專利名稱：具有熱惰輪的標簽施用裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于給容器貼標的設備和使用該設備的方法。
背景技術：
被放置在容器例如瓶子上的標簽的兩個實例包括熱轉印標簽(也稱作熱活化幅材)和壓敏標簽(也稱作自粘標簽)。很多機器能夠以每分鐘僅約100至約150個瓶子的速度施用熱轉印標簽。這些熱轉印標簽機器中的許多能夠僅以單一速度或以窄的速度范圍運行，或者具有由容器幾何形狀所強加的限制。許多機器能夠僅施用一種類型的標簽，即熱轉印標簽或壓敏標簽，而不是兩種類型的標簽。仍然需要改進壓敏標簽工藝以允許將壓敏標簽施用到更廣范圍的容器和/或標簽幾何形狀。參見例如美國專利公開5，248，355 ；5，250，129 ；5，306，375 和 6，083，342。發明概述本發明試圖通過以下方法來滿足這些及其它需求，S卩，在本發明的一個方面提供一種用于給容器貼標的包括能夠從熱轉印標簽輥上退繞熱轉印標簽的第一卷繞機的設備。 熱轉印標簽包括可釋放地固定到熱標簽幅材上的熱標簽。所述設備也包括具有沿著某一路徑固定的輥的熱惰輪，并且其中所述輥沿著所述路徑是可移動的以調整相對于加熱表面的距離。所述輥卷繞退繞的熱轉印標簽以限定熱轉印標簽抵靠加熱表面的加熱接觸長度。所述加熱接觸長度取決于輥沿著所述路徑的位置。所述設備也包括能夠從加熱表面加熱將熱標簽施用到容器的熱標簽施用裝置以提供貼標的容器和熱標簽幅材。本發明的另一方面提供一種給容器貼標的方法，所述方法包括下列步驟。從熱轉印標簽輥退繞熱轉印標簽。沿著沿某一路徑所固定的熱惰輪的輥卷取退繞的熱轉印標簽。 沿著加熱板的加熱表面加熱從第三低慣性輥卷取的熱轉移標簽，其中熱轉印標簽沿著加熱表面通過的距離包括加熱接觸長度。沿著所述路徑移動熱惰輪的輥以改變加熱接觸長度。 所述方法也包括將熱標簽從加熱的轉印標簽施用到容器以提供貼標的容器和熱轉印幅材。本發明的第三方面給消費者提供包括貼標的容器的產品，其中所述貼標的容器根據前面所述的方法或設備制造。附圖概述
圖1是本發明的設備的透視圖。圖2是圖1的設備熱惰輪的透視圖，所述熱惰輪處于能夠最大化從加熱板的加熱表面至熱轉印標簽的熱傳遞的位置。圖3是圖1的設備熱惰輪的透視圖，所述熱惰輪處于能夠最小化從加熱板的加熱表面向熱轉印標簽的熱傳遞的位置。發明詳述本發明的不同方面包括但不限于用于將熱轉印標簽和/或壓敏標簽施用到容器的設備；和使用所述設備的方法。在本發明的一個方面，所述設備可在一個幅材路徑方向上施用熱轉印標簽并且通常使用相同的組件并且略微的改變(例如，增加/移除冷卻器；增加/移除施用尖嘴和刮擦器；增加/移除加熱板；增加/移除標簽定位傳感器；以及它們的組合)可在另一個方向上施用壓敏標簽，反之亦然。所述設備可包括下面組件中的一個或多個(或它們的組合) 第一卷繞機、第一惰輪、第一真空箱、第一輥隙、熱惰輪、加熱板、熱標簽施用裝置、第三惰輪 (即，“冷卻惰輪”)、幅材冷卻器、第二輥隙、第二真空箱、第四惰輪、第二卷繞機、以及它們的組合。應當理解，因為所述設備可用于兩個不同的方向(取決于正在使用哪一種標簽)，所述設備的特定組件可起到兩種不同的功能作用。例如，卷繞機可在一個方向上運行以退繞標簽并且也可起到在另一個方向上重繞標簽帶的作用。可根據幅材路徑方向移除或添加一些組件(例如，在施用壓力標簽的情況下，其為幅材冷卻器)。熱轉印貼標和壓力轉印貼標轉到圖1，本發明的一個方面提供用于將熱轉印標簽(3)施用到容器(未示出)的設備(1)。本發明的另一個方面提供用于將壓力標簽(未示出)施用到容器的設備(1)。所述設備(1)可被構造成在一個方向上施用熱標簽以及被構造成在另一個方向上施用壓力標簽。本文所用術語“容器”最廣義地包括任何瓶子、容器、箱等，包括各種寬度尺寸。容器通常由塑料或紙張或它們的組合組成。在一個實施方案中，容器能夠容納消費品(例如，衣物洗滌劑或織物軟化劑)。以舉例的方式，容器可容納IOOmL至約10L，或者200mL至約5L 的消費品。消費品可為液體、固體、半液體、半固體、顆粒、半顆粒、或它們的組合。當傳送通過貼標工藝時，容器通常是空的，即沒有消費品。第一卷繞機第一卷繞機(9)退繞熱轉印標簽( 。第一卷繞機可中心驅動或者可被表面驅動。 卷繞機(9)也可用來卷繞壓力標簽幅材(未示出)。熱轉印標簽(3)通常可由印刷在熱標簽幅材(7)上的熱標簽(未示出)構成。熱標簽可為離散的或非離散的。最終被放置在容器(未示出)上的是加熱器轉移標簽(3)的熱標簽。熱標簽幅材(7)通常在貼標工藝結束時進行卷繞(例如，通過第二卷繞機(75))。 熱轉印標簽C3)可商購獲得并且通常在熱轉印標簽輥(11)上提供。熱轉印標簽的商業供應者的非限制性實例包括 Graphic Packaging International, Inc. (Cincinnati, OH)和 Multi-Color Corporation(Sharonville, OH)。壓力轉印標簽通常由在壓力標簽幅材上的壓力標簽(未示出)構成。