，覆盖核心层110第二表面114的第二表皮层130。
参见图3，本发明多层膜，在其说明性实施方案的另外一个中，一般用参考数字110B表示，且包括：具有第一表面112和第二表面114的核心层110；覆盖核心层110的第一表面112的第一表皮层120；位于核心层110第一表面112和第一表皮层120之间的第一粘结层140；覆盖核心层110第二表面114的第二表皮层130；和，位于核心层110第一表面114和第二表皮130之间的第二粘结层150。
参见图4，本发明多层膜，在其说明性实施方案的另外一个中，一般用参考数字110C表示，且包括：具有第一表面112和第二表面114的核心层110；覆盖核心层110第一表面112的第一表皮层120；位于核心层110第一表面112和第一表皮层120之间的第一粘结层140；覆盖核心层110第二表面114的第二表皮层130；位于核心层110第一表面114和第二表皮130之间的第二粘结层150；位于核心层110的第一表面112和第一粘结层之间的第一不透明层160；和，位于核心层110的第二表面114和第二粘结层150之间的第二不透明层170。
多层膜100、100A、100B和100C的总厚度可以在约2.5至约8mils(密耳)之间，在一个实施方案中在约2.5至约6密耳之间，在一个实施方案中在约2.5至约4.5密耳之间，在一个实施方案中在约3至约4密耳之间。核心层110的厚度可占多层膜100、100A、100B总厚度约70％至约99％，在一个实施方案中占约70％至约95％，在一个实施方案中约占多层膜100、100A和100B总厚度的85％。核心层110的厚度占膜100C总厚度的约45％至约89％，在一个实施方案中占约60％至约85％，在一个实施方案中占约膜100C总厚度的70％。第一表皮层120的厚度可占多层膜100、100A、100B和100C总厚度的约1％至约15％，在一个实施方案中占约1％至约5％，在一个实施方案中约占多层膜100、100A、100B和100C的总厚度的2.5％。第二表皮层130的厚度可占多层膜100、100A、100B和100C总厚度约1％至约15％，在一个实施方案中占约1％至约5％，在一个实施方案中约占多层膜100、100A、100B和100C的总厚度的2.5％。第一粘结层140和第二粘结层150的厚度各自可占多层膜100B和100C总厚度的约3％至约12％，在一个实施方案中占约3％至约7％，在一个实施方案中约占多层膜100B和100C的总厚度的约5％。第一不透明层160和第二不透明层170的厚度各自可占多层膜100C总厚度约5％至约40％，在一个实施方案中占约5％至约20％，在一个实施方案中占多层膜100C的总厚度的约7.5％。
核心层110和不透明层160和不透明层170可以各自独立的由成膜聚合物材料(film forming polymeric material)组成，该成膜聚合物材料可以是高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯和丙烯的(二元)共聚物、聚苯乙烯、聚酰胺(如尼龙)、聚酯(如聚对苯二甲酸乙二酯)、聚酯(二元)共聚物、聚碳酸酯或其中两种或多种混合物。在一个实施例中，聚合物材料是聚丙烯。可使用的商品化的聚丙烯如道化学-联碳(Union Carbide-Dow)公司的商品名为5A97的聚丙烯。这种材料经鉴定其熔体流动速率为3.9g/10min(ASTM D1238)，密度为903kg/m3，挠曲(flexural)或弯曲模量(flex modulus)为1590Mpa(ASTM D790A)。
粉碎固体粒子(particulate solids)可以是任何粉碎固体粒子，在制造本发明多层膜中所用的热拉伸步骤中，粉碎固体粒子至少部分保留在相对于被用于核心层110和不透明层160和不透明层170的聚合物混合物的分相中。粉碎固体粒子可以是有机的，或者可以是无机的。可使用的有机粉碎固体粒子包括聚苯乙烯，橡胶改性聚苯乙烯(rubbermodified polystyrene)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺(如尼龙)、高密度聚乙烯、聚酯(如聚对苯二甲酸乙二酯)、聚乙醛、聚丙烯、和丙烯酸(酯)类树脂。可用的无机粉碎固体粒子包括实心或空心的玻璃球、金属珠或球、陶瓷微粒、二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、白垩、二氧化硅和粘土。在一个实施方案中，粉碎固体粒子是碳酸钙。这些粉碎固体粒子平均颗粒尺寸可以在约0.1至约12微米的范围内，在一个实施方案中约0.5至约5微粒范围内，在一个实施例中约1至约3微粒范围内，在一个实施例中平均颗粒尺寸是约1微米，在一个实施方案中平均颗粒尺寸为约3微米。在一个实施方案中，使用粉碎固体粒子的混合物，混合物由平均颗粒尺寸约1微米的固体粒子和颗粒平均尺寸为3微米的固体粒子组成。
