用于从膜移除油墨的方法和系统与流程

本申请要求2012年12月21日申请的名称为“用于从膜移除油墨的方法和系统(methodandsystemforremovinginkfromfilms)”的美国专利申请序列号13/725,817的申请日权益，所述美国专利申请的内容通过引用结合在此。

本公开的实施例涉及化学处理，诸如对用于包装或贴标签的柔性膜(例如，聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯膜、铝膜和其它膜)的处理。

背景技术

聚合物膜、金属膜和金属化聚合物膜具有各种属性，所述各种属性可使其作为包装材料或贴标签材料使用。例如，这些膜可能重量轻、结实、不透液体和气体、透明、可印刷、有柔性、可折叠、可熔化和/或可热缩。膜通常形成为薄片且被卷绕供处理、运输和储存。

可在膜上印刷各种油墨以提供信息、装饰等。例如，可通过将膜展开、对展开的膜进行电晕处理(通过暴露于低温等离子体进行表面改性)，将油墨施加至处理过的膜并将膜卷绕至另一个辊子来对聚合物膜卷进行印刷。印刷通常在高速印刷机械中发生，所述印刷机械每分钟能够处理100线性英尺(30.4米)的塑料膜或更多。

印刷错误(例如，标签中的排字错误、超印、对齐错误、颜色不正确等)可能会造成很大损失，因为在发现错误并中断印刷之前可能处理了大量的膜。行业中需要更高速的印刷设备，因为其允许更高的产出；但在出现错误时，更高速的印刷可相应产生更大量的印错的膜。印错的膜通常作为废品出售，价格仅为原始膜价格的一小部分。可将这些膜熔化并回收利用，但是此工艺可能会成本高昂且存在环境问题。因此，印刷错误可能会造成很大损失且具有破坏性，尤其当高速印刷设备出现印刷错误时。已经进行了各种尝试来开发从膜有效地移除油墨的方法。例如，2004年5月19日公开的并且名称为“procédéderecyclagedesupportd’impressionimprimédetypefilmplastiqueetinstallationpourlamiseenoeuvreduditprocédé”的欧洲专利说明书ep1414829a1描述一种脱墨工艺，其中同时或依次将塑料膜浸入洗涤剂组合物中并使用刷子进行擦拭。1995年4月6日公开的并且名称为“借助于电晕放电的表面处理(treatmentofsurfacesbycoronadischarge)”的国际专利申请公开wo95/09256描述一种表面清洁工艺，所述表面清洁工艺可用于金属薄片或箔纸。使用放电来从此种金属膜移除油脂或油墨。2006年3月16日公开的并且名称为“可抹除油墨、抹除包括可抹除油墨的图像的方法以及使用所述抹除方法回收记录介质的方法(erasableink,methodoferasingimageincludingthesame,andmethodofrecyclingrecordingmediumusingtheerasingmethod)”的国际专利申请公开wo2006/028263a1描述一种可抹除油墨，所述可抹除油墨可印刷到记录介质上。可通过暴露于氧化气体来从记录介质移除油墨，所述氧化气体诸如是借助于电晕放电所产生的氧化气体。1997年4月22日发布的并且名称为“用于使记录介质再生的装置(apparatusforregeneratingrecordingmedium)”的美国专利5,621,939描述用于从高射投影机胶片移除墨粉的方法，做法是将胶片浸入清洁液体中以使墨粉膨胀，然后利用刷子或布带移除胀开的墨粉。然后对胶片进行干燥、加热和压光处理。

技术实现要素：

本发明描述一种从柔性膜移除油墨的方法。所述方法包括：从第一膜卷移除膜并将所述膜馈送至处理系统中；将所述膜暴露于清洁组合物；以及从所述膜刮去所述清洁组合物。所述方法包括：使膜和清洁组合物经过邻近于第一非磨蚀性布之处，以将清洁组合物涂抹到膜的宽度上；以及使膜和清洁组合物经过邻近于至少一个额外的非磨蚀性布之处，以在从膜刮去清洁组合物之前从膜擦去油墨。所述方法可连续操作，以清洁整个柔性膜卷。

