高不透明度激光可打印面材 |
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| 申请号 | CN201180047279.3 | 申请日 | 2011-08-01 | 公开(公告)号 | CN103124930B | 公开(公告)日 | 2016-11-16 |
| 申请人 | 艾利丹尼森公司; | 发明人 | L·G·柯德; W·J·布恩; T·L·麦卡尼; W·沙托沃兹; L-H·洪; L·维拉克茨; A·塔塔里; V·甘普塔; | ||||
| 摘要 | 描述了具有高不透明度和期望外观特性的多层 层压 材料如标签部件。层压材料包括面材层、 粘合剂 层和衬里层。面材层包括含有二 氧 化 钛 和一种或多种 荧光 增白剂的结合的打印接收外涂层。这些材料的结合避免在面材上进行激光打印时积聚静电荷。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高不透明度激光可打印膜面材，其包括： |
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| 说明书全文 | 高不透明度激光可打印面材[0001] 相关申请的交叉引用 [0002] 本申请要求2010年7月30日提交的美国专利申请号12/846,998的权益，该申请在此通过引用全文并入。美国专利申请号12/846,998是2008年9月5日提交的美国专利申请号12/205,774的部分继续(CIP)申请，美国专利申请号12/205,774要求2007年9月7日提交的美国临时专利申请号60/970,917和2008年5月7日提交的美国临时专利申请号61/051,185的优先权，所有申请在此通过引用全文并入。 发明领域 [0003] 本发明涉及标签。更具体地，本发明涉及当施加至基底或另一标签时防止透过标签看到被覆盖的标记的标签。 [0004] 发明背景 [0005] 用于集装箱(shipping container)的标签需要耐受暴露于天气状况如雨和雪。为了满足该耐湿要求，膜标签(膜状标签)比纸标签优选。此外，消费者更喜欢通过将新的标签施加于箱上存在的地址上而再次使用集装箱。非常期望透过新标签看不见之前的地址信息。 [0006] 在标签上打印地址信息的优选方法是用激光打印机或类似装置如影印机。但是，用于激光打印过程中的高温和静电荷呈现了要求标签耐受高温并且具有低的存储电荷倾向的其它挑战。虽然已经做出努力生产高不透明度膜标签，但是对于耐热并且具有低的存储电荷倾向的高不透明度膜标签存在持续需要。 [0007] 发明概述 [0008] 在本面材产品、标签片材和相关方法中致力于解决与先前已知标签和相关产品有关的困难和缺点。 [0009] 一方面，本发明提供高不透明度激光可打印膜面材，其包括具有可打印的第一层、第二层和第三层的激光可打印膜面材。激光可打印膜面材具备大于或等于大约99.0%的不透明度、大于或等于大约93.5的CIELAB L*、小于或等于大约-5.0的CIELAB b*、以及(i)大于或等于大约110的白度指数和(ii)大于或等于大约94.5%的亮度中的至少一个。激光可打印膜面材具有小于或等于大约2.5密耳的厚度。 [0010] 另一方面，本发明提供包括衬里片材和面材片材的标签片材，所述面材片材包括具有可打印的第一层、第二层和第三层的激光可打印膜面材。激光可打印膜面材具备大于或等于大约93.5的CIELAB L*、小于或等于大约-5.0的CIELAB b*、大于或等于大约99.0%的不透明度、以及(i)大于或等于大约110的白度指数和(ii)大于或等于大约94.5%的亮度中的至少一个。激光可打印膜面材具有小于或等于大约2.5密耳的厚度。标签片材还包括透过面材片材但是未透过衬里片材的切割线，从而限定至少一个标签。并且，标签片材还包括将衬里片材可剥离地结合至面材片材的压敏粘合剂层。 [0012] 附图简述 [0014] 图1是根据本发明的优选实施方式多层层压材料的示意性横截面图。 [0015] 图2是根据优选实施方式施加至基底的代表性标签的示意性横截面图。 [0016] 图2A是根据另一优选实施方式施加至基底的另一代表性标签的示意性横截面图。 [0017] 图3是根据本发明的优选实施方式标签的示意性横截面图。 [0018] 图4是根据本发明的另一优选实施方式标签的示意性横截面图。 [0019] 图5是根据本发明的仍另一优选实施方式标签的示意性横截面图。 [0020] 图6是根据本发明图解用于生产标签片材的优选实施方式方法的流程图。 [0021] 图7是根据本发明的用于生产标签片材的另一优选实施方式方法的流程图。 [0022] 图8是根据本发明的仍另一优选标签的示意性横截面图。 [0023] 图9是承载图5的标签的另一优选实施方式标签片材的截面图。 [0024] 图10是承载图8的标签的另一优选实施方式标签片材的示意性横截面图。 [0025] 图11是根据本发明的另一优选实施方式标签片材的俯视平面图。 [0026] 图12是根据本发明的用于生产标签坯料(label stock)的优选实施方式方法的流程图。 [0027] 图13是根据本发明的用于生产标签坯料的另一优选方法的流程图。 [0028] 图14是根据本发明的用于生产标签坯料的仍另一优选方法的流程图。 [0029] 除非另外指出的，以上附图中的图示不一定按比例绘制。 [0030] 实施方式的详述 [0031] 本发明涉及高不透明度可打印膜或层压材料。膜或层压材料可用于运输标签(shipping label)，其可放置在现存标签或其它记号上以隐藏或挡住下面标签或记号不被透视。 [0032] 本发明的具体特征是膜或层压材料能够用于激光打印机中。通常地，产生高不透明度膜所需的高颜料负载排除了在激光打印机中使用这种膜。