壓力標簽可為離散的或非離散的。最終被放置在容器上的是壓力轉印標簽的壓力標簽。壓力轉印標簽幅材通常在貼標工藝結束時進行卷繞(例如，通過第一卷繞機(9))。壓力轉印標簽可商購獲得并且通常在壓力轉印標簽輥(10)上提供。第一卷繞機(9)包括第一伺服馬達傳動軸(13)，其中熱轉印標簽輥(11)功能地連結到該第一伺服馬達傳動軸上。第一卷繞機(9)也可包括可操作地連接到第一伺服馬達傳動軸(13)的主軸的第一伺服馬達(未示出)，其中第一伺服馬達能夠給第一伺服馬達傳動軸(1 的主軸提供旋轉扭矩和/或旋轉速度。第一伺服馬達施加張力來控制熱轉印標簽C3)從它的輥(11)退繞的速度，從而控制熱轉印標簽C3)被送往下游進入設備(1)/貼標工藝的速度。當然在本發明的其它實施方案中，所述張力可從貼標工藝中的下游其它點位來施加。(第一伺服馬達傳動軸(13)的)第一伺服馬達也可被鏈接到中央程序邏輯控制器 (“PLC”)(未示出)，該中央程序邏輯控制器協調來自沿著設備⑴的組件的各個點位的數據以控制特別是貼標工藝的速度(和方向)。在其它實施方案中，可采用恒速表面驅動。在貼標工藝期間所連結的熱轉印標簽輥(11)的直徑減小可能需要通過調整第一伺服馬達的速度和/或扭矩來計算出。所述PLC可用來調節該速度和/或扭矩。PLC硬件可從Rockwell Automation (Milwaukee，WI)獲得。相關的硬件產品可包括 1756 ControlLogix PLC，包括電源(1756-PB72)，處理器(1756-L61/B)，以太網橋接器 (1756-ENBT), SERCOS運動模塊(1756-M08SE)，數字輸入模塊(1756-IB16)，數字輸出模塊 (1756-0B16E)和模擬輸入模塊(1756-IF8)。PLC軟件也可從Rockwell Automation獲得。相關的軟件產品可包括RSLogix 5000 (ν 16.03. 00), FactoryTalk View Studio ME (ν 5. 00. 00), FactoryTalk View ME Station, RSLinx Classic(v 2.52.00.17)。驅動信息，即設備選定的馬達的電氣控制也可從Rockwell Automation獲得。相關產品可包括Kinetix 6000多軸伺服傳動系統，包括integrated Axis Module(2094-BC07-M05-S)和 Axis ModuleQ094-BM02-S)。伺服馬達的非限制性實例包括與Alpha在線SP075齒輪箱連接的Allen Bradley MPL 330伺服馬達。第一惰輪設備(1)可包括第一惰輪(1 ，所述第一惰輪優選地包括輥，更優選地包括第一低慣性輥(17)。第一惰輪(15)導引退繞的熱轉印標簽(3)進入第一真空箱(19)。隨著所連結的熱轉印標簽輥(11)的直徑減小，熱轉印標簽(3)離開第一卷繞機(9)的角度會改變。第一惰輪(15)提供熱轉印標簽(3)進入第一真空箱(19)的恒定的導料角(例如，約 1-2 度)。第一低慣性輥(17)由固定到軸(未示出)上的碳纖維輪轂構成并且其中所述輪轂可圍繞所述軸徑向地轉動，其中所述軸相對于設備(1)的頂部表面( 是垂直的。碳纖維輪轂圍繞固定在碳纖維外殼(未示出)里面的開式滾道球軸承(未示出)上的軸旋轉。 此類軸承和外殼均可得自McMaster Carr 6100 (Atlanta，GA)。在一個實施方案中，第一低慣性輥(17)包括總體約3. 8cm直徑的輥，其優選地基本上由各種材料(例如碳纖維)構成以降低第一惰輪(1 的慣性。不受理論的束縛，當在貼標工藝期間熱轉印標簽突然停止并啟動時，與較高慣性輥相比，低慣性輥通常提供更好的性能。在另一個實施方案中，第一低慣性輥的高度(即，垂直于設備O)的頂部表面)為約18厘米，如從設備(1)的頂部表面( 所測量。可商購獲得的低慣性輥的非限制性實例包括Double E Company, LLC (West Bridgewater, MA.)。本發明的輥的高度將至少部分地取決于熱轉印標簽C3)或壓力轉印標簽的寬度。盡管在整個說明書中使用術語“低慣性輥”，但本領域的技術人員將會知道，本發明并不局限于具有“低慣性”的那些輥，相反地具有較低慣性的那些輥是優選的。第一真空箱設備(1)包括第一真空箱(19)，所述第一真空箱(19)使容納在其內的并從第一惰輪(15)(或者其它此類上游組件)接收的熱轉印標簽(3)真空化。作為另外一種選擇，真空箱(19)使從壓力貼標的上游工藝接收的壓力標簽幅材真空化。一般而言(并且沒有限制)，所述“真空箱”(19，57)并不限于六面的矩形箱(如圖1所示)，相反，其是指能夠容納連續的熱轉印標簽(3)或壓力轉印標簽的至少一部分并可將真空施用到容納在容器中的標簽(3)的至少一部分的任何容器。在一個實施方案中， 真空箱(19，57)可具有菱柱形、球形、圓錐形或圓柱形形狀等。標簽C3)可通過容器的敞開側或狹槽、孔洞等進入或離開容器。