模內(nèi)貼標技術(shù)在國外的應(yīng)用已經(jīng)有相當長的時間了，其模內(nèi)標簽的制作和模內(nèi)貼標機的生產(chǎn)應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。模內(nèi)標簽(InMouldLabe1)是一種有別于傳統(tǒng)標簽包裝的全新標簽包裝形式，他的出現(xiàn)給標簽包裝帶來非常重大的革新。模內(nèi)標簽在歐美一些國家已經(jīng)風行了多年，目前世界發(fā)達國家已有一半以上的產(chǎn)品使用了模內(nèi)貼標技術(shù)。
模內(nèi)貼標系統(tǒng)主要用于吹塑產(chǎn)品。模內(nèi)貼標技術(shù)，是把經(jīng)過特殊工藝制造的商標(模內(nèi)標簽)利用模內(nèi)貼標機在塑料中空制品吹制的同時放人吹模模腔內(nèi)，經(jīng)過高溫高壓的作用使貼標和中空產(chǎn)品吹制同步完成，與傳統(tǒng)的不干膠標簽貼標方式相比簡化了生產(chǎn)工藝過程，從而大大提高了生產(chǎn)率。
模內(nèi)標簽的優(yōu)點是標簽與塑料制品為同一類型塑料樹脂，在模內(nèi)高溫下可以熔合為一體，結(jié)合自然，具備防水、防油、防霉等特性，在各種惡劣環(huán)境下，不易脫落，而且商標更美觀。再者，標簽與制品可以同時回收，簡化了再生過程，兼顧了環(huán)境保護，這與國內(nèi)國際現(xiàn)行倡導(dǎo)的環(huán)保主題是相一致的。并且由于模內(nèi)貼標系統(tǒng)(包括模內(nèi)標簽的制作和模內(nèi)貼標機應(yīng)用)相對來說比較復(fù)雜，也減少了造假的可能性，這就給追求質(zhì)量、追求品質(zhì)、追求品牌的塑料包裝制品的用戶廠家提供了非?？煽康钠放票Ｗo手段，因此，應(yīng)用模內(nèi)貼標技術(shù)生產(chǎn)的中空包裝制品越來越受到廣大用戶的喜愛。模內(nèi)標簽在國內(nèi)市場上經(jīng)過最近一兩年觀望后，終于開始了規(guī)模的應(yīng)用，吸引了越來越多的業(yè)內(nèi)人士及最終用戶的關(guān)注。
以往配有進口模內(nèi)貼標系統(tǒng)的吹塑機比普通吹塑機要貴3O一4o％。價格瓶頸使廣大用戶望而卻步，在一定程度上遲滯了模內(nèi)貼標技術(shù)的推廣速度。目前，經(jīng)過國內(nèi)相關(guān)設(shè)備制造廠家工程技術(shù)人員的刻苦攻關(guān)，終于有了自主研發(fā)的模內(nèi)貼標機產(chǎn)品，其價格僅僅是進口產(chǎn)品的二分之一到三分之一左右，產(chǎn)品性能已經(jīng)達到和超過同類進口設(shè)備，并且已經(jīng)成功應(yīng)用到生產(chǎn)中去，產(chǎn)生了極大的經(jīng)濟效益和社會效益。
濟南威林科技有限公司是一家位于山東省濟南市高科技開發(fā)園區(qū)的專門從事自動化設(shè)備研制生產(chǎn)的高科技公司，有著十多年的研制開發(fā)經(jīng)驗和穩(wěn)定的高水平科研隊伍。該公司結(jié)合多年開發(fā)經(jīng)驗，適應(yīng)塑料機械市場的需求，于近期成功研制生產(chǎn)了WLMT—l型數(shù)碼模內(nèi)貼標機。
WLMT—l型數(shù)碼模內(nèi)貼標機是分析了國內(nèi)外同種機器的優(yōu)點的基礎(chǔ)上結(jié)合了國內(nèi)大量應(yīng)用的各種型號的吹塑機使用要求，采用德國先進的真空技術(shù)、松下伺服驅(qū)動系統(tǒng)、高性能液晶顯示數(shù)控系統(tǒng)研制而成的；該機采用開放式程序設(shè)計模式，實現(xiàn)全屏幕中文菜單操作，并具有完善的自保護自診斷功能，運行速度快，性能可靠，動作平穩(wěn)?？膳c國內(nèi)現(xiàn)有的各種型號的吹塑機設(shè)備配套。