即，如果在激光打印机中使用这种膜，由于提供高不透明度的高浓度的金属化颜料或材料，它们倾向引起对用户的静电电击(static shock)。 [0033] 本发明基于这样的发现：能够通过使用二氧化钛颜料连同一种或多种荧光增白剂的结合形成高不透明度膜或层压材料。当膜或层压材料用于激光打印机中时，膜或层压材料中的这些材料的结合不会导致电击。另外，该结合提供了显著高水平的不透明度、亮度和白度品质。 [0034] 在一个实施方式中，提供高不透明度多层层压材料，其中膜层和衬里层通过压敏粘合剂层分开。 [0035] 更具体地，本发明以(i)面材、(ii)压敏粘合剂层和(iii)衬里的形式提供高不透明度多层层压材料。压敏粘合剂层置于面材和衬里之间。优选地，冲切面材以形成通过压敏粘合剂承载并保留在衬里上的标签。 [0036] 优选地，本发明的面材具备各种光学特性和小于2.5密耳的厚度。高不透明度面材和相关层压材料以及分层组件的各个细节和其它方面在本文中如下阐述。 [0037] 如本文使用，不透明度被定义为物体防止光透过它的能力的度量。不透明度的量度越高，物体越不透明，并且越难看清下面的标记。通过添加设计来增加不透明度的材料，例如，通过使用其他材料层或通过增加光必须穿过的材料的量，物体能够具有增加的不透明度量度。可能物体对于一种类型的光是不透明的并且对于其它类型的光是透明的，例如，物体可能对于紫外光是不透明的，但是对于可见光是透明的。在本文中，本发明的优选实施方式标签的不透明度指对于可见光是不透明的标签。 [0038] 如本文使用，亮度被定义为由物体表面反射的光的量的量度。表面的亮度通过遵循制浆造纸工业技术协会(Technical Association of the Pulp and Paper Industry)(“TAPPI”)T-452om-92测试方法确定，并且是基于457nm波长的蓝光的反射。 [0039] 如本文使用，白度指数基于ASTM E313标准。白度是表面与基准白标准相比的程度。用通俗的语言来说，白度是贯穿包括全部可见光谱的所有波长的光的光反射度的度量。在技术术语中，白度是参照白度(在特定照明条件下近白色材料的)的相对程度的单一数字指数。通常，白度值越高，材料越白。 [0040] 有许多可选方式描述颜色。如本文使用，颜色是定义为CIE L*a*b*(CIELAB)——由国际照明委员会(International Commission on Illumination)(Commission Internationale d'Eclairage或CIE)开发——的色彩空间。在该3维色彩空间系统中，L*(CIELAB L*)表示颜色的光亮度并且在0(黑)至100(白)的范围内，a*表示沿着红色(品红色)/绿色轴的颜色的位置(负值表示绿色，正值表示红色或品红色)，以及b*(CIELAB b*)表示沿着蓝色/黄色轴的颜色的位置(负值表示蓝色，正值表示黄色)。 [0041] 优选地，高不透明度层压材料和标签包括(i)一个或多个面材层，其通常包括一个或多个可打印的外涂层和一个或多个膜层，(ii)一个或多个压敏粘合剂层，以及(iii)一个或多个衬里。如下进一步描述这些组件中的每一个。 [0042] 面材 [0043] 面材包括至少一个本文通常称为外涂层的可打印外层和结构膜层。面材还可包括一个或多个其它层。优选地，面材包括膜层，其具有在膜层的一个面上的外涂层和置于膜层的相对面上的掩饰涂层(hide coat)。可打印层或外涂层包括二氧化钛和荧光增白剂的结合。掩饰涂层包括二氧化钛和一种或多种聚酯剂的结合。优选地，通过施加外涂层将二氧化钛和荧光增白剂施加至膜层上。膜层可以是具有至少大约200°C软化点的任何膜。膜层的优选实例是聚酯如PET。面材组件的优选方面如下。 [0044] 膜层 [0045] 膜层是当通过用于激光打印机中的典型热熔器装置(fuser mechanism)时未变软的耐热膜。这种膜的实例包括但不限于聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚四氟乙烯(polytetraflouroethylene)、尼龙6、尼龙6/6、尼龙6,10、尼龙11、尼龙12、聚酰胺-酰亚胺、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醚醚酮，包括它们的共混物或共聚物。还可使用共挤出聚烯烃、耐热聚合物膜如美国5,830,571中描述的那些。如所述的，选择的膜材料优选地具有至少大约200°C的软化点。膜层可包含不透明颜料如二氧化钛、碳酸钙、高岭土、硫酸钡、炭黑、空心球等。可空化膜层以增加不透明度和亮度。但是，通常优选不空化膜层。 荧光增白剂如在下述激光外涂布层中包括的那些可包括在膜层中。 [0046] 膜层的一般范围和优选厚度为大约0.5密耳(12.7μm)至大约2.2密耳(55.88μm)，2密耳(50.8μm)是优选的。 [0047] 可打印/高不透明度层(外涂层) [0048] 面材的可打印外层包括二氧化钛和荧光增白剂的结合。该结合优选作为外涂层施加至膜层。关于二氧化钛，金红石涂层级别是优选的，还可使用锐钛矿。二氧化钛颗粒具有大约200nm至600nm的最大跨度，并且优选为大约410nm。术语“最大跨度”指延伸穿过来自外涂层配方中的颗粒的代表性样品的颗粒的最大距离的平均值。例如，对于球形颗粒，延伸穿过颗粒的最大距离对应于颗粒的直径。基于外涂层配方的总重，二氧化钛的重量百分比浓度优选为大约2.5%至大约12.5%。除非另外指出，本文所述的所有百分比是按重量计的百分比。 [0049] 面材的可打印外层即外涂层还包括荧光增白剂。荧光增白剂是吸收紫外光并且重新放射可见范围内的光的有机化合物。实例包括但不限于三嗪-芪、香豆素、咪唑啉、二唑、噻唑(thiaxole)、苯并 嗪(benzoxaline)、联苯-芪以及它们的结合。