真空可通過容器的敞開側或狹槽、孔洞產生真空而在容器中產生。在一個實施方案中，真空箱(19，57)是六面長方形，具有在六個面中的五個面上的壁，其中以下的至少一部分連續的熱轉印標簽(3)(或熱標簽幅材(7))；或壓力轉印標簽(或壓力標簽幅材)通過敞開的(即，一側沒有壁，從而暴露出真空箱(19，57)的里面) 一側(六個面中的一側)進入/離開。真空軟管(其連結到由馬達驅動的提供真空優選恒真空的真空泵)連結到六面真空箱的另一側(優選地與標簽(3)或幅材(7)進入/離開真空箱(19，57)的一側相反)以產生真空壓力。真空箱的五個壁可由PLEXIGLAS或透明塑料制成。真空箱(19，57)中的典型真空度范圍為約2至約6英寸水柱，或者約0.5kl^至約 1. 5kPa英寸水柱。參見圖1，在貼標工藝中往下游到第一真空箱(19)的熱轉印標簽幅材(7)經受動態運動(例如，熱標簽施用裝置(39)將標簽施用到容器的線性振蕩運動和/或使熱轉印標簽換位)。第一真空箱(19)與上游退繞步驟脫離下游組件/工藝的這種運動。換句話講， 第一真空箱允許退繞工藝不斷進行轉向換位。當所連結的熱轉印標簽輥(11)具有高慣性極矩(例如，給定一個大輥時)，換位退繞步驟將證明具有挑戰性。“換位退繞”是指標簽 (3)向前移動，然后停下，然后向后移動，然后再次向前；或標簽(3)向前移動，然后停下，然后再次向前移動；或它們的組合。不受理論的束縛，據信使用一個、兩個或更多個本文所述的真空箱(19，57)允許貼標速度比本領域所描述的許多技術更高和/或允許貼標工藝的速度被改進(例如，啟動、 停止、增大、減小)。一般來講，并且不受理論的束縛，真空箱(19，57)降低以高速貼標為特征的慣性極矩，從而減小在動態貼標運動的加速/減速期間的應力。本發明的真空箱(19，57)可各自包括真空部件(使一個或多個真空箱內部真空化的一個或多個真空裝置)以按懸索構型容納熱轉印標簽C3)或幅材(7)(其中懸索的“底部”通常最靠近真空部件的真空開口 O0，69))。術語“懸索構型”廣義地講是指由于標簽 (3)或幅材(7，6)朝向真空開口 O0，69)被真空化(和由真空化部件所提供的真空)所產生的標簽C3)或幅材(7，6)的環、花彩、彎曲等形狀。在一個優選的實施方案中，真空箱(19， 57)的真空開口(20，69)與標簽(3)或幅材(7，6)進入/離開真空箱(19，57)的一側相反 (如圖1所示)。標簽⑶或幅材(7，6)進入/離開真空箱(19，57) —側的平面區域通常比真空開口(20，69)的區域大得多，分別包括約3 1 ；4 1 ；5 1 ；6 1 ；7 1 ；8 1 等的比率。第一真空箱(19)可包括五個壁以形成開口容器或箱體。第一真空箱(19)可包括第一后壁(21)、第一側壁和第二側壁0 ；其中第一側壁和第二側壁(23,2 大致彼此平行；并且其中第一側壁和第二側壁(23,2 大致垂直于第一后壁01)。第一真空箱 (19)的第一后壁可包括第一真空開口(20)，真空軟管在此處連結(未示出)以通過真空馬達產生真空來朝向第一后壁吸引熱轉印標簽(3)。真空馬達的非限制性實例可包括再生鼓風機型號 R2 Gast Manufacturing, Inc. (Benton Harbor, MI)。
第一后壁的長度(即，最長的尺寸)為約^cm。第一側壁和第二側壁03， 25)的長度(即，最長的尺寸)為約62cm。第一后壁(21)、第一側壁Q3)和第二側壁05) 的寬度分別為約11. 5cm、11. 5cm、11. 5cm。當然，這個尺寸將取決于標簽(3)/幅材(7)的寬度(和為將標簽/幅材容納在真空箱(19，57)內并且最小化真空箱(19，57)里面所包含的容積以使由真空化部件產生的真空最大的需要)。第一頂壁0 和第一底壁04)將標簽(3)/幅材(7)容納在第一真空箱(19)內部。第一頂壁02)和第一底壁04)的長度(S卩，長尺寸)為62cm，而壁的寬度為25cm。包含在第一真空箱和第二真空箱(19，57)里面的容積為約18，500cm3。在一個實施方案中，包含在第一真空箱(19)或第二真空箱(57)里面的容積為約10，OOOcm3至約30，OOOcm3，或者約 5，OOOcm3 至約 50，000cm3。本領域的技術人員將會知道，存在著至少兩種控制在真空箱(即，第一真空箱 (19)和第二真空箱(57))中的標簽(3)/幅材(7)的張力的方式(i)調整真空度(即，增大或降低按英寸水柱所測量的真空度)；和/或(ii)增大后壁的長度(即，最長的尺寸)從而使在真空箱(19，57)內部的標簽(3)/幅材(7)所產生的“環”變大，其繼而增大暴露于真空的標簽(3)/幅材(7)的表面積。技術人員將很容易地調整這些變量以最大化操作條件。本領域的技術人員也將會理解，在容器貼標工藝期間設備(1)正在運行時，標簽 (3)/幅材(7)將接觸第一真空箱(19)的第一側壁和第二側壁(25)，但優選地不接觸第一真空箱(19)的第一后壁01)。作為類比，這同樣可適用于第二真空箱(57)。