在一个实施方案中，包含有粒状固体和树脂载体的浓缩物被加入到混合物中，用于挤压层110、160和/或170。例如，浓缩物可以包括如按重量计算约20％至约80％的固体和按重量计算约20％至约80％的树脂载体。树脂载体可以是熔点或玻璃化转变温度(glass transitiontemperature)在约90℃至约250℃范围内的任何热塑性聚合物。例子包括聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，橡胶改性聚苯乙烯、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、乙烯-丙烯酸甲酯和类似物。在一个实施方案中使用了碳酸钙浓缩物，其由以重量计占约50％至约80％的聚丙烯和以重量计占约20％至约50％的碳酸钙混合物组成。一种可使用的商品化的浓缩物为舒而曼公司(A.Schulman Inc.)的商品名为PF92D的产品，经鉴定，这种浓缩物为碳酸钙浓缩物，其碳酸钙浓度按重量比在聚丙烯均聚物载体树脂中占40％。另外一种为舒而曼公司的PF97N，经鉴定，这种浓缩物为碳酸钙浓缩物，其碳酸钙浓度在聚丙烯均聚物载体树脂中按重量比占70％，钙的平均微粒尺寸是1微米。在一个实施方案中，在同用于制造层110、160和/或170的其他材料混合之前，先干燥浓缩物以确保浓缩物中含有较少甚至不含湿气。
在核心层110和不透明层160和170中，基于这些层的每一个的总重量，微粒固体的浓度各自可占约15％至约35％。在一个实施方案中，以重量计占约20％至约30％。
核心层110可以包括一种或多种颜料。可以用的颜料包括二氧化钛。在一个实施方案中，含有颜料和树脂载体的浓缩物加入到用于挤压核心层的混合物中。浓缩物可以含有以重量计约20％至约80％的颜料，和以重量计约80％至约20％的树脂载体。树脂载体可以是熔点或玻璃化转变温度在约90℃至约250℃范围内的任何热塑性聚合物。例子包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、橡胶改性聚苯乙烯、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和类似物。在一个实施方案中，使用了二氧化钛浓缩物，其由按照重量计算约30％至约70％的聚丙烯和按照重量计算约70％至约30％的二氧化钛的掺混物组成。一种可使用的商品化的颜料浓缩物为舒而曼公司的商品名为Polybatch P8555-SD的产品，经鉴定，这种产品为白色颜料浓缩物，其中的二氧化钛浓度在聚丙烯均聚物载体树脂中占50％，按重量计算。基于核心层重量，以重量计算，核心层110中颜料的浓度最高可占约70％，在任何实施方案中以重量计范围在占约1％至约40％，在一个实施方案中以重量计占约1％至约20％，在一个实施方案中以重量计占约1％至约10％，在一个实施方案中以重量计占约5.5％。
第一表皮层120和第二表皮层130可以由热塑性共聚物或乙烯或丙烯共聚物和选自丙烯酸烷基酯、丙烯酸、烷基丙烯酸、醋酸乙烯酯或两种或多种组合的功能单体组成。在一个实施方案中，功能单体选自丙烯酸烷基酯、丙烯酸、烷基丙烯酸或其中两种或多种。丙烯酸烷基脂和烷基丙烯酸中的烷基含有1-约8个碳原子，在一个实施方案中含有1-约2碳原子。共聚物或三元共聚物中功能单体组分占共聚物或三元共聚物的约1％-约15％(摩尔百分比)，在一个实施方案中，占约1％至约10％(摩尔百分比)。例子包括乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、含有纳和锌的乙烯/甲基丙烯酸共聚物(也指离子交联聚合物)、酸-、酸酐-、或丙烯酸酯-改性乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、酸-或酸酐-改性乙烯/丙烯酸酯共聚物、酸酐改性低密度聚乙烯、酸酐改性线性低密度聚乙烯(anhydride-modifiedlinear low density polyethylene)和其中两种或多种混合物。