WLMT-1型數(shù)碼模內(nèi)貼標機已成功應(yīng)用到青島名力塑膠有限公司等多家國內(nèi)知名塑料中空包裝制品生產(chǎn)廠家，極大地降低了生產(chǎn)成本，帶來了巨大的經(jīng)濟效益，同時提高了企業(yè)自身的市場競爭力，從而獲得了更多的客戶和訂單。
當模內(nèi)貼標（IML）技術(shù)開始被應(yīng)用于熱成型制品時，機器制造商和自動化系統(tǒng)供應(yīng)商們早已在注塑成型的制品中使用了IML。自20世紀90年代初以來，由于機器和標簽技術(shù)方面的局限性，限制了IML技術(shù)在熱成型包裝產(chǎn)品上的應(yīng)用，熱成型的IML產(chǎn)品也不像注射成型的IML產(chǎn)品那樣發(fā)展迅猛。
盡管到目前為止，在熱成型中成功應(yīng)用IML技術(shù)的商業(yè)化運作還很少，但是觀察家們（尤其是歐洲的觀察員）還是對其抱以了極大的興趣。很多人認為，目前在提高生產(chǎn)效率、降低標簽成本等方面所取得的一些新進展，最終還是提高了IML熱成型工藝的成本效益。HekumaGmbH是德國的一家機械手制造商，該公司在模內(nèi)貼標注射成型技術(shù)方面積累了豐富的經(jīng)驗，其市場營銷主管BerndBruckert先生認為，現(xiàn)在在熱成型中應(yīng)用IML技術(shù)已經(jīng)比較成熟，市場反響很好，越來越多的公司已推出了IML熱成型產(chǎn)品。
圖1用于熱成型的IML技術(shù)最終得到了市場的認可，這在歐洲尤為明顯。
目前幾家歐洲的機器制造商專門提供這種IML熱成型生產(chǎn)系統(tǒng)（圖片來源：Marbach公司）
有人認為，需要一種全新的機器設(shè)計來滿足產(chǎn)量方面的需求，這種觀點在美國表現(xiàn)得尤為突出。但是傳統(tǒng)觀念認為，在熱成型中使用IML技術(shù)必將在商業(yè)應(yīng)用中取得成功，因為該工藝能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)的產(chǎn)品設(shè)計，滿足多樣化的產(chǎn)品需求，同時還能帶來成本的節(jié)約。
由于貼標工藝直接被整合到了熱成型過程中，因此IML技術(shù)為加工商們節(jié)省了時間和金錢。傳統(tǒng)的產(chǎn)品貼標方法（如熱收縮套標）都需要經(jīng)過二次加工過程，而IML技術(shù)僅需一次加工就可完成貼標和成型操作，因此更具優(yōu)勢。
業(yè)內(nèi)人士認為，作為產(chǎn)品中的一部分，模內(nèi)成型的塑料標簽可提高產(chǎn)品的剛度和強度，因此，熱成型商們通過采用IML技術(shù)對輕型容器進行模內(nèi)貼標，可節(jié)省20%的樹脂成本。當標簽材料與容器材料相同時，IML技術(shù)所表現(xiàn)出來的材料回收性能則明顯優(yōu)于采用紙標簽的情況。
圖2這種熱成型的IML矩形容器在歐洲相當流行。
相比采用傳統(tǒng)的貼標方式，IML技術(shù)使生產(chǎn)速度更快、成本更低
需要解決的難題
自20世紀90年代初德國的Illig公司和Gabler公司推出了第一套IML熱成型生產(chǎn)系統(tǒng)以來，IML技術(shù)在熱成型領(lǐng)域中的發(fā)展一直比較緩慢，其應(yīng)用僅被限于成型/罐裝/封蓋生產(chǎn)線上。意大利的OMV集團是另一家推動IML熱成型生產(chǎn)技術(shù)的先驅(qū)，該集團在1998年的德國K展上展出了一套IML熱成型生產(chǎn)系統(tǒng)。OMV美國公司的總裁KentJohansson先生表示，早期的IML熱成型系統(tǒng)的生產(chǎn)效率較低，遠遠不能滿足市場的需求，尤其是北美市場的需求。