在一個實施方案中，超聲波傳感器(未示出)(例如，得自Keyance，Cincinnati, OH的FW Series)或其它此類設備被用來測量和記錄標簽(3)/幅材(7)相對于第一后壁 (21)或第二后壁(59)之間的距離。換句話講，超聲波傳感器可動態地測量容納在真空箱 (19,57)中的標簽(3)/幅材(7)的“懸索深度”以給PLC提供該數據，其繼而可調整/協調例如第一伺服馬達傳動軸(13)或第四伺服馬達傳動軸(79)的伺服馬達(和設備(1)的其它點位)以維持最佳的環的深度。超聲波傳感器和/或真空也可各自連接到PLC以在設備 (1)的各種組件之間進行協調并因此進行調整。在一個實施方案中，在貼標操作期間，從標簽(3)/幅材(7)的表面相對于后壁(21,59)面向標簽(3)/幅材(7)的表面所測量的最近距離為約Icm至約40cm，或者3cm至約30cm。在另一個實施方案中，標簽(3)/幅材(7)容納在真空箱(19，57)內部的至少一部分具有限定長度(在貼標操作期間)。這個長度可包括約50cm至約250cm，或者約IOOcm至約200cm。在一個實施方案中，熱轉印標簽C3)進出第一真空箱(19)的入口和出口被調整 (例如，通過放置第一惰輪(1 和第一輥隙07))以使熱轉印標簽C3)與第一真空箱(19) 的第一側壁和第二側壁03，25)的接觸最小化。在這樣一個實施方案中，理想地使在真空箱(19)中抵靠熱轉印標簽(3)的摩擦最小化。第一輥隙設備(1)包括第一輥隙(27)，具有其中間具有熱轉印標簽(3)的第二輥09)(優選地低慣性輥)和第二伺服馬達驅動輥(31)，所述輥隙從自身處往下游拉伸熱轉印標簽 (3)。兩個輥09，31) “交咬”位于其間的標簽(3)/幅材。第二輥09)與前面所述的第一輥(17)類似。
第二伺服馬達驅動輥(31)的伺服馬達(未示出)與前面所述的第一伺服馬達傳動軸(13)的馬達類似，因為第二伺服也類似地鏈接到PLC (未示出)。PLC可用來調整第二伺服馬達的速度和/或扭矩。然而，第二伺服馬達驅動輥(31)包括聚氨酯外涂覆輪轂。聚氨酯可包括1/8英寸厚的40肖氏硬度A的白色氨基甲酸酯。熱轉印標簽( (或幅材)被穿過第一輥隙(XT)的第二輥09)和第二伺服馬達驅動輥(31)的輥中間。第二輥09)和第一伺服驅動輥(31)的輥“交咬”其間的熱轉印標簽(3)。一個氣缸(未示出)推動第二輥09)抵靠第一伺服馬達驅動輥(31)，從而提供輥隙壓力。第二伺服驅動輥(31)處于固定位置。這樣一種氣缸的非限制性實例包括來自SMC Pneumatics (Indianapolis, Indiana)的小型氣缸，雙作用單桿NC (D) Q2。這種氣缸可提供輥隙壓力，按約20PSI至約35PSI (磅每平方英寸)的次序，或者約IOOkPa至約275kPa，或者約至約250kPa。在一個實施方案中，單位輥隙長度的壓力為約35g/mm至約75g/ mm,或者約40g/mm至約70g/mm，或者約45g/mm至約65g/mm，或者約50g/mm至約60g/mm，或者它們的組合。第一輥隙(XT)的第二伺服馬達(與第一伺服馬達不同)通過PLC被操作“前進”， 即強迫熱轉印標簽C3)在貼標工藝中向前或向上游移動以及向后移動。不受理論的束縛， 使第二伺服馬達向后(即，上游)運行從第一輥隙(XT)提供張力給熱轉印標簽C3)下游。在設備(1)中存在著用于熱轉印標簽工藝所確定的三種電子凸輪輪廓。當然，本發明不必局限于這三種。PLC協調這些凸輪輪廓。三種凸輪輪廓中的第一種在第一輥隙 (27)處被確定。凸輪輪廓通常通過考慮以下參數而確定，例如要貼標的容器的半徑、容器節距、承載容器進出貼標工藝的生產線的速度、容器曲率、標簽連結角、標簽尺寸、標簽節距等以及它們的組合。三種電子凸輪輪廓中的任何一種也考慮了另外兩種電子凸輪輪廓。電子凸輪控制伺服馬達的運動。除了第一輥隙(XT)之外，電子凸輪在第二輥隙(51)(即，第三伺服馬達驅動輥(55))處控制伺服馬達以及第二伺服線性馬達(未示出)可操作地連接到熱標簽施用裝置(39)。可動態調整的熱惰輪或第二惰輪。設備(1)包括可動態調整的熱惰輪(3 或第二惰輪(3 作為一個組件。術語 “可動態調整的熱惰輪”(3 和“第二惰輪”(3 —般是指同一個組件。術語“可動態調整的熱惰輪”是指當設備(1)是熱貼標容器時的組件。術語“第二惰輪”是指當設備(1)是壓力貼標容器時大致相同的組件。當設備(1)是壓力貼標容器時，第二惰輪(3 通常處于固定位置(相對于加熱板(35))。在熱貼標工藝期間，可動態調整的熱惰輪(3 或只是“熱惰輪”(3 調整熱轉印標簽( 相對于加熱板(3 的加熱表面(37)的接觸長度。可動態調整的熱惰輪(33)包括第三輥(32)(優選地低慣性輥)和第一線性伺服線性馬達(未示出)。術語“接觸長度”是指當熱轉印標簽( 蜿蜒穿過設備(1)時，熱轉印標簽(3)與加熱板(35)的加熱表面(37)接觸的直線距離，即長度。接觸長度的非限制性實例包括約 Ocm 至約 35cm。