在一个实施方案中，特别有用的乙烯/醋酸乙烯酯(二元)共聚物包括那些醋酸乙烯酯含量至少占约10％(以重量计)的乙烯/醋酸乙烯酯(二元)共聚物，在一个实施例中醋酸乙烯酯占约18％至约25％(以重量计)。一种可使用的商品化的共聚物和三元共聚物来自AT塑料公司(ATPlastics)的商品名为EVA1821的产品。这些(二元)共聚物和三元共聚物在第一表皮层120、第二表皮层130中的浓度最高为50％(以重量计)，在一个实施方案中以重量计占约10至约35％，在一个实施方案中以重量计约占50％。
第一表皮层120和第二表皮层130还可以包括额外的热塑性聚合物材料。这种聚合物材料可以是高密度聚乙烯，聚苯乙烯、橡胶改性聚苯乙烯、ABS、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚酯、环烯烃(二元)共聚物和其中两种或多种混合物。一种可使用的商品化的材料为道化学-联碳(Union Carbide-Dow)5A97。另外一种为埃奎斯塔(Equistar)公司的H6012，经鉴定其为高密度聚乙烯。这些(二元)共聚物和三元共聚物在层120、层130中的浓度可占约25％至约100％(以重量计算)，在一个实施方案中以重量计算占约60％至约95％。
粘结层140和粘结层150可以由一种或者多种粘合材料，任选地和一种或者多种成膜热塑性聚合物材料组合而成。粘合材料包括乙烯-乙酸乙烯酯(二元)共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯(二元)共聚物和乙烯-丙烯酸丁酯(二元)共聚物。一种可使用的商品化的材料来自埃克森-美孚(ExxonMobil)公司的商品名为Optema TC120的乙烯丙烯酸甲酯共聚物(ethylene methyl acrylate copolymer)产品。经鉴定，这种材料丙烯酸甲酯含量为21.5％(按重量计算)、密度为0.942g/cc、熔体指数为6.0g/10min。另外一种为AT塑料公司(AT Plastics)的EVA 1821。可用的附加成膜热塑性聚合物材料包括聚丙烯，乙烯和丙烯的共聚物、中间密度聚乙烯(密度约0.924至约0.939g/cc)、乙烯、醋酸乙烯酯和苹果酸酐的三元共聚物、乙烯、乙酸乙烯酯和丙烯酸的三元共聚物。一种可使用的商品化的热塑性聚合物材料为道化学-联碳(UnionCarbide-Dow)5A97。粘合材料和附加的成膜热塑性聚合物材料(的重量比可以在约10∶90至约100∶0的范围内，在一个实施方案中在约40∶60至约70∶30的范围内，在一个实施方案中约50∶50。
在一个实施方案中，层110、120、130、140、150、160或170中的一层或者多层包含一种或者多种抗静电添加剂(antistatic addivives)。这些添加剂用于驱散静电荷。可用的抗静电添加剂包括胺、酰胺和脂肪酸衍生物。使用的抗静电添加剂的数量可以依据微粒配方和工艺条件而变化。在一个实施方案中，使用的量最高可以为1％(以重量计算)，在一个实施方案中以重量计算可以从约0.01％至约1％，在一个实施方案中以重量计算约0.01％至约0.5％，在一个实施方案中以重量计算约0.05％至约0.2％。一种可使用的商品化的抗静电添加剂来自舒而曼公司的商品名为Polybatch VLA-55-SF的产品，经鉴定，PolybatchVLA-55-SF是一种不含硅的抗静电添加剂浓缩物，含有5％(按重量比)的分散于聚丙烯中的抗静电添加剂。
用于制造本发明多层膜的热拉伸(hot-stretching)和退火(annealing)步骤能增强膜的物理特性。热拉伸(hot-stretching)在高于标签的期望操作温度下进行，赋予膜纵向拉伸(machine directionorientation)。在这一步骤中，膜的密度减少约5％至25％。在一个实施方案中为约15％至约20％。膜在高于标签的期望操作温度下进行退火，以减少干扰模内贴标签工艺的膜收缩、松弛或扭曲现象。在热拉伸和退火步骤中，挤压物通过一系列相对热的和冷的辊，这些辊与挤压物接触，并在由线速度、温度、辊尺寸和接触尺寸所建立的时间-温度-方向条件下，向挤压物传递热量或者从挤压物排除热量。膜沿着辊前进的方向便是膜被热拉伸和被取向(定向，oriented)的方向。该方向有时被称作“纵向(轴向，加工方向，machine direction)”。在这使用的术语“横向(cross direction)”指沿膜横过的方向，与纵向(machinedirection)成90度(90°)。