一种用于从柔性膜移除油墨的系统包括：用于从第一膜卷移除膜并将所述膜馈送至系统中的装置；至少一个喷嘴，其配置成将膜的第一面暴露于清洁组合物；以及刀片，其配置成从膜的第一面刮去清洁组合物。此系统包括：第一非磨蚀性布，其配置成将清洁组合物涂抹到膜的第一面的宽度上；以及至少一个额外非磨蚀性布，其配置成在从膜刮去清洁组合物之前从膜的第一面擦去油墨。此系统通常进一步包括用于在油墨移除之后将膜连续地卷绕回到膜卷中的装置，但是可能替代地包括用于在油墨移除之后重新印刷膜的装置。

附图说明

图1为图解说明用于从膜移除油墨的系统和工艺的简化示意图；

图2为图1的一部分的放大细节视图；以及

图3示出图1中示出的系统的非磨蚀性布的细节。

具体实施方式

本文所公开的用于从柔性膜移除油墨的工艺和机器包括：从第一膜卷展开膜；将膜暴露于清洁组合物；从膜刮去清洁组合物；以及将膜卷绕至第二膜卷上。所述工艺包括：使膜和清洁组合物经过邻近于第一非磨蚀性布之处；以及在从膜刮去清洁组合物之前将膜和清洁组合物进过邻近于至少一个额外的非磨蚀性布之处。所述非磨蚀性布涂抹清洁组合物，和/或从膜擦去油墨和清洁组合物。

如本文所使用，术语“膜”表示且包括厚度小于约1mm且宽度为至少约10cm的聚合物材料、金属材料或金属化聚合物材料。本文所公开的工艺中可能使用的聚合物膜包括例如：聚酯(例如，双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(bopet))、聚乙烯(例如，高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)或乙烯-乙烯醇聚乙烯树脂(evohpe))、聚丙烯(例如，拉伸聚丙烯(opp)、双向拉伸聚丙烯(bopp)或流延聚丙烯(cpp))、聚氯乙烯(pvc)等。本文所公开的工艺中可能使用的金属膜包括例如：铝、铜或锡。本文所公开的工艺中可能使用的金属化聚合物膜包括例如：涂覆有金属(例如，铝)薄层的聚合物膜。

如本文所使用，术语“柔性”表示且包括能够反复弯曲或挠曲而不会发生结构损坏。例如，连续柔性材料可以在连续过程中沿辊子展布，并且辊子可使柔性材料弯曲，以使得柔性材料的不同部分各自同时在不同方向上行进。

如本文所使用，术语“油墨”表示且包括配制用于粘结至膜的不透明材料或透明材料。油墨包括例如：溶剂基油墨、水基油墨、电子束固化油墨、紫外光固化油墨和双组份油墨。

图1中示出用于从柔性膜102移除油墨的系统100的简化(侧视)示意图，且系统100还图解说明移除油墨的方法。在系统100中，膜102从第一膜卷104展开。膜102在辊子106上方、下方或之间传递，所述辊子106配置成允许膜102在油墨移除工艺期间连续传递通过系统100。辊子106还配置成引导膜102通过系统100，以及在处理膜102的同时维持膜102上的张力。辊子106向上引导膜102，并且一对辊子106使所述膜弯曲，以使得膜在油墨移除期间向下行进。

如图2所示，图2为图1的一部分的放大细节视图，清洁组合物108通常在膜102已经在两个或两个以上辊子106上方、下方或之间传递以将膜102引至靠近喷嘴110的位置之后通过第一组喷嘴110施加至膜102。第一组喷嘴110可包括跨越膜102的宽度均匀隔开的一排或多排喷嘴，但是可替代地为邻近膜102的单个通道开口。喷嘴110可由经选择用于避免当暴露于清洁组合物108时腐蚀的材料形成，或可涂覆有经选择用于避免腐蚀的材料。例如，喷嘴110可涂覆有聚氨酯，或可由陶瓷形成。在一些实施例中，喷嘴110可包括喷嘴阵列，各喷嘴通常具有小于约1mm、小于约500μm或甚至小于约200μm的直径。