商业上可得的荧光增白剂的实例包括UVITEX OB、UVITEX MES、LEUCOPUR EGM和EASTOBRITE OB-1。UVITEX OB和UVITEX MES由Ciba Specialty Chemicals，High Point,NC或瑞士巴塞尔的Ciba可得。LEUCOPUR EGM是荧光增白剂并且由Ciba可得。EASTOBRITE OB-1是由Eastman Chemical of Kingsport,TN可得的另一荧光增白剂。以当并入外涂层配方中并且形成为本文所述的外涂布层时使所得的外涂布层具备指出的本文所述的光学性质的量使用一种或多种荧光增白剂。这些量在本文中称为一种或多种荧光增白剂的“有效量”。用于荧光增白剂的优选重量百分比浓度基于外涂层配方的总重为大约0.05%至大约0.75%。 [0050] 一般地，二氧化钛干扰荧光增白剂。并且因此，在本文所述的优选实施方式中，优化打印接受涂层中的TiO2的浓度，以在不透明度方面有所帮助，使对涂层中的荧光增白剂以及还可存在于白色膜中的荧光增白剂的干扰最小。外涂层中的较高水平的TiO2一般导致膜复合材料的亮度降低。 [0051] 虽然本文所述的各种外涂层配方使用氧化钛，但是考虑可代替二氧化钛或与二氧化钛结合使用一种或多种其它非金属颜料如金属氧化物。因此，将明白本发明决不限于与一种或多种本文所述荧光增白剂结合单独使用氧化钛。术语“非金属颜料”指没有任何以其元素形式存在的金属的试剂，并且该试剂通常用于将颜色赋予组合物。将颜色赋予组合物需要试剂并入至组合物，由于波长-选择性吸收，改变反射的颜色或透射的光的颜色。因而，非金属颜料一般不包括金属颜料如铝颗粒或铝薄片。并且，非金属颜料一般包括二氧化钛和可能地其它金属氧化物，并且可以例如为硫酸钡、二氧化硅(silica dioxide)、碳酸钙、高岭土和炭黑的形式。术语“金属颜料”指一种或多种其元素形式的金属，并且其用于将颜色赋予组合物。其代表性实例包括但不限于以任何形状如颗粒或薄片的铝、铜和铁。 [0052] 优选的外涂层配方还包括一种或多种粘合剂。可使用广泛系列的粘合剂。例如，可使用在来自Bostik，MA的名称VITEL PE200下可得的惰性聚酯粘合剂。将明白，各种外涂层配方优选地采用一种或多种粘合剂，其选择主要通过方法和应用考虑事项规定。 [0053] 可使用许多外涂布层，如，例如外涂层、外涂层基层和外涂层基础中间层。这些的代表性实例在本文呈现的各种实例中描述。例如，在某些实施方式中，优选包括通常含有二氧化钛、一种或多种荧光增白剂、聚酯中间体配方和一种或多种其它试剂的外涂层。根据本发明的各种实施方式，代表性外涂层配方在本文的多个表中阐述。 [0054] 对于该层或层的集合可使用宽范围的厚度和涂层重量。外涂层的涂布重量的代表性优选范围是大约1至大约10克每平方米(g/m2或gsm)，更优选地大约2至大约8g/m2，并且最优选地大约4至大约6g/m2。将理解，本发明包括使用具有小于或大于这些量的涂布重量的外涂层。 [0055] 掩饰涂层 [0056] 本文所述的优选实施方式面材包括一个或多个掩饰涂层。优选地，一个或多个掩饰涂层倚靠与一个或多个外涂层所在的面相反的膜层面放置。通常地，一个或多个掩饰涂层包括如先前指出的用于外涂层的二氧化钛，连同一种或多种聚酯剂，并且任选地进一步与一种或多种溶剂结合。掩饰涂层中的二氧化钛浓度可以是引起期望效果的任何有效浓度。贯穿本申请说明的期望效果是增加面材或标签的不透明度、避免伴随荧光增白剂的有害作用，以及提供耐热并且具有低的存储电荷倾向的标签。聚酯剂优选是例如由许多商业来源可得的惰性聚酯粘合剂。同样，可优选包括与膜层结合的一个或多个掩饰涂层。优选的掩饰涂层通常包括二氧化钛、聚酯中间体配方和一种或多种其它试剂。掩饰涂层还可包含惰性填料如硅石或碳酸钙。应用至构成面材的一个或多个膜层的具体外涂层和掩饰涂层的优选实例在本文的各种实例的描述中提供。 [0057] 宽范围的厚度和涂层重量可用于该层或层的集合。掩饰涂层的涂布重量的代表性优选范围是大约1至大约12克每平方米(g/m2或gsm)，更优选地大约4至大约10g/m2，并且最优选地大约6至大约8g/m2。将明白，本发明包括使用具有小于或大于这些量的涂布重量的掩饰涂层。 [0058] 压敏粘合剂 [0059] 如所述的，通常优选地，压敏粘合剂用于高不透明度多层层压材料和标签组件中。但是，可使用其它粘合剂。可应用至该构造的粘合剂包括但不限于永久性粘合剂、可去除粘合剂、超易去除粘合剂、热活化粘合剂、湿气活化粘合剂和辐射活化粘合剂。粘合剂还可根据化学组成类型分类。这些类型包括但不限于天然橡胶粘合剂、丙烯酸乳液粘合剂、热熔性粘合剂、温熔性(warm melt)粘合剂、溶剂型粘合剂、硅氧烷粘合剂和丙烯酸辐射可固化粘合剂。 [0060] 粘合剂涂布重量取决于具体的应用要求。大约20克每平方米(g/m2或gsm)的粘合剂涂层重量是优选的。显著大于大约25g/m2的涂层重量是较不期望的，因为粘合剂能从标签下渗出，引起打印机内的错误。将标签应用至基底后的粘合剂渗出可引起粘附至其它表面。例如，在邮件处理过程中，具有附着至信封的高涂层重量粘合剂的标签能够粘附至其它信封。显著小于大约15g/m2的涂层重量可具有差的对基底的粘附，引起标签抬起或从其附着的基底脱落。 [0061] 粘合剂层厚度的一般范围是大约0.1密耳(2.54μm)至大约10密耳(254μm)，再次取决于应用的要求。粘合剂层的优选厚度是大约0.5密耳(12.7μm)至大约3密耳(76.2μm)。将明白，当比较不同的粘合剂时，粘合剂涂布重量和粘合剂层厚度之间的关系可很大地改变。本文指出的粘合剂涂层重量和粘合剂层厚度仅仅是指导性的。 [0062] 衬里 [0063] 使用的衬里材料的选择还取决于具体的应用要求。