在热拉伸步骤中，膜被拉伸，拉伸使得在粉碎固体粒子邻近处或周围形成空隙。固体充当空隙的“种子(seed)”。控制拉伸程度，以使密度减少约5％至约25％，如上所指明的。虽然不希望受理论的限制，可以相信，正是这种受到控制的拉伸和空隙的形成及随后的上面描述过的退火步骤是本发明标签所要实现的相对光滑的印刷表面的原因。
本发明的多层膜可以被共挤压(co-extruded)、热拉伸(hot-stretched)和退火(annealed)，使用图5所描述的工艺路线进行。图5所描述的工艺路线将参考图4说明中的膜100C进行描述，但是本领域所属技术人员将认识到它也适合制造膜100、100A或100B的任何一种。工艺路线包括挤压机200，210，220和230，进料区240和模250。挤压机200(extruder200)用于挤压第一表皮层120和第二表皮层130，挤压机210用于挤压第一粘结层140和第二粘结层150。挤压机220用于挤压核心层110。挤压机230用于挤压不透明层160和170。挤压机200挤压出的挤压物被向前送入进料区240(feed block 240)，在约400(204.4℃)至约470(243.3℃)的温度范围内，在一个实施方案中温度在约410(210℃)。来自挤压机210、220和230的挤压物在约400(204.4℃)至约470(243.3℃)范围内被送入进料区240，在一个实施方案中温度为约430(221.1℃)。来自挤压机200，210，220和230的每一个的挤压物在进料区240中汇合，并被挤压通过模250(die 250)，形成模挤压物255(film extrudate 250)。进料区240和模250在约400(204.4℃)至约470(243.3℃)的温度范围内操作，在一个实施方案中温度约为445(229.4℃)。来自模250的膜挤压物255的膜厚度可在约10至约20mils(密耳)之间，在一个实施方案中在约12至15mils之间。气刀260(air knife 260)用于粘附膜挤压物255至铸辊270(cast roll 270)。膜挤压物255从铸辊270向前到铸辊280，经过铸辊280，铸辊280与铸辊压料辊290(cast nip roll 290)之间，然后通过导辊300，320，330，340和350到达纵向拉伸操作单元360(machine direction orientation unit 360)。铸辊270在约150(65.6℃)至约200(93.3℃)的温度下操作，在一个实施方案中温度约175(79.4℃)。铸辊280在约100(37.8℃)至约150(65.6℃)的温度下操作，在一个实施方案中温度约120(48.9℃)。膜以每分钟约40至110英尺的速度通过铸辊270和铸辊280，在一个实施方案中约每分钟85英尺。当膜从导辊300前进至导辊320中，通过用膜厚度测量装置310监测膜255的厚度。在纵向拉伸操作单元360中，膜由预热辊370(pre-heat roll 370)前进到预热辊380。预热辊370在约200(93.3℃)至约270(132.2℃)的温度范围内操作，在一个实施方案中温度约260(126.7℃)。膜以每分钟约40至约110英尺的速度通过预热辊370，在一个实施方案中约每分钟约86英尺。预热辊380在约200(93.3℃)至约270(132.2℃)的温度范围内操作，在一个实施例中约260(126.7℃)。膜以每分钟约约40至约120英尺的速度通过预热辊380，在一个实施方案中每分钟约89英尺。膜由预热辊380向前进入拉伸辊390(draw roll 390)，经过拉伸辊390，拉伸辊390和拉伸辊压料辊400(draw nip roll 400)之间，到达拉伸辊410，经过拉伸辊410，然后是拉伸辊410和拉伸辊压料辊420之间，到达导辊430(guide roll 430)。拉伸辊390在约200(93.3℃)至约290(143.3℃)的温度范围内操作，在一个实施方案中约在270(132.2℃)。