本領域技術人員將容易理解，約Ocm的接觸長度與大于Ocm的接觸長度相比具有較少的熱量轉移到熱轉印標簽(3)。在一個實施方案中，當要進行貼標的容器的裝配線停下時，通過熱惰輪(3 (并因此熱標簽幅材(7))相對于(加熱板(3 的)加熱表面(37)移開，將熱惰輪接觸長度調整至約0cm。不受理論的束縛，具有約Ocm的接觸長度防止不想要的熱量被轉移到熱轉印標簽(3)，并因此防止(或減輕)與太多的熱量被施加到熱轉印標簽 (3)有關聯的負面影響。因此，設備(1)提供生產工藝中的靈活性以停止熱標簽貼標工藝， 其可能不能用于一些前面所述的設備。這種靈活性可提供在廢熱轉印標簽、在未被正確貼標上的廢料(例如，在設備未達到速度時)、啟動時間和/或等等上所花費的財力和時間節約。此外，調整接觸長度(并從而被轉移到熱轉印標簽(3)的熱的量)的能力可允許從操作者調整設備(1)并因此貼標工藝(并可能整個裝配線工藝)的速度。此外，調整接觸長度例如改變加熱板(3 的加熱或加熱板(3 的冷卻是更快而且更可靠的(作為控制轉移到熱轉印標簽⑶的熱量的一種手段)。在本發明的一個方面，通過改變輥(32)相對于加熱表面(37)的直線距離(在一個實施方案中，垂直距離)，熱惰輪(33)通過伺服線性馬達調整熱轉印標簽(3)與熱惰輪
(33)的第三輥(32)的接觸長度。伺服馬達優選地線性伺服馬達通過路徑(34)優選地直線路徑(34)移動熱惰輪(3 。在圖1中，路徑(34)相對于加熱板(3 的加熱表面(37)是垂直的。盡管在圖1中例示了直線路徑(34)，但所述路徑可為非線性的(例如，弧形的或彎曲的等)，或線性的但相對于加熱板(3 的加熱表面(37)不是垂直的。在一個實施方案中，沿著路徑(34)從第三輥(3 的表面至加熱板(3 的加熱表面(37)所測量的垂直直線距離(不考慮路徑(34))為約200cm (從而最小化熱量轉移到熱轉印標簽(3))。在圖2中，熱惰輪(3 被設置在路徑(34)上，使得距加熱表面(37)的垂直線性距離被最小化，即提供最大的加熱/熱接觸長度給熱轉印標簽C3)。在圖2中，熱惰輪( 沿著路徑(34)為約0cm，提供約368mm的熱接觸長度，即熱轉印標簽C3)與加熱表面(37)進行接觸的最大線性距離。盡管未示出，但如果熱惰輪( 沿著路徑(34)被移動約1. 3cm，則熱接觸長度被減小至約183mm。如果移動總計約2. 5cm (即，距初始位置Ocm)， 則熱接觸長度被減小至約91mm。而且如果移動總計約5cm，則熱接觸長度為約0mm，即，零熱接觸長度。熱惰輪( 可被移動最大約15cm以使被傳輸到熱轉印標簽( 的熱量最小化。 圖3是惰輪⑵處于這個位置(即，最小化至標簽(3)的熱量)的例證。在一個實施方案中，路徑(34)的距離為約0. Imm至約100cm，或者約Icm至約 75cm,或者約2cm至約50cm，或者約3cm至約25cm，或者約4cm至約15cm，或者約5cm至約 10cm，或者約Icm至約10cm，或者它們的組合。在另一個實施方案中，熱接觸長度為約Omm至約3，000mm，或者約Omm至約 3，000mm,或者約Omm至約1，000mm,或者約Omm至約500mm，或者它們的組合。如前所述，伺服馬達優選地伺服線性馬達通過路徑(34)優選地直線路徑(34)移動熱惰輪(3 。熱惰輪(3 可通過伺服馬達很快地即在一秒或更少的時間內沿著路徑
(34)被定位。在一個實施方案中，熱惰輪用約0.1秒至約1秒被重定位在軌道上。在另一個實施方案中，其中沿著路徑(34)移動熱惰輪(3 的輥(3 來改變加熱接觸長度約0. 001秒至約1分鐘，或者約0. 01秒至約5秒，或者約0. 1秒至約3秒，或者約 0. 5秒至約2秒或者它們的組合被完成。不受理論的束縛，從加熱板(35)轉移到熱轉印標簽(3)的熱量一般與熱轉印標簽(3)與加熱表面(37)接觸的熱接觸長度直接相關。換句話講，熱接觸長度越大，轉移到熱轉印標簽⑶的熱量就越多。加熱板(35)的整個加熱表面(37)不需要沿著其長度(即，最長的尺寸)是完美平直的。恰恰相反，加熱表面(37)可為弧形的、彎曲的、弓形的等，使得當路徑(34)(并因此熱惰輪(3 )的距離被調整時，接觸長度以更加線性的平緩方式進行調整，而不是像加熱表面是完美平直的。在一個實施方案中，加熱表面(37)的半徑是弧形的，具有約206cm， 或者約150cm至約250cm，或者約IOOcm至約300cm的半徑。往回參見圖1，熱惰輪(3 的第三輥(3 與前面所述的相應的第一輥和第二輥 (17，29)類似。熱惰輪(33)的第一線性伺服馬達與PLC相連并由其操縱。這樣一種馬達的非限制性實例包括來自Allen Bradley的LC-030線性伺服馬達。加熱板設備(1)包括加熱板(35)。加熱板具有約35cm的總長度(最長尺寸并平行于設備(1)的頂部表面O))和約17cm的高度(垂直于頂部表面O))。加熱板(35)優選地包括恒溫(從而使從加熱板散發出的熱量基本上是“單變量”)。