清洁组合物108借助于第一非磨蚀性布112或其它软质材料涂抹到膜102的宽度上。第一非磨蚀性布112可设置成邻近喷嘴110，以使得在施加清洁组合物108至膜102之后，几乎立刻将清洁组合物108涂抹到膜102上。例如，第一非磨蚀性布112可设置在离喷嘴110十(10)cm内，设置在离喷嘴110五(5)cm内，或甚至设置在离喷嘴110一(1)cm内。第一非磨蚀性布112可固定至支架或支柱113，以使得在第一非磨蚀性布112的上部部分与膜102之间形成v型间隔或空隙，但是第一非磨蚀性布112的下部部分抵靠在膜102上，二者之间有清洁组合物108的薄层。膜102经过第一非磨蚀性布112之后，清洁组合物108可近似均匀地涂抹到膜102的宽度上。清洁组合物108所涂抹的宽度可能为膜102的整个宽度，或可能仅为膜102的宽度的一部分。例如，膜102的各边缘处可能存在未涂抹有清洁组合物108的部分，诸如膜102的不具有油墨的部分，或膜102上将需要保留油墨的部分。在一些实施例中，膜102的一部分可保持未涂覆清洁组合物108，以限制或防止清洁组合物108与辊子106接触。

清洁组合物108可为商用清洁组合物或工业清洁组合物，具有表面活性剂、萜烯、水、溶剂和乳化剂中的一种或多种。如本文所使用，术语“表面活性剂”表示且包括具有疏水基和亲水基二者的化合物。表面活性剂可为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂或两性离子表面活性剂或其组合。表面活性剂的示例包括但不限于肥皂、磺酸盐、硫酸盐、羧酸盐、磷酸酯、磷酸盐、月桂酸盐、季铵盐洗涤剂等。在一些实施例中，可能使用包括d-柠檬烯的清洁组合物，诸如1981年11月18日公开的且名称为“含有d-柠檬烯的清洁剂(cleanserscontainingd-limonene)”的英国专利说明书1603047中所描述的那些清洁组合物。可选择无磨蚀性材料的清洁组合物108，所述清洁组合物108可限制或防止在油墨移除工艺期间对膜102的刮擦或扯裂。

第一非磨蚀性布112通常为编织或非编织的微纤维布。可对第一非磨蚀性布112进行选择以限制或防止在油墨移除工艺期间对膜102的刮擦或扯裂。例如，第一非磨蚀性布112可为如2006年1月4日授权的且名称为“超细微纤维非编织网(superfinemicrofibernonwovenweb)”的欧洲专利说明书1314808中所描述的布。图3示出第一非磨蚀性布112的细节。第一非磨蚀性布112可具有布置成排300的材料圈或材料线，排300之间具有间隔或间隙302。第一非磨蚀性布112可在系统100(图1)中取向，以使得排300与间隔或间隙302形成与膜102的行进方向平行取向的平行通道。因此，随着膜102经过第一非磨蚀性布112，清洁组合物108的一部分可通过间隔或间隙302行进到邻近于第一非磨蚀性布112之处。在此种取向中，第一非磨蚀性布112的材料排300和间隔或间隙302趋向于将清洁组合物108在膜102上涂抹成相对均匀的涂层。如果清洁组合物108跨越第一非磨蚀性布112的整个宽度施加到膜102上，那么清洁组合物108趋向于覆盖膜102的经过第一非磨蚀性布112的整个部分。

回到图1，清洁组合物108可在膜102向下行进的位置处施加至膜102。在此种布置中，受到膜102的向下运动和重力二者的驱动，清洁组合物108沿膜102向下流动。膜102的速度、第一非磨蚀性布112与后续处理特征之间的距离以及清洁组合物108的粘度可选择，以使得膜102暴露于清洁组合物108一段选定的时间。例如，膜102可暴露于清洁组合物108一段时间，所述一段时间从约0.1s(秒)至约六十(60)s，诸如从约一(1)s至约十(10)s。清洁组合物108移除油墨的能力可取决于膜102暴露于清洁组合物108的时间。