膜以每分钟约40至约130英尺的速度前进通过拉伸辊390，在一个实施方案中每分钟约89英尺。拉伸辊410在约200(93.3℃)至约280(137.8℃)的温度下操作，在一个实施方案中温度约270(132.2℃)。膜以每分钟约300至约600英尺的速度向前通过拉伸辊410，在一个实施方案中为每分钟约402英尺。膜由拉伸辊390向前推进到拉伸辊410的效果是充分地拉伸了膜，并赋予膜纵向拉伸。拉伸比可以在约4.4至约5.2的范围内，在一个实施方案在约4.5至约4.9范围内。膜然后由退火辊440(annealing roll 440)向前推进至退火辊450。退火辊440在约100(37.8℃)至约150(65.6℃)的温度范围内进行操作，在一个约中为约120(48.9℃)。退火辊450在约70(21.1℃)至约120(48.9℃)的温度范围内进行操作，在一个实施方案中为约85(29.4℃)。膜以每分钟约285至约400英尺的速度通过退火辊440和退火辊450，在一个实施方案中速度为每分钟约345英尺。膜然后从退火辊450向前推进到冷却辊460(cooling roll 460)，通过冷却辊460以及冷却辊460和冷却辊压料辊470(cooling nip roll 470)之间，到达冷却辊480，通过冷却辊480到达导辊490，通过导辊490到达冷却辊500，通过冷却辊500以及冷却辊500和冷却压料辊505之间，到达压送辊510(niprolls 510)。冷却辊460在约70℃(21.1℃)至约150(65.6℃)的温度范围内进行操作，在一个实施方案中温度为约120(48.9℃)。冷却辊480在约65(18.3℃)至约120(48.9℃)的温度范围内进行操作，在一个实施方案中为约85(29.4℃)。冷却辊500在约65(18.3℃)至约120(48.9℃)的温度范围内进行操作，在一个实施方案中为约70(21.1℃)。膜以每分钟约300至约600英尺的速度通过冷却辊460、冷却辊480和冷却辊500，在一个实施方案中约为每分钟345英尺。膜向前通过压送辊510到达导辊520，然后通过导辊520到达电晕处理台540(corona treating station 540)。利用位于电晕处理台540入口处的膜厚度测量装置530(film thickness measuring device 530)监测膜厚度。在电晕处理台中，处理膜的两面以增加表面能。充分提高第一表皮层120的表面能，以增加在随后的印刷程序中油墨与该表面的粘合力。充分提高第二表皮层130的表面能，以增加容器形成步骤中模内标签与聚合物容器之间粘合力。从电晕处理台540前进的膜通过压送辊550，到达辊560，膜在此缠绕在该辊上，以备随后的工艺使用。膜以每分钟约300至约600英尺的速率通过电晕处理台，在一个实施方案中速率为每分钟约345英尺。
对膜进行热拉伸和退火处理增加了膜的纵向刚性，但是使得膜在横向上是相对可伸缩的。这一工艺可以称之为单轴向拉伸(uniaxialstretching)。在一个实施方案中，考虑使用膜的不平衡或平衡的双轴向拉伸，以获得满意的纵向和横向之间的刚性差异，使纵向拉伸强度和刚性超过横向拉伸强度和刚性。无论是双轴拉伸或是单轴拉伸，即无论是微微(相对地)进行横向拉伸或不进行横向拉伸，纵向拉伸的程度超过横向拉伸强度，以使得膜在纵向具有足够的刚性，而在横向上则保持相对的柔软性。因此，无论对膜进行单轴或双轴拉伸，这种膜可以被称为具有轴向刚度差异。在一个实施方案中，纵向葛尔莱刚性在约30至约120的范围内，在一个实施方案中在约40至约60的范围内。横向葛尔莱刚性在约30至约120的范围内，在一个实施方案中，在约35至约45的范围内。葛尔莱刚性(Gurley stiffness)用测试方法Tappi T543PM-84测定。
单轴热拉伸和退火对于形成模内标签膜拉伸性能也是非常重要的，模内标签膜拉伸性能对于抵挡加工纸标签所用的常规印刷技术的机械应力和热应力是不可缺少的。经过拉伸和退火的膜应该具有大于约65,000psi的拉伸模量，其断裂伸长率应小于大约950％。拉伸性能，包括伸长率、模量，是用ASTM D882-97中阐述的方法测量。