盡管加熱板(3 的溫度設定將取決于貼標工藝的總運行狀況，所述溫度范圍包括約20°C至約260°C。在一個實施方案中，采用單個加熱板對兩個或更多個加熱板和/或兩個或更多個加熱表面和/或加熱區(如在一些前面所述的工藝/設備中一樣)。根據本發明，具有單個加熱板(3 和單個加熱表面(37)(和單個加熱區)降低系統的復雜性，使溫度能夠比兩組件系統更恒定/ 一致，其因此提供更可預測的貼標操作狀態。為說明起見，加熱板(35)的加熱表面(37)是在熱貼標操作期間加熱標簽轉移標簽(3)的表面。本領域技術人員將會理解，加熱板花費時間去冷卻以及花費時間去加熱。本發明通過只是調整熱轉印標簽C3)與熱源的接近度(而不是改變加熱板(3 的溫度)減輕在加熱和冷卻加熱板過程中代價高的延遲節省貼標工藝中的時間(例如計劃外的生產停車所需要的)。在另一個實施方案中，加熱表面(37)即加熱板(3 的表面(熱轉印標簽(3)在貼標工藝期間進行周期性接觸)包括表面光潔度指標。這樣一種指標可用行業中所熟知的那些部件進行測量。在另一個實施方案中，加熱板(3 的加熱表面(37)包括約0.4微米 (μπι)至約1.2μπι，或者約0.6至約Ιμπι的表面光潔度指標。在一個實施方案中，表面指標為約0.8 μ m。不受理論的束縛，光滑的表面減小與熱轉印標簽可能的摩擦。表面涂層也可用來減小摩擦。施用裝置設備(1)包括熱標簽施用裝置(39)，該熱標簽施用裝置繼而包括在貼標工藝期間將熱轉印標簽C3)的標簽(未示出)施用到要貼標的容器的施用輥Gl)。在一個實施方案中，如圖1所示，熱標簽施用裝置(39)和加熱板(3 是整體的。施用輥的一個實例
Graphic Packaging International, Inc. (Cincinnati, OH) ^2. 8cm 級肖氏硬度為20的輥。第二線性伺服馬達(未示出)以相對于要貼標的容器表面垂直的線性運動移動熱標簽施用裝置(39)(并因此施用輥和加熱板(35))以將熱轉印標簽(3)的標簽施用到容器。熱標簽施用裝置(39)所行進的線性距離取決于容器幾何形狀和周期。在另一個實施方案中，加熱板和施用裝置不是整體的，即加熱板是靜止的而施用輥(31)來回地移動 (例如，往復運動)以將熱轉印標簽(3)的標簽施用到容器。在另一個實施方案中，熱標簽施用裝置(39)以相對于要貼標的容器表面非垂直線性運動例如弧形的或曲線的等路徑移動。三種電子凸輪輪廓中的第二種被生成用于熱標簽施用裝置(39)。前面所述的變量考慮了以生成這種第二電子凸輪輪廓。PLC協調熱標簽施用裝置(39)的電子凸輪輪廓并繼而控制施用裝置(39)或整體的熱標簽施用裝置(39)/加熱板(35)。容器可通過本領域已知的那些部件包括但不限于通過傳送裝置被帶到和帶離施
Ztd農且ο在另一個實施方案中，所述設備可包括壓力標簽施用裝置(未示出)。非限制性實例包括US 4585505和US 5306375中所描述的那些。第三惰輪設備(1)可包括第三惰輪(43)，其優選地包括第四輥0 (優選地低慣性輥)。第三惰輪^幻導引熱標簽幅材(7)(即，其中熱標簽(未示出)被移除的熱轉印標簽(3))進入幅材冷卻器G7)。當熱標簽施用裝置(39)以線性運動移動一將標簽施用到容器上時，第三惰輪^幻確保熱標簽幅材(7)進入幅材冷卻器G7)的導料角是恒定的。第四輥0 相應地類似前面所述的第三低慣性輥、第二低慣性輥和第一低慣性輥(32，29 和 17)。幅材冷卻器所述設備(1)可包括幅材冷卻器07)。幅材冷卻器07)用來冷卻由第三惰輪 (43)所導引的熱標簽幅材(7)。通過冷卻熱標簽幅材(7)，在熱標簽幅材(7)上可發現的蠟和其它材料將不在設備或設備(1)的組件上脫離(或至少緩和可能脫離的程度)。一個目標將是使熱標簽幅材⑵冷卻到約95°C以下，優選地約85°C以下的溫度。在一個實施方案中，幅材冷卻器07)包括冷空氣吹風機(未示出)，其在熱標簽幅材具有所連結的熱標簽的一側以約1. 13m3/min的速率以約_10°C的溫度吹風。在另一個實施方案中，幅材冷卻器07)包括冷卻板G9)(包括例如鋁，與熱標簽幅材(7)不包括熱標簽的另一側相接觸)。幅材冷卻器G7)可從Part #3103^18從 McMaster Carr(Atlanta, GA)商購獲得。幅材冷卻器07)通過快速釋放夾鉗或類似的裝置進行連結以使轉換時間(即，從熱貼標工藝轉換到壓力貼標工藝)最小化。當然，幅材冷卻器G7)可被簡化，在壓力貼標工藝期間關閉。第二輥隙設備(1)包括第二輥隙(51)(非常像第一輥隙07))，其具有第五輥(5 (優選地低慣性輥)和第三伺服馬達驅動輥( )，其中熱標簽幅材(7)或壓力轉印標簽位于其中間。第五輥(5 相應地類似前面所述的第一輥、第二輥、第三輥和第四輥(17，四，32， 45，53)。第三伺服馬達驅動輥(55)的伺服馬達(未示出)相應地類似于前面所述的第一伺服馬達驅動輥和第二伺服馬達驅動輥(17，29)的馬達，因為第三伺服馬達類似地鏈接到PLC(未示出)。PLC可用來調整第三伺服馬達驅動輥(5 的速度和/或扭矩。