膜102初次暴露于清洁组合物108之后，可在膜102向下行进的同时将额外的清洁组合物108借助于额外的一组喷嘴114施加至膜102。膜102然后经过邻近于额外的非磨蚀性布116之处。额外的非磨蚀性布116可与如上所述的第一非磨蚀性布112类似，但是可设置成大致上平行于膜102的行进方向。例如，额外的非磨蚀性布116可部分围绕块状物包裹，并且膜102可沿块状物表面传递。额外的非磨蚀性布116随着膜102经过额外的非磨蚀性布116从膜102擦去油墨。

清洁组合物108的另一部分(例如，清洁组合物108的第三部分)可通过另一组喷嘴114(例如，第三组喷嘴)，接着可以是另一非磨蚀性布116施加至膜102。清洁组合物108接着是非磨蚀性布116的顺序可视需要重复多次，以从膜102充分地移除油墨。在清洁组合物108的施加期间，膜102可继续在大体向下的方向上行进。例如，并且如图1中示出，系统可包括四组喷嘴110、114，以及四个非磨蚀性布112、116。第一非磨蚀性布112可配置成主要用于涂抹清洁组合物108，并且额外的非磨蚀性布116可配置成主要用于从膜102移除(例如，擦去、擦掉、刮去等)油墨。

从膜102擦去油墨之后，辊子106将膜102弯曲至水平方向，并且静止刀片118将清洁组合物108和从膜102脱落的油墨材料刮到收集容器120中。当膜102处于水平取向时，清洁组合物108和脱落的油墨材料可从刀片118落下并沿斜坡向下流到收集容器120中。泵122使清洁组合物108反向再循环穿过喷嘴110、114。收集容器120或泵122可包括用于将油墨材料与清洁组合物108分离的装置。例如，收集容器120可足够大，以使得油墨材料可基于密度从清洁组合物108沉淀。在一些实施例中，泵122可包括用于从清洁组合物108移除油墨材料的过滤器。

利用清洁组合物108擦拭膜102之后，可利用另一清洁组合物124再次对膜102进行擦拭。一个或多个辊子106可将膜102弯曲成向下行进的垂直方向。清洁组合物124借助于一组喷嘴126，接着是另一非磨蚀性布128施加至膜102。清洁组合物124接着是非磨蚀性布128的顺序可视需要重复多次，以从膜102充分地移除油墨，并且可在膜大致向下行进的同时执行。例如，并且如图1中示出，系统可包括一组喷嘴126，以及一个非磨蚀性布128。

辊子106将膜102弯曲回到水平方向，并且另一静止刀片130将清洁组合物124和从膜102脱落的油墨材料刮到收集容器132中。当膜102处于水平取向时，清洁组合物124和脱落的油墨材料可从刀片130落下并沿斜坡向下流到收集容器132中。泵134使清洁组合物124反向再循环穿过喷嘴126。收集容器132或泵134可包括用于将油墨材料与清洁组合物124分离的装置。例如，收集容器132可足够大，以使得油墨材料可基于密度从清洁组合物124沉淀。在一些实施例中，泵134可包括用于从清洁组合物124移除油墨材料的过滤器。

清洁组合物124可与如上所述的清洁组合物108类似。然而，可保持清洁组合物124与清洁组合物108分离，以使得随着膜102传递通过系统100，膜102逐步与液体清洁剂接触。因为在施加清洁组合物124之前已经对膜102进行擦拭以移除一些油墨，所以清洁组合物124可保持得比用于初次清洁的清洁组合物108干净。系统100已运行一段时间之后，可使用清洁组合物124替换清洁组合物108的全部或一部分，并且可使用新的清洁组合物(例如，原始清洁组合物或已经纯化的清洁组合物)替换清洁组合物124。

利用清洁组合物124擦拭膜102之后，可利用溶剂136对膜102进行清洗，所述溶剂136诸如酒精、乙醚、氯化物溶剂、水或其任何组合。例如，溶剂136通常为液体，并且可包括异丙醇、甲醇、乙醇、水和/或去离子水。一个或多个辊子106可将膜102再次弯曲成向下行进的垂直方向。溶剂136借助于一组喷嘴138，接着是另一非磨蚀性布140施加至膜102。溶剂136接着是非磨蚀性布140的顺序可视需要重复多次，以从膜102充分地移除油墨和清洁组合物，并且可在膜大致向下行进的同时执行。例如，并且如图1中示出，系统可包括一组喷嘴138，以及一个非磨蚀性布140。