本发明的膜在热拉伸和退火之后的纵向收缩(machine directionshrinkage)小于约2％，在一个实施方案中小于约1.5％，在一个实施方案中小于约1％，在一个实施方案中小于约0.75％，在一个实施方案中在0.1％至约1％范围内，在一个实施方案中在0.25％至约0.75％范围内。收缩用测试方法ASTM D2739-96测量。
在200温度下，本发明的膜的收缩张力(shrink tension)小于约100psi(镑/平方英寸)，在一个实施方案中小于50psi，在一个实施方案中小于约30psi。收缩张力用测试方法ASTM D2838.95测量。
如图6所示意性说明的，经过热拉伸和退火的膜100C，可以以自动缠绕于辊560的形式供给，可以在印刷机600中印刷或者装饰，在印刷机600中，膜易于受到印刷本身所附带的机械应力和热应力的作用，和如此暴露给热的干燥油墨过程或者通过暴露给易于产生红外线辐射的紫外辐射的机械应力和热应力的作用。
印刷和干燥之后，以类似于成片展开纸质标签的方式将膜成片展开和堆叠。以图中箭头610所示进行切割，切断的膜片620(sheet 620)形成叠堆630(stack 630)。叠堆(stack)，比如可以包含100或200张膜片。为了清楚显示图例，在图中大大的夸大了膜片的厚度，因此所显示的叠堆630只由相对较少数目的膜片(sheet)组成。叠堆中的每一张膜片将提供用于切成若干个标签的材料，是从该层压材料冲切而成。在所述的一个特定的实例中，每张膜片冲切成9个标签。堆叠中的膜片相互准确对齐，以便使从膜片切割到的标签形成与它们的表面出现的印刷物准确对齐，印刷物是依照印刷机600印刷的图案。
如果膜太柔软，就妨碍了准确堆叠，原因在于不能通过传送带、导轨、制动装置(stops)或类似的导向装置(未显示)以任何精确度定向地控制柔软膜片的定位。通过热拉伸使本发明膜的刚性加强，如上所阐述的，可以确保实现准确的堆叠。
如果静电荷存在于膜片或标签之中，也会阻碍膜片或由其形成的标签的堆叠准确性和后续处理，上面阐述过的抗静电添加剂用于去除或驱散静电荷。
个体标签可以利用装载在盖650(head 650)上的空心冲头或割截模640以已知的方式形成，见图7中的仰视平面图和图8、9中的侧面正视图。割截模从叠堆630冲切出标签，每一次切割循环得到如叠堆660数目的个体标签，如图10所示。在描述的一个特定实例中，每一次切割循环得到9堆个体标签。
可替代地，在印刷和干燥之后，可以将叠堆送入位于印刷机系列(printing press line)末端的一个旋转刚模(未显示)中，切割成标签。当切割到的标签和周边的废料基体从旋转刚模排出时，基体以与标签成一定的角度去除，标签具有足够的刚度，它们可以继续前进进入一对进料带(feed belt)(未显示)的间隙，收集形成叠堆660。因此，在直接进行的标签切割和分离程序中，利用了轴向劲度，这消除了有关描述在图7、8和9中的在610处的切割步骤和其他步骤。
通过适当的包装或包裹(未显示)，以类似于先前用于纸衬背标签的方式，对个体标签的叠堆660进行固定。固定的叠堆660运送或者运输到制造吹模、注模或注-吹模容器的地点，其常常与标签制造地点不在同一个地方。
在容器制造地点，如图11所示意性地显示的那样，个体标签的叠堆660被装载于分配堂670(dispensing magazine 670)中。例如，标签可以通过弹簧680被送到堂的前端，且可以轻轻地被机械伸缩固定销690(mechanically retracting retainer fingers 690)固定，用于摘去。机器人标签喂料头700(robotic label feed head 700)配置有真空杯710，该真空杯适应于被一机械装置(未显示)向内推入到喂料头700，以摘取叠堆660中的前端标签660a。收缩真空杯，平移喂料头和单个的已经摘取到的标签660a进入张开铸模720(opened mold 720)。由平移筒730(translating cylinder 730)推动喂料头700的运动。真空杯710(vaccum cups 710)再次推向前，并将摘取到的标签660a放在模的内表面，然后释放该标签。当标签喂料头700收缩的时候，利用通过真空管740(vaccum lines 740)施加到模壁上的真空，标签可以准确地置于模内。真空管通向模内的出口可以与模的内表面齐平，如图所示，以便标签适当地占据部分模空穴。换而言之，模内表面没有凹进处，用于容纳标签。