第三伺服馬達驅動輥(55)包括聚氨酯外涂覆輪轂，其類似如前所述的第二伺服馬達傳動軸(33)的輪轂。熱標簽幅材(7)穿過第五輥(3 和第三伺服馬達驅動輥(5 的輥中間。與第一輥隙(XT)類似，第五低慣性輥(3 和第三伺服馬達驅動輥(5 的主軸“交咬”其間的熱標簽幅材(7)(或壓力轉印標簽)。一個氣缸(未示出)推動第五輥(5 抵靠第三伺服馬達驅動輥(55)，從而提供輥隙壓力。第三伺服馬達驅動輥(5 處于固定位置。氣缸和輥隙壓力的實例如前面在第一輥隙07)中所述。第二輥隙(51)的第三伺服馬達(像第二伺服馬達但不同于第一伺服馬達)通過 PLC被操作“前進”，即迫使熱標簽幅材(7)在貼標工藝中向前或向上游移動以及向后移動。 不受理論的束縛，使第三伺服馬達向后運行從第二輥隙(51)提供張力給熱轉印標簽(3)和熱標簽幅材(7)上游。第二輥隙是設備(1)中的電子凸輪輪廓的第三種和最后一種。如前所述，PLC協調這種凸輪和另外兩種凸輪(以及前面所述的變量)。第二真空箱設備⑴包括使從第二輥隙(51)(或其它此類上游組件)接收的熱標簽幅材(7) 真空化的第二真空箱(57)，或者第二真空箱(57)使從第二卷繞機(7 接收的壓力轉印標
簽真空化。在熱貼標工藝期間，使位于第二真空箱(57)上游的熱標簽幅材(7)經受動態運動。第二真空箱(57)將上游組件/工藝的這種運動與下游熱標簽幅材(7)重新卷繞步驟 (下文所討論的)脫離。換句話講，第二真空箱(57)允許重新卷繞工藝是不斷轉向換位的工藝。典型的真空度范圍將是前面對于第一真空箱(19)所述的那些范圍。類似地，第二真空箱(57)也可包括第二后壁(59)、第三側壁(61)和第四側壁(6 ；其中相應的第三側壁和第四側壁(61，63分別地)大致彼此平行；并且其中第三側壁和第四側壁(61，6；3)大致垂直于第二后壁(59)。第二真空箱(57)的第二后壁(59)也可包括真空軟管在此處進行連結(未示出)的第二真空開口(69)以吸引熱標簽幅材(7)朝向第二后壁(59)(通過真空馬達)。第二頂壁0 和第二底壁04)將熱標簽幅材(7)包封在第二真空箱(57)內部。第二真空箱(57)的真空馬達和壁(59，61，63，65，67)的尺寸/規格為如前面對于第一真空箱(19)所描述的那些。控制第二真空箱(57)的熱標簽幅材(7)的張力的方法與對于第一真空箱(19)中熱轉印標簽所描述的方法基本上相同。測量和記錄第二真空箱 (57)的熱標簽幅材(7)的距離的方法與對于第一真空箱(19)中的熱轉印標簽所描述的方法基本上相同。使第二真空箱(57)中抵靠熱標簽幅材(7)的摩擦最小化的方法理想地被減小與對于第一真空箱(19)中熱轉印標簽C3)所描述的方法基本上相同。第四惰輪設備(1)可包括第四惰輪(71)，其優選地包括第六輥(7 (優選地低慣性輥)。第四惰輪(71)導引熱標簽幅材(7)從第二真空箱(57)離開到第二卷繞機(75)(下文所討論的)。作為另外一種選擇，另一個惰輪(71)導引從第二卷繞機(7 退繞的壓力轉印標簽。第六輥(7 相應地類似前面所述的第一輥、第二輥、第三輥、第四輥和第五輥(17,29,32,45,53)。第二卷繞機設備(1)可包括第二卷繞機(7 。第二卷繞機(7 將熱標簽幅材(7)卷繞成熱標簽幅材輥(77)。作為另外一種選擇，第二卷繞機(7 從壓力轉印標簽輥(10)上退繞壓力轉印標簽。第二卷繞機(75)包括熱標簽幅材輥(77)功能地連結到其上的第四伺服馬達傳動軸(79)。第二卷繞機(7 也可包括連接到第四伺服馬達傳動軸(79)的第二主軸的第四伺服馬達(未示出)。第四伺服馬達施加張力來卷繞熱標簽幅材(7)以便控制其中將熱標簽幅材(7)卷繞成熱標簽輥(77)的速度，從而控制熱標簽幅材(7)在熱貼標工藝中校正的速度。(第二卷繞機(7 )的第四伺服馬達也可鏈接到協調沿著設備的各個點位的數據的PLC上(m以控制特別是貼標工藝的速度)。熱標簽幅材輥(77)的直徑增大可需要通過調整第四伺服馬達的速度和/或扭矩在貼標工藝中被計算出。PLC可用來調節該速度和 /或扭矩。貼標諫度在一個實施方案中，所述設備每分鐘貼標約1至約350個容器，或者每分鐘約50 至約150個容器，或者每分鐘約150至約350個容器，或者每分鐘約250至約300個容器； 或者所述設備每分鐘貼標容器多于100個容器，或者每分鐘多于150個容器，或者每分鐘多于200個容器，或者多于250個容器，或者每分鐘多于300個容器。在另一個實施方案中， 所述設備以恒定速率貼標容器和/或減慢容器貼標速度而不停止，甚至基本上停止貼標工藝。本文所公開的量綱和值不旨在被理解為嚴格地限于所述的精確值。相反，除非另外指明，每個這樣的量綱是指所引用的數值和圍繞該數值的功能上等同的范圍。例如，公開為“40mm”的量綱旨在表示“約40mm”。除非明確排除或換句話講有所限制，本文中引用的每個文件，包括任何交叉引用或相關專利或專利申請，均據此以引用方式全文并入本文。對任何文獻的引用均不是承認其為本文公開的或受權利要求書保護的任何發明的現有技術、或承認其獨立地或以與任何其它一個或多個參考文獻的任何組合的方式提出、建議或公開任何此類發明。此外，如果此文獻中術語的任何含義或定義與任何以引用方式并入本文的文獻中相同術語的任何含義或定義相沖突，將以此文獻中賦予那個術語的含義或定義為準。盡管舉例說明和描述了本發明的特定實施方案，但是對本領域的技術人員顯而易見的是，在不脫離本發明的實質和范圍的情況下可作出許多其它的改變和變型。因此，所附權利要求旨在涵蓋處于本發明范圍內的所有這些改變和變型。