辊子106将膜102弯曲回到水平方向，并且另一静止刀片142刮擦膜102以移除溶剂136、清洁组合物和油墨，移除的溶剂136、清洁组合物和油墨收集在收集容器144中。当膜102处于水平取向时，溶剂136、清洁组合物和脱落的油墨材料可从刀片142落下并沿斜坡向下流到收集容器144中。溶剂泵146使溶剂136反向再循环穿过喷嘴138。收集容器144或溶剂泵146可包括用于将油墨材料和清洁组合物与溶剂136分离的装置。例如，收集容器144可足够大，以使得油墨材料和清洁组合物可基于密度从溶剂136沉淀。在一些实施例中，溶剂泵146可包括用于从溶剂136移除油墨材料或清洁组合物的过滤器。

可选择具有低沸点的溶剂136，以使得在膜102经过刀片142之后残留在膜102上的任何溶剂136在环境温度下快速蒸发。因此，经过刀片142之后，膜102可能是干燥的或近似干燥(也就是，无溶剂)。

膜102可在暴露于清洁组合物108、124和溶剂136期间以及在接触非磨蚀性布112、114、128、140之前向下行进。在一些实施例中，膜102的向下总行程可在2m与20m之间，诸如在约3m与10m之间。例如，从第一清洁组合物108被施加至配置成从膜102移除溶剂136的刀片142时开始，膜102可在系统100中向下行进总计约5m。

经过刀片142之后，膜102可连续传输至第二(机动)膜卷148，以用于在印刷工艺中重新使用。将膜102卷绕到第二膜卷148上之后(例如，已经完成所述特定膜102的清洁工艺之后)，第二膜卷148可运输至储存位置、运输至印刷系统、运输至切割系统等。第二膜卷148可提供驱动力以沿着膜102穿过系统100的路径拉动膜102。

刀片118、130、142将力均匀地施加到膜102的宽度上，以便从膜102移除油墨、清洁组合物108、124和溶剂136。刀片118、130、142可由聚合物材料或金属材料形成，并且可通过铸造、压制、模制、冲压等形成。可对刀片118、130、142的设计进行选择以达到任何选定的刚度，从而促进从膜102移除油墨、清洁组合物108、124和溶剂136。可对刀片118、130、142进行选择，以使其宽度近似等于膜102的需清洁的宽度，如果并非全部宽度均需清洁，则近似等于膜102的一部分的宽度，或大于膜102或需清洁的部分的宽度。在一些实施例中，刀片118、130、142可由模制聚氨酯形成。

在一些实施例中，膜102的边缘可保持油墨材料。例如，为了避免污染辊子106或其它工艺设备，清洁工艺期间可不将清洁组合物108、124涂抹到膜102的边缘。在此种实施例中，清洁工艺之后可对膜102的一个或两个边缘的一部分诸如通过本领域中已知的常规切片技术进行切片。例如，可从膜102的一个边缘或各边缘切下近似一(1)mm、二(2)mm、五(5)mm、十(10)mm或甚至二十(20)mm的材料。

在一些实施例中，系统100可与如本领域中已知的且本文中未详细描述的印刷系统联接，以使得系统100为印刷系统提供连续的清洁柔性膜102供给。在此种实施例中，如果传递通过系统100的膜102供给预期始终满足印刷系统的需要，则可任选地省略第二膜卷148。在此种实施例中，印刷系统可提供驱动力，以拉动膜102通过系统100。

系统100包括足够的辊子106用于维持膜102上的张力。膜102上的张力允许非磨蚀性布112、116、128、140和刀片118、130、142在膜102上施加力。辊子106还维持膜102的行进方向。可改变辊子106、非磨蚀性布112、116、128、140和/或刀片118、130、142的放置，以改变膜102上的力量(例如，张力)。例如，可增加张力以清洁经重彩印刷的膜或具有相对较强的粘结油墨的膜，或可降低张力以清洁相对较薄或较弱的膜而不会出现破裂或扯裂。