衬里材料的一般类型包括但不限于纸(超级压光纸、基漆或清漆涂布的纸、玻璃纸、牛皮纸)、膜(聚烯烃、聚酯)、箔、玻璃以及多层构造(聚烯烃-涂布纸)。由于成本原因和在桌面打印机中进行打印的容易性，纸是选择的衬里材料。 [0064] 衬里材料的一般厚度在大约0.5密耳(12.7μm)至大约5密耳(127μm)的范围内。 [0065] 如将明白的，衬里一般包括一个或多个剥离涂层。表面能和流变性质是衬里上的剥离涂层的关键特性。应当设计剥离涂层的这些性质，使得衬里或剥离涂层通过待被使用的粘合剂可被稍微地(poorly)润湿。剥离值(release value)应当足够低，使得标签能够容易地从衬里去除，而不使标签卷曲或变形，还足够高以防止标签过早地从衬里分离，例如当在桌面打印机内时。 [0066] 层压材料、标签和标签片材 [0067] 图1是根据本发明的优选实施方式多层层压材料10的示意性横截面图。优选实施方式层压材料10包括含有外涂层20和膜层30的面材32。层压材料10还包括衬里50和粘合剂层40，其优选地包括置于面材32和衬里50之间的压敏粘合剂。外涂层20优选地限定最外暴露面22，用于接收标记等的打印或其他应用。 [0068] 参照图2，本发明还涉及标签100、相关的标签片材和相关的方法。标签100用于覆盖基底104例如包装和信封上的现存标记102，使得能够重新使用基底104。使用中，标签100防止看见下面的标记102。参照图2A，本发明还涉及标签110、相关的标签片材和相关的方法。标签110用于覆盖具有标记112的现存标签116，置于基底114例如包装和信封上的标签116，使得能够重新使用基底114。使用中，标签110防止看见下面的标记112。本发明的标签实施方式的特点为它们的性质，即不透明度、亮度、白度指数和颜色。 [0069] 另一优选实施方式标签200的截面图在图3中显示，并且包括具有第一表面208和第二表面210的面材206以及邻近面材的第二表面的压敏粘合剂(“PSA”)层212。本文使用的邻近指在附近并且不排除插入结构，例如其它层或缝隙。任选地，标签可包括邻近面材206的第一表面208的标记接受层214。 [0070] 定制标签200，以具备大于或等于大约99.0%的不透明度、大于或等于大约94.5%的亮度值、大于或等于大约93.5的CIELAB L*和小于或等于大约-5.0的CIELAB b*。最优选地，不透明度大于99.7%。可选地，构造标签以具有大于或等于大约110的白度指数。“可选地”意指代替具备先前指出的CIELAB参数的标签，标签具备依照本文指出的ASTM E313标准测量的具体白度指数。这些性质通过在面材206和/或层214中指出的部分内使用二氧化钛和一种或多种荧光增白剂的结合完成。这些性质可通过改进面材206、压敏粘合剂212或二者被增强或进一步提高。改进可包括在面材或压敏粘合剂中使用添加剂以及使用本文所述的其它薄层材料。而且，在制造中可采用其它步骤以增加标签的不透明度，包括例如增加膜密度、增加膜厚度、增加基本重量和/或增加粘合剂或上胶水平。 [0071] 根据另一优选实施方式的标签400在图4中显示。在该标签实施方式中，面材406在它的第二表面410上用包括底漆和至少一个第二层添加剂的第二层418涂覆。第二表面410同样用包括底漆和至少一个第一层添加剂的第一层416涂覆。第一和第二层在面材406和粘合剂层412之间结合。层例如第一层416或第二层418中的一个是吸收光的，并且其它层是反射光的。在一个实施方式中，配置第一层416以吸收光，并且配置第二层418以反射光。 [0072] 第一层416和第二层418的底漆分别可以是相同的，或它们可以是不同的底漆。适于用作底漆的材料与包括在各层中的添加剂相容。添加剂应当均匀地分散于底漆中。底漆优选是合成胶乳的水性分散体。包括聚乙酸乙烯酯、丁苯橡胶、聚乙烯醇、淀粉和苯乙烯丙烯酸树脂的分散体是适合的底漆的非限制性实例。 [0073] 可使用宽范围的厚度和涂层重量用于底漆层或层的集合。底漆层的涂布重量的代表性优选范围是大约0.5至大约12克每平方米(g/m2或gsm)，更优选地大约2至大约10g/m2，并且最优选地大约4至大约8g/m2。将明白，本发明包括使用具有小于或大于这些量的涂布重量的底漆层。 [0074] 选择第一层416中的添加剂以吸收光，从而与没有添加剂的类似层比较增加层的不透明度。如本文使用，短语“增加不透明度”意指材料的不透明度大于另一材料的不透明度。适合的第一层添加剂包括但不限于炭黑、金属薄片、其它金属颗粒和其它深色分散剂以及深色染料，特别是深蓝色染料和深灰色染料。虽然指出了金属试剂，但是特别优选该层没有任何金属颜料、金属试剂或金属添加剂。 [0075] 选择第二层418中的添加剂以反射光，并且特别地以漫射方式，即，随机地并且均匀地分散，虽然吸收和重新发出光的材料也是适合的。适于包括在第二层中的添加剂包括但不限于二氧化钛、碳酸钙，特别是沉淀的碳酸钙、硫酸钡、氢氧化铝、滑石、硫化锌、硅藻土、粘土、白垩、灰、细分散气体、芪、吡咯、香豆素、吡嗪和萘二酰亚胺(napthalimide)。特别优选该层没有任何金属颜料、金属试剂或金属添加剂。 [0076] 在该标签实施方式400的一方面，第一层416直接邻接纸面材406的第二表面410。如本文使用，直接邻接意指层与面材的第二表面直接接触，没有插入层。相信在该情况中，第一层吸收通过面材的光，从而增加标签的不透明度。在该标签实施方式的另一情况中，第二层418邻接面材的第二表面。相信在该情况中，第二层反射通过面材的光，从而增加标签的不透明度。 [0077] 在图5中显示的另一标签实施方式500中，面材506包括至少一种面材添加剂并且压敏粘合剂层512——其包括至少一种粘合剂添加剂。由于包括至少一种面材添加剂和至少一种粘合剂添加剂，标签具有大于如果不包括至少一种面材添加剂和至少一种粘合剂添加剂时的不透明度。 [0078] 颜料、填料和荧光增白剂能够影响膜层的脆性、拉伸强度和切割能力等属性。膜层可变得更加脆、具有更小的拉伸强度、更难于切割，并且引起切割刀片比期望的更快变钝。颜料、填料和荧光增白剂可影响粘合剂的剥离强度、粘着性、剪切力和粘度等属性。粘合剂可损失剥离强度、粘着性和剪切力，并且因此变得更少侵蚀性(aggressive)。粘合剂的粘度可增加，使得它难于应用至基底。因为膜层和粘合剂的物理性质能够被添加剂不利地影响，当膜和粘合剂被制成标签时，难以获得充分的不透明度以阻挡下面的标记。 [0079] 进一步参照图5，选择压敏粘合剂512中的添加剂的量或浓度以在提供不透明度时最低限度地影响粘合剂的性质。如果添加剂水平太高，PSA将具有不充分的粘合性质，使得在输送之前的处理过程中标签500粘附至信封和包装。如果添加剂水平太低，下面的标记可能透过施加的标签是可见的。因此，压敏粘合剂中的添加剂的浓度是如此以使PSA具备充分的粘合性质，借此标签适当地粘附至信封和包装；并且当结合发明的面材使用时，标签具备充分的不透明度，借此信封和包装上的下面的标记或先前的记号透过标签是不可见的。 [0080] 选择面材片材506中的添加剂的量或浓度以当附着至信封或包装时提供最大的标签500的不透明度，同时保持期望的性质，其包括在激光和喷墨打印机和复印机内的可打印性、刚度、用于制造标签的过程中的可加工性、白度和亮度。 [0081] 达到不透明标签200的目标的优选方法600是在粘合剂212中包括添加剂——如图6的步骤608中显示的，以尽可能获得高的不透明度，同时保持粘附至基底。方法的前三个步骤602、604和606分别提供添加剂、粘合剂和膜层材料。在步骤610中，在制造面材的过程中，可调节添加剂水平，以在步骤612中产生的最终产品内达到至少99.0%的不透明度。 [0082] 在图7中显示的可选的优选方法700中，前三个步骤702、704和706分别包括提供添加剂、粘合剂和膜材料。可尽可能制造不透明面材——步骤708，同时保持足以用于转化的膜性质。于是，充足量的添加剂包括在粘合剂中——步骤710，以在步骤712中产生的标签坯料(参见随后的讨论)内达到99.0%的不透明度。最优选地，不透明度大于99.7%。 [0083] 至少一种面材添加剂可选自但不限于二氧化钛、碳酸钙，特别是沉淀的碳酸钙，硫酸钡、氢氧化铝、滑石、硫化锌、硅藻土、粘土、白垩、灰、细分散气体、芪、吡咯、香豆素、吡嗪和萘二酰亚胺。其它可接受的面材添加剂材料是通过反射光而不是透射或吸收光来增加面材的不透明度的那些。特别优选该层没有任何金属颜料、金属试剂或金属添加剂。 [0084] 至少一种粘合剂添加剂可包括炭黑、二氧化钛、金属薄片、其它金属性颗粒和其它深色分散剂以及深色染料，特别是深蓝色染料和深灰色染料。还可使用吸收光而不是反射或透射光的其它材料。虽然指出了金属试剂，但是通常优选粘合剂层没有任何金属添加剂或试剂。 [0085] 在图8中显示的仍另一标签实施方式800中，单个着色层816在面材806和压敏粘合剂812之间结合。着色层优选地包括光吸收材料。光吸收材料包括炭黑、金属薄片、其它金属颗粒和其它深色分散剂以及深色染料，特别是深蓝色染料和深灰色染料。在一个优选的情况中，着色层是蓝色。虽然指出了金属试剂，但是特别地优选该层没有任何金属颜料、金属试剂或金属添加剂。 [0086] 在仍另一个实施方式中，面材806包括至少一种白度增强剂。至少一种白度增强剂可包括二氧化钛、碳酸钙，特别是沉淀的碳酸钙，硫酸钡、氢氧化铝、滑石、硫化锌、硅藻土、粘土、白垩、灰、细分散气体、芪、吡咯、香豆素、吡嗪和萘二酰亚胺。 [0087] 面材806优选地以高于适用于压敏标签中的现有面材的每平方米克重(grammage)制造。适用于压敏标签的面材的每平方米克重为大约70g/m2，并且具有足够低的不透明度，使得下面的标记102被看清。为了增加不透明度，将着色层816(还称为背面涂层(back coat)或上胶涂层(size coat))施加至面材的第二表面810。优选地，着色背面涂层是蓝色，以对标签800的白度具有最小的影响，但是其它颜色还可证明有用。有用的蓝色染料包括IRGALITE BLUE RL和IRGALITE BLUE RM(都是由Ciba Specialty Chemicals of High Point,NC可得的)以及其它。面材和着色背面涂层的每平方米克重为完成的标签提供不透明度，使得任何下面的标记被有效地遮蔽。优选的面材每平方米克重是大约90g/m2，而着色背面涂层优选为大约10g/m2。 [0088] 面材806以适于标签的预期使用的压敏粘合剂层812涂覆。一般地，使用永久PSA，例如美国专利6,423,392中所述的那些，但是可使用其他类型的PSA，例如可去除或可变位粘合剂，例如美国专利4,925,908中指出的那些。粘合剂优选地在大约15g/m2至大约25g/m2之间，更优选地在大约18g/m2至大约20g/m2之间涂覆。 [0089] 标签实施方式100、200、400、500和800中的任何一个可进一步包括标记接受层，如邻近图3中显示的面材206的第一表面208的层214。标记接受层可以是本领域中已知的那些中的任何一个，允许接受喷墨油墨、激光墨粉或手持式书写仪器标记物。另外，标记接受层可优选地通过反射光增加标签的不透明度。 [0090] 所有标签实施方式100、200、400、500和800包括至少两个层，其中一个层是面材206、406、506和806，并且另一个层是粘合剂212、412、512和812。其它层416、418和816也可存在，如先前讨论的。任何本文所述的层压材料、标签或标签片材可包括一个或多个掩饰层。如先前所述的，一个或多个掩饰层沿着与外涂层相反指向的膜层面布置。