高密度聚乙烯或类似的热塑性树脂的热加工件或半成品(未显示)被喂入模720，关闭该模，以一种已知的方式膨胀半成品形成模制容器。用于制造本发明膜的热拉伸和退火温度超过模内操作温度。为了确保将标签统一地加入到容器中，使模内标签膜的软化温度接近于操作温度是可取的。如果标签在模的内表面上，而不是在模的内表面里，标签埋入到它要粘合的加工件中，因而有利的提供了一种嵌入标签(insetlabel)，其与容器表面齐平，这淘汰并因此节省了一部分制造模制加工件或容器的装料量，而不会减少结构完整性至任何可检测的程度。
在粘合到一容器上之后，本发明模内标签的印刷表面的特征在于，表面粗糙度Ra，最多为大约100微英寸，在一个实施方案中约5至约100微英寸，在一个实施方案中约5至约75微英寸，在一个实施方案中约10至约50微英寸，在一个实施方案中约15至约35微英寸，用测试方法ANSI B46.1测量。
下面提供的实施例进一步公开了本发明。
实施例1通过共挤压、拉伸和退火下述各层(全部以重量百分比计)，制成对应于图3中的膜100B的、厚度为4.0mils的多层膜。
核心层110：占膜总厚度的60％62.0％的舒而曼(Schulman)Polybatch PF92D(含分散于聚丙烯中的40.0％的碳酸钙)11.0％的舒而曼(Schulman)Polybatch P8555-SD(含分散于聚丙烯中的50.0％的二氧化钛)27.0％的道化学-联碳5A97(Union Carbide-Dow 5A97)(聚丙烯)第一表皮层120和第二表皮层130：每层各占膜总厚度的10％
50.0％的道化学-联碳5A9750.0％的AT塑料公司EVA 1821(AT Plastics EVA 1821)层140和150：每层各占膜总厚度的10％50.0％的道化学-联碳5A9750.0％的AT Plastics EVA 1821在下面描述的条件下，通过图5中显示的方法，共挤压、拉伸和退火上面描述的多层膜。在下面的表中，术语“fmp”代表英尺/分钟。铸辊270(Cast roll 270)温度              100速度(线速度)      25fpm铸辊280(Cast roll 280)温度              80速度(线速度)      35fpm预热辊370(Pre-heat roll 370)温度              245速度(线速度)      35fpm预热辊380(Pre-heat roll 380)温度              250速度(线速度)      26fpm拉伸辊390(Draw roll 390)温度              260速度(线速度)      26fpm拉伸辊410(Draw roll 410)温度              260速度(线速度)      142fpm退火辊440(Annealing roll 440)温度              260速度(线速度)      134fpm
退火辊450(Annealing roll 450)温度            260速度(线速度)    127fpm冷却辊460(Cooling roll 460)温度            120速度(线速度)    128fpm冷却辊480(Cooling roll 480)温度            65速度(线速度)    128fpm冷却辊500(Cooling roll 500)温度            70速度(线速度)    125fpm上述制造的膜具有下述特性。在下表中，术语“psi”指镑/平方英寸。
葛尔莱刚度(Tappi T543 PM-84)纵向            99横向            52.3不透明度(Tappi T425 OS-75)  93.0生产后10天的表面能，达因印刷面          37底面(Base Side) 36摩擦系数(印刷面/底面)(ASTMD1894-95)静态的                 0.54动态的                 0.46％灰份(ASTM D5630-94)  17.7割线模数(psi)(ASTM D882-97)