權利要求
1.一種用于給容器貼標的設備(1)，所述設備包括(a)能夠從熱轉印標簽輥(11)退繞熱轉印標簽C3)的第一卷繞機(9)，其中，所述熱轉印標簽包括可釋放地固定到熱標簽幅材(7)的熱標簽；(b)熱惰輪(33)，所述熱惰輪包括沿著路徑固定的輥(32)，其中，所述輥沿著所述路徑是可移動的以調整相對于加熱表面(37)的距離，所述輥卷取退繞的熱轉移標簽以限定所述熱轉印標簽( 抵靠加熱表面的加熱接觸長度；所述加熱接觸長度取決于所述輥沿著所述路徑的位置；(c)能夠將所述可釋放地固定的熱標簽施用到容器以提供熱貼標的容器的熱標簽施用裝置(39)。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述路徑基本上垂直于所述加熱表面。
3.如前述任一項權利要求所述的設備，其特征在于，所述路徑包括相對于所述加熱表面約0. Icm至約IOOcm的距離。
4.如前述任一項權利要求所述的設備，其特征在于，所述路徑包括相對于所述加熱表面約Icm至約IOcm的距離。
5.如前述任一項權利要求所述的設備，其特征在于，所述路徑基本上垂直于所述加熱表面，并且所述路徑包括相對于所述加熱表面約Icm至約30cm的距離。
6.如前述任一項權利要求所述的設備，其特征在于，所述熱惰輪還包括伺服線性馬達， 所述伺服線性馬達能夠沿著所述路徑移動所述輥。
7.如前述任一項權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括第一輥隙(27)， 所述第一輥隙包括第二輥09)和第二伺服馬達驅動輥(31)，所述第二輥09)和第二伺服馬達驅動輥(31)能夠在所述第二輥和所述第二伺服馬達驅動輥之間交咬所述熱轉印標簽，所述熱轉印標簽是從所述第一卷繞機接收的。
8.如前述任一項權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括第二輥隙(51)， 所述第二輥隙包括能夠交咬熱標簽幅材的第五輥(5 和第三伺服馬達驅動輥(55)，所述熱標簽幅材是從將所述熱標簽施用到容器的熱標簽施用裝置接收的。
9.如前述任一項權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括冷卻器(47)，所述冷卻器能夠冷卻來自將所述熱標簽施用到容器的熱標簽施用裝置的熱標簽。
10.一種給容器貼標的方法，所述方法包括以下步驟(a)從熱轉印標簽輥(11)退繞熱轉印標簽(3)，其中，所述熱轉印標簽包括可釋放地固定到熱標簽幅材的熱標簽；(b)沿著沿路徑所固定的熱惰輪(3 的輥卷取退繞的熱轉印標簽；(c)沿著加熱板(3 的加熱表面(37)加熱從所述熱惰輪的輥卷取的熱轉印標簽，其中，所述熱轉印標簽沿著所述加熱表面通過的距離包括加熱接觸長度；(d)沿著所述路徑移動所述熱惰輪的輥以改變所述加熱接觸長度；以及(e)將所述可釋放地固定的熱標簽施用到容器以提供貼標的容器。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述加熱接觸長度為約Omm至約 1，000mm。
12.如權利要求10-11中任一項所述的方法，其特征在于，沿著所述路徑移動所述熱惰輪的輥以改變所述加熱接觸長度在約0. 01秒至約5秒內被完成。
13.如權利要求10-12中任一項所述的方法，其特征在于，所述熱惰輪的輥沿著所述路徑移動的距離為約Icm至約IOcm ；所述加熱接觸長度為約Omm至約3，OOOmm ；并且沿著所述路徑移動所述熱惰輪的輥以改變所述加熱接觸長度在約0. 1秒至約3秒內被完成。
14.如權利要求10-13中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在第一真空箱(19)中真空化從所述第一卷繞機退繞的所述熱轉印標簽的步驟。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在第二真空箱(57)中真空化從給所述容器貼標接收的熱轉印幅材的步驟。
全文摘要
本發明公開了使用沿著某一路徑可移動的熱惰輪在容器的熱貼標過程中提供速度和靈活性。
文檔編號B65C9/25GK102421671SQ201080021431
公開日2012年4月18日 申請日期2010年5月6日 優先權日2009年5月13日
發明者A·特克利布, G·J·布羅亞德, J·L·德布魯勒 申請人:寶潔公司