因此，参照图 1，例如，在层压材料10包括掩饰涂层的情况中，这种掩饰涂层存在于层30和40之间。本文所述标签应该在使用中保持完整，即，不意欲使标签分层。当使用可去除或超易去除粘合剂时，整个标签应当是从基底上可去除的，或标签或基底应当裂开，特别当基底是纸时。在两个情况中，标签层都不应当彼此分离。 [0091] 使用图5的标签坯料520的标签片材实施方式900在图9中显示，并且使用图8的标签坯料820的标签片材实施方式1000在图10中显示。标签片材实施方式900和1000可分别通过添加剥离-涂布衬里922和1022至任何标签实施方式得到。剥离-涂布衬里用于保护压敏粘合剂912和1012，并且允许粘合剂支撑的标签通过打印机，特别是可连接至个人电脑的桌面打印机。剥离-涂布衬里可以是常规用于标签制造的那些，包括纸、膜和膜-涂布纸衬里。其中剥离值大于或等于大约50gsm的任何剥离系统是适合的。剥离系统可包括硅氧烷、蜡、碳氟化合物和其它防粘剂材料。剥离涂层通常小于或等于大约2g/m2。 [0092] 另外参照图11，具有标签1124的标签片材1100通常应该在通过手持式书写仪器或打印机时打印。构造意欲在使用打印机时打印的标签片材，以允许通过打印机，而不会在任何打印机的机械零件上卡住。关于标签片材的构造的许多关注中的一些包括待被打印的标签片材的厚度和卷曲或平面性。 [0093] 打印机通常在标签片材1100遵循同时被打印的路径中具备紧密度容限(tight tolerence)和紧密转角(tight turns)。尺寸(caliper)太厚或太高的标签片材可能在传输通过打印机过程期间具有困难。当片材进入打印机时，厚标签片材可被纸传送机械装置不恰当地获得，导致堵塞。即使厚片材成功传输至打印机，辊之间的容限可阻止片材在不会在打印机内粘着或限制的情况下完成纸张路径。同样，如果片材太厚，可能太硬而不会在打印机的内部辊周围弯曲，并且在打印机内堵塞。标签片材的优选实施方式具有小于或等于大约+0.01英寸或大约10密耳的总尺寸(“C”)(还参见图9)。 [0094] 尺寸的下限通常不是标签片材1100的问题。因为标签片材包括面材906、粘合剂层912和剥离-涂布衬里922，片材足够厚以避免与薄片材有关的打印困难。用薄片材可遇到的困难包括片材不被打印机的片材传输机械装置获得以及在打印机内堵塞，因为片材不足够硬。具有不充分刚度的片材未遵循打印机的纸张路径，因为自由边可弯曲到纸张路径外并且卡在内部打印机零件上。此外，太薄的标签片材可使标签不透明度不足而不能隐藏在标签已经施加至其上的基底上的覆盖标记。标签片材的优选实施方式具有大于或等于大约+ 0.003英寸，或大约3密耳的总尺寸。 [0095] 卷曲是标签片材1100如何良好地符合平面度的量度。卷曲可以在标签片材的角1126处是特别显著的，并且如果卷曲的量级太高，在打印过程中片材的角能够在打印机内积聚。如图11中显示的，片材1100的侧面1128通常在角1126处会合。可通过在面材906远离平坦表面的受控环境中将标签片材放置在平坦表面上确定卷曲。可观察每个角，并且从平坦表面抬起的任何角的偏转被测量并记录为正卷曲值。然后将标签片材放置在平坦表面上，面材靠着平坦表面。此外，测量由平坦表面抬起的任何角的偏转，这次被记录为负卷曲测量。在量级上具有小于或等于大约0.5英寸的最大卷曲值的标签片材是可接受的。例如，具有-0.6英寸的卷曲的片材是不可接受的。并且，具有+0.6英寸的卷曲的片材还是不可接受的。在量级上具有小于或等于大约0.25英寸的最大卷曲值的标签片材是优选的。一个实例实施方式具有大约+0.25英寸和大约-0.5英寸之间的测量的卷曲值。 [0096] 标签片材1100的一个实施方式包括标签坯料920(参见图9)和剥离-涂布衬里922。标签坯料包括面材906和压敏粘合剂层912。剥离-涂布衬里结合至压敏粘合剂层。标签坯料具有大于或等于大约99.0%的不透明度。标签坯料具有大于或等于大约110的白度指数，或可选地，大于或等于大约94.5%的亮度、大于或等于大约93.5的CIELAB L*以及小于或等于大约-5.0的CIELAB b*。最优选地，不透明度大于99.7%。标签片材的总尺寸小于或等于大约+0.01英寸，或10密耳。 [0097] 本发明的不透明标签片材1100在激光和喷墨打印机以及复印机内是可机器打印的，并且具有下列性能特征： [0098] 总标签片材厚度：最大+0.010英寸 [0099] 卷曲：在片材的任何角1126处最大0.5英寸 [0100] 剥离：从剥离-涂布衬里922去除标签1124所需的力是至少30g/in2(4.65g/cm2)。 [0101] 平滑的边缘：边缘1128没有刻痕和破裂。在片材边缘处没有粘合剂渗出。 [0102] 参照图12，用于制造标签坯料的方法1200的一个实施方式包括提供面材1202、提供压敏粘合剂1204以及将压敏粘合剂结合至面材1206的步骤。因此，形成的标签坯料具有大于或等于大约99.0%的不透明度。标签坯料还包括大于或等于大约110的白度指数，或可选地，大于或等于大约94.5%的亮度、大于或等于大约93.5的CIELAB L*和小于或等于大约-5.0的CIELAB b*。最优选地，不透明度大于99.7%。 [0103] 参照图13，用于制造标签坯料的方法1300的另一实施方式包括以层的形式提供压敏粘合剂1304以及提供面材1302。将压敏粘合剂层结合至面材的步骤包括一起层压压敏粘合剂层和面材1306，以产生标签坯料。 [0104] 参照图14，用于制造标签坯料的方法1400的仍另一实施方式包括在步骤1404将压敏粘合剂提供在剥离-涂布衬里上。可通过任何已知方式将压敏粘合剂施加至剥离-涂布衬里，包括模式涂布(die coating)、帘幕式涂布、挤出和喷涂。面材在步骤1402中提供。一起层压压敏粘合剂层和面材1406产生连接至剥离涂布衬里的标签坯料。 [0105] 制造压敏粘合剂标签100、200、400、500、800——特别是设计用于与桌面打印机一起使用的那些——的本领域技术人员能够生产平坦的标签片材1100。本领域技术人员已知的方法包括在制作中平衡面材如面材906和剥离-涂布衬里如衬里922的张力，以及平衡标签片材的组件的湿气水平。可通过加热部件中的层如先前指出的层206、212、406、412、416、418、1006、1012、1016、1022中的任何一个或全部以降低湿气水平或通过将层中的任何一个或全部经过蒸汽以增加湿气水平，调节标签片材中的湿气水平。可将面材和剥离涂布衬里二者经过这些处理以平衡湿气水平。 [0106] 用于制造标签坯料的方法的另一实施方式包括将面材和压敏粘合剂永久地附着。面材和压敏粘合剂在使用过程中不应当彼此分层。 [0107] 本发明的其他方面 [0108] 优选实施方式层压材料或面材的抗静电特性是本发明的另一特征。减少静电的益处通过使用非金属颜料提供。如先前指出的，非金属颜料包括二氧化钛(和可能地其它金属氧化物)、硫酸钡、二氧化硅、碳酸钙、高岭土、炭黑或类似的无机或有机材料。并且，如先前指出的，非金属颜料一般不包括金属颜料如铝颗粒或铝薄片。在美国5,256,490中，金属颜料涂层用于提供高不透明度益处。用金属颜料涂层涂布绝缘体如聚酯膜不经意地增加了多个片材存储电荷的倾向。激光打印方法包括使基底带电，以允许墨粉传递至基底。因此，打印多个片材导致足够的电荷存储，从而当从激光打印机移除打印的片材时对客户引起静电电击。实施例 [0109] 测试方法 [0110] 外观测试：一般的不透明度测量方法包括当面材放置在白色和黑色背景的前面时测量面材的对比度。该外观测试和下列外观测试可使用MACBETH COLOR-EYE2020PLUS分光光度计(瑞士的Gretag-Macbeth AG of Regensdorf)执行。2密耳白色高不透明度聚酯面材具备91%的不透明度。那种聚酯面材是Hostaphan W270并且由Mitsubishi Polyester Film,Inc.of Greer,SC可得。表面的亮度通过遵循制浆造纸工业技术协会(“Tappi”)T-452om-92测试方法确定。该方法基于475nm波长的蓝光的反射。如本文使用，白度指数基于ASTM E313标准。白度是表面与基准白标准相比的程度。有许多可选方式描述颜色。如本文使用，颜色是定义为CIE L*a*b*(CIELAB)——由国际照明委员会(Commission Internationale d'Eclairage或CIE)开发——的色彩空间。在该3维色彩空间系统中，L*(CIELAB L*)表示颜色的光亮度并且在0(黑)至100(白)的范围内，a*表示沿着红色(品红色)/绿色轴的颜色的位置(负值表示绿色，并且正值表示红色或品红色)，以及b*(CIELAB b*)表示沿着蓝色/黄色轴的颜色的位置(负值表示蓝色，并且正值表示黄色)。 [0111] 尺寸测试方法：使用由Emveco Inc.of Newberg,OR可得的EMVECO Model210-A Microgage测微计测量膜的单个片材的厚度。 [0112] 实施例1 [0113] 在一个研究中，通过将表4中确定的二氧化钛中间体配方与表5中确定的激光外涂层基础中间体配方连同荧光增白剂结合制备具有不同二氧化钛浓度的各种外涂层。所得外涂层在以下表1中指出。表1提供了关于由通过将二氧化钛中间体(其配方在表4中指出)和激光外涂层基础中间体(其配方在表5中指出)结合制备的外涂层配方产生的二氧化钛的百分比的指示。因此，参照表1，如果在激光外涂层中5%浓度的二氧化钛是期望的，则结合6.51%的二氧化钛中间体、93.29%的激光外涂层基础中间体和0.2%的UVITEX。荧光增白剂是由Ciba Specialty Chemicals of High Point,NC可得的UVITEX。UVITEX荧光增白剂是2, 5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并 唑)。 [0114] 表1–具有不同浓度的TiO2的外涂层 [0115] [0116] [0117] 面材可包括一个或多个其它层。这些其它层的实施例在以下表2中如下阐述。 [0118] 表2–面材层 [0119] [0120] 两个代表性的优选实施方式面材在表2中指出。第一面材指定为D5，并且包括表7中指出的掩饰涂层配方9号，其对于大约6g/m2(gsm)的涂层重量使用100HK和150HK的凹印滚筒模式被应用至2密耳PET膜层面上。PET膜层以名称Hostaphan W270由Mitsubishi Polymer Film,Inc.of Greer,SC获得。对于大约4gsm的涂层重量，将具有表6中指出的具体配方的作为14号的激光外涂层用100HK凹印滚筒模式应用至膜层的其它面上。其它面材指定为D9。厚度(即，尺寸)测量和光学特性采用如本文所述的，并且值在表2中呈现。 [0121] 用于表2中指出的面材层的激光外涂层和掩饰涂层中的每一个通过以下表3-7中阐述的下列配方制备。具体地，通过将二氧化钛中间体(表4中指定的)和激光外涂层基础中间体(表5中指定的)连同荧光增白剂的各个重量比结合，形成表6中列出的各种激光外涂层。所得激光外涂层在表6中指出。通过将聚酯中间体(表3中指定的)和二氧化钛中间体(表中指定的4)连同几种其它组分的各种重量比结合，形成表7中列出的各种掩饰涂层。所得掩饰涂层在表7中指出。 [0122] 表3–聚酯中间体 [0124] 表3的聚酯中间体配方包括VITEL PE200，其是由Bostik of Middleton,MA可得的惰性聚酯粘合剂。 [0125] 表4–二氧化钛中间体 [0126]组分 按重量计百分比 聚酯中间体 40 TI-PURE R-900 60 [0127] 表4的二氧化钛中间体配方包括TI-PURE R-900，其是由E.I.du Pont de Nemours和Company of Wilmington,DE可得的通用二氧化钛颜料。 [0128] 表5–激光外涂层基础中间体 [0129]组分 按重量计百分比 聚酯中间体 65.94 TITANTIC KR38S 00.01 HYDRAL710 06.67 SYLOID234 02.42 甲苯 16.19 环己酮 05.00 甲基·乙基酮 03.77 [0130] 表5的激光外涂层基础中间体配方包括TITANTIC KR38S，其是由Kenrich Petrochemicals of Bayonne,NJ可得的异丙基-三(二辛基-焦磷酸酯)钛酸酯；HYDRAL710，其是极其精细、均一的直径大约1.0微米的中值粒径大小的特别沉淀的白色氢氧化铝Al(OH)3，由Almatis,Inc.of Bauxite,AR可得；和SYLOID234，其是由W.R.Grace & Company of Columbia,MD可得的无定形合成硅石。 [0131] 结合各种配方，如以下表6中指出的。使用由瑞士的Ciba of Basel可得的UVITEX荧光增白剂。 [0132] 表6-激光外涂层 [0133] [0134] 表7总结了形成的各种掩饰涂层。并入如指出的由Gibraltar Chemical Works of South Holland,IL可得的GIBRALTAR335-39270。 [0135] 表7-掩饰涂层 [0136] [0137] 使用也在表中指定的凹版打印表8A和8B中指定的涂层。采用所得的光亮度值、白度值、亮度值、b*值和不透明度。这些都在2密耳白色聚酯膜上打印。聚酯膜以名称Hostaphan W270由Mitsubishi Polymer Film,Inc.of Greer,SC可得。结果总结于以下表8A和8B中。 [0138] 表8A–外观特性 [0139] [0140] [0141] 表8B–外观特性 [0142] [0143] [0144] 进行其它研究以确定根据本发明的其它代表性分层的层压材料的外观特性。这些研究的结果以下阐述于表9中。 [0145] 表9–其它测试 [0146] [0147] [0148] 在另一比较研究中，抗静电剂是一般加入至涂层或膜中以减少静电荷积聚的倾向的材料。一般的抗静电剂是通过保湿驱散静电荷的迁移性亲水材料如表面活性剂和盐。做出了尝试以通过增加抗静电剂的水平改进含金属的外涂层的不透明度。如表10中指出的，各种量的以名称CYASTAT609由Cytec Industries of West Paterson,NJ可得的抗静电剂用于激光外涂层基础中间体配方中。但是，抗静电剂的加入引起墨粉锚固(anchorage)问题。 [0149] 表10–抗静电剂的使用 [0150] M1 M2 M3 激光外涂层基础中间体 100 97.13 94.27 Cyastat609 0 2.86 5.72 凹版 100HK 100HK 100HK [0151] 在另一系列的研究中，通过电容的测量评估各种标签的电荷保持特性。电容用由Fluke Corporation of Everett,WA可得的Fluke26III万用表测量。电容通过以下步骤测量：将4×5英寸的标签面向下(粘合剂侧向上)放在铝测试样板上，并且将一个探针接触至铝样板，以及一个探针通过粘合剂接触面材料(face material)。 [0152] 这些测量的结果以下阐述于表11中。标签样品M1、M2和M3在表10中指出。并且生产涂布机产生的样品D5和D9在表2中指出。标签样品A、B、C和D都是商业上可得的标签材料。所有样品的电容测量揭示优选实施方式面材D5和D9连同商业上可得的标签中的两个具备最低的电容。如将明白的，低电容表示低的存储电荷倾向。 [0153] 表11–电容测量 [0154]标签 不透 L* b* 亮度 白度 电容(每20平 尺寸 [0155] 明度 方英寸的nF) (密耳) M1 99.48 94.9 -7.68 98.23 122.03 1.44 2.32 M2 99.97 95.06 -8.03 99.14 123.93 1.67 2.3 M3 100 95.04 -7.91 98.92 123.33 1.95 2.23 D5 99.72 94.1 -7.82 97.11 121.04 <0.25 2.45 D9 99.82 94.56 -5.43 94.81 111.23 <0.25 2.48 商品A 99.91 95.83 -6.78 99.15 119.98 1.63 2.5 商品B 100 88.67 -0.44 74.07 75.56 1.88 2.52 商品C 94.5 97.16 -5.27 100.41 116.2 <0.25 2.28 商品D 94.85 96.85 1 90.81 87.62 <0.25 2.28 [0156] 由该技术的未来应用和发展，许多其它益处无疑将变得明显。 [0157] 本文指出的所有专利、出版的申请、技术参考资料和标准以及文章据此通过引用以其全部内容并入。 [0158] 将理解，本文所述的一个实施方式的任何一个或多个特征或组成能够与另一实施方式的一个或多个其它特征或组成结合。因此，本发明包括本文所述实施方式的组成或特征的任何以及全部结合。 [0159] 如上文所述的，本发明解决与在前类型装置有关的许多问题。但是，将明白，在各部分的细节、材料和布置中的各种改变——其已经在本文中描述并且为了说明本发明的本质已经图解——可在不脱离所附权利要求中表述的本发明的原则和范围的情况下由本领域技术人员做出。 |
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