纵向        189,500横向        87,385伸长率(％)(ASTM D882-97)纵向        27横向        263拉伸屈服(Tensile Yield)(Ibs)(ASTM D882-97)纵向        27横向        263极限拉伸(Ultimate Tensile)(Ibs)(ASTM D882-97)纵向        23,180横向        2674收缩(％)(ASTM D2739-96)纵向        2.0横向        -0.15收缩张力(psi)(ASTM D2838-95)在260(126，7℃)温度下  98.1实施例2通过共挤压、拉伸和退火一个膜挤压物，制成对应于图3中的膜100B的多层膜，多层膜厚度为四密耳，并具有下列各层(全部以重量百分比计)：核心层110-占膜总厚度的74.0％40.0％的舒而曼(Schulman)PF97N12.0％的舒而曼(Schulman)Polybatch P8555-SD46.5％的道化学-联碳(Union Carbide-Dow)5A971.5％的舒而曼(Schulman)Polybatch VLA-55-SF
第一表皮层120和第二表皮层130-各层分别占膜总厚度的7.75％1.5％的舒而曼(Schulman)Polybatch VLA-55-SF73.5％的埃奎斯塔(Equistar)H601225.0％的AT塑料(AT Plastics)EVA1821层140和150-各层分别占膜总厚度的5.25％50.0％的埃克森-美孚(ExxonMobil)Optema TC12048.5％的道化学-联碳(Union Carbide-Dow)5A971.5％的舒而曼(Schulman)Polybatch VLA-55-SF在下面描述的条件下，通过图5中显示的方法，共挤压、拉伸和退火上面描述的多层膜。
铸辊270温度                150速度(线速度)        62fpm铸辊280温度                120速度(线速度)        63fpm预热辊370温度                260速度(线速度)        62fpm预热辊380温度                260速度(线速度)        65fpm拉伸辊390温度                260速度(线速度)        65fpm拉伸辊410温度                260
速度(线速度)        298fpm退火辊440温度                265速度(线速度)        259fpm退火辊450温度                265速度(线速度)        258fpm冷却辊460温度                120速度(线速度)        258fpm冷却辊480温度                85速度(线速度)        257fpm冷却辊500温度                70速度(线速度)        259fpm上述制备的膜具有下述特性：葛尔莱刚度(Tappi T543 PM-84)纵向                67.3横向                42.1不透明度(Tappi T425 OS-75)  90.1生产后10天的表面能，达因印刷面              47底面(Base Side)     45摩擦系数(印刷面/底面)(ASTMD1894-95)静态的              0.37动态的              0.28
％灰份(ASTM D5630-94)  21.3割线模数(psi)(ASTM D882-97)纵向      162,908横向      89,587伸长率(％)(ASTM D882-97)纵向      57横向      115.5拉伸屈服(Tensile Yield)(Ibs)(ASTM D882-97)纵向      64.8横向      10.0极限拉伸(Ibs)(ASTM D882-97)纵向      16,047横向      2439收缩(％)(ASTM D2739-96)纵向      0.52横向      0.20收缩张力(psi)(ASTM D2838-95)在240(115.6C)温度下  64在260(126.7C)温度下  77.2虽然本发明是根据特别的实施方案进行解释的，应该理解一旦阅读完说明书，各种修改方式对于本领域所属技术人员也是显而易见的。因此，应该理解在此公开的本发明旨在覆盖落入所附权利要求书范围内的各种修改方式。