系统100还包括各种控件，所述各种控件是本领域中已知的并且本文中未详细描述。例如，系统100可包括电动机、阀门、弹簧、传感器、计算机控件等。在一些实施例中，系统100的各部分可封闭，诸如以收集溶剂136的一部分蒸汽或保护工人免受移动部件或有害材料的伤害。

系统100可操作用于连续地处理柔性膜，以从所述柔性膜移除油墨。例如，系统100可操作用于以至少50线性米膜/分钟(50m/min)、100m/min、200m/min或甚至500m/min进行处理。

如所示出和描述的系统100配置成从膜102的单面移除油墨。也就是说，清洁组合物108、124、溶剂136、非磨蚀性布112、114、128、140和刀片118、130、142可全部与膜102的同一面接触。为了从膜102的两面清除油墨，可将膜102传递通过系统100两次，或连续通过两个系统100。或者，清洁系统可包括以与所示和所述相同的方式配置的额外喷嘴、非磨蚀性布、刀片、辊子等，以在将膜102卷绕到第二膜卷148上之前或之后从相反的一面移除油墨。可依次清洁膜102的两面(例如，先大致清洁一面，然后再将清洁组合物施加至另一面)或同时清洁膜102的两面(例如，将清洁组合物同时施加至两面)。

示例

宽度为约1.0m的透明的、柔性的、双向拉伸聚丙烯(bopp)膜卷在一个表面上印刷有图案，以至于约75％的这个表面上附着油墨。在诸如图1所示系统100的系统中处理bopp膜。将包括d-柠檬烯和水的清洁溶液施加至bopp膜，并且借助于微纤维布涂抹到bopp膜的印刷表面的大致整个宽度上。在将额外的清洁溶液施加至bopp膜的印刷表面之前，膜以大约100m/min向下行进大约1.5m。继续其向下路径，bopp膜的印刷表面经过第二微纤维布，所述第二微纤维布从bopp膜擦去一些油墨。将额外的清洁溶液施加至bopp膜的印刷表面，并且第三微纤维布擦去更多的油墨。将额外的清洁溶液施加至bopp膜的印刷表面，并且第四微纤维布从bopp膜擦去更多的油墨。经过辊子之后，bopp膜水平行进，并且然后借助于第一聚氨酯刀片从bopp膜移除清洁溶液和脱落的油墨。将清洁溶液与油墨分离，并在系统内再循环。

bopp膜再次向下垂直行进，与此同时将另一清洁溶液施加至bopp膜。第五微纤维布从bopp膜擦去油墨。经过辊子之后，bopp膜水平行进，并且然后借助于第二聚氨酯刀片从bopp膜移除清洁溶液和脱落的油墨。将清洁溶液与油墨分离，并在系统内再循环。

bopp膜再次向下垂直行进，与此同时将由70％的异丙醇和30％的水组成的溶液施加至bopp膜。第六微纤维布擦拭bopp膜。经过辊子之后，bopp膜水平行进，并且借助于第三聚氨酯刀片从bopp膜移除由乙醇和水组成的溶液、残留的清洁溶液和脱落的油墨。将由乙醇和水组成的溶液与油墨分离，并在系统内再循环。清洁工艺期间，bopp膜的向下总行程为约5m。

将bopp膜再次卷绕用于后续重新印刷和重新使用。所述工艺从bopp膜的印刷表面移除大致所有油墨，在bopp膜的边缘处留下淡色油墨，所述淡色油墨视情况通过切片移除。bopp膜大致上无油墨或清洁溶液残留。通过从bopp膜移除油墨，bopp膜可适合于在包装产品时重新使用，而不是通过将bopp膜熔化而回收利用。例如，bopp膜可足够干净，能够用于包装食品。

一旦获悉本公开，本领域的普通技术人员将能够利用市场上容易买到的组件(例如，电动机、膜卷、泵和喷嘴)制作所述系统。