將IML技術(shù)應(yīng)用于熱成型制品中所遇到的另一個問題是：由于片材溫度和成型壓力均較低，因此當在注射成型的IML工藝中所使用的標簽被用于熱成型IML工藝中時，其粘附力很差?，F(xiàn)在采用多層共擠的PP標簽（帶有一層低熔點的PP層）可以解決標簽粘性差的問題，但同時又提高了生產(chǎn)成本。
圖3 Illig公司開發(fā)出了用于trim-in-place和post-trim的IML熱成型生產(chǎn)系統(tǒng)。
最近，該公司將其第一套trim-in-place系統(tǒng)出售給了一家奧地利公司，用于生產(chǎn)圓形PS容器
如何消除標簽和包裝壁之間的氣泡（往往會在貼標處出現(xiàn)“鼓泡”現(xiàn)象）也是IML技術(shù)在熱成型應(yīng)用中需要解決的一個難題?，F(xiàn)在可以使用一種多孔標簽，即標簽上有一些肉眼看不見的小孔，它們有助于空氣的排出。
此外，當在IML熱成型生產(chǎn)中使用OPP標簽時，通常在成型中產(chǎn)生的熱量會導(dǎo)致標簽出現(xiàn)過度收縮的現(xiàn)象。目前歐洲一家在注射成型IML技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位的標簽制造商為熱成型商們開發(fā)出了一種新的標簽產(chǎn)品，據(jù)說，該產(chǎn)品解決了標簽收縮、鼓泡和粘附力差等問題。瑞士的P’AuerAG則采用一種凸版壓紋印刷專利技術(shù)生產(chǎn)出了標準的PP標簽。據(jù)說，該壓紋技術(shù)更有助于解決標簽的收縮問題，同時可使包裝壁與標簽之間的空氣很容易地排出。與平表面的標簽相比，該標簽上的壓紋帶來了一些“凸起”，因此具有更好的可熔性和粘附性。
目前，歐洲已將IML技術(shù)廣泛應(yīng)用于熱成型產(chǎn)品中，其主要應(yīng)用領(lǐng)域是用于盛裝冰淇淋和熟食的矩形容器，因為相比傳統(tǒng)的貼標方法，IML技術(shù)更加快速，且成本更低。對于圓形容器而言，尤其是在美國，目前大多仍采用更為經(jīng)濟的傳統(tǒng)貼標技術(shù)。
圖4Kiefel的斜模IML熱成型系統(tǒng)配備了Hekuma的標簽移送裝置。
圖中所示為標簽正被放置于成型模具中
除了隨包裝形狀不同，IML技術(shù)的應(yīng)用情況不同外，IML熱成型技術(shù)在全球的推廣還取決于消費者對包裝產(chǎn)品的喜好程度。與美國相比，歐洲的包裝商更強調(diào)通過豐富多彩的裝飾圖案來實現(xiàn)產(chǎn)品的差異化。觀察家們表示，這為加大注射成型的IML容器的開發(fā)力度以替代熱成型容器提供了強大的動力。在這一方面，歐洲同樣領(lǐng)先于美國。
IML熱成型生產(chǎn)系統(tǒng)
大多數(shù)提供IML熱成型生產(chǎn)設(shè)備的供應(yīng)商均表示，IML技術(shù)在熱成型中的應(yīng)用已經(jīng)成熟。盡管目前的IML熱成型技術(shù)已明顯提高了產(chǎn)量，但與傳統(tǒng)的熱成型工藝相比仍存在一定的差距。以生產(chǎn)PP杯為例，原來標準的熱成型工藝的循環(huán)周期是40次/min，而采用IML工藝后，其生產(chǎn)速度明顯放緩，循環(huán)周期降至20次/min。Kiefel公司包裝部的銷售主管ErwinWabnig先生說：“當人們都希望產(chǎn)出越來越高時，采用IML技術(shù)的弊端就暴露出來了。”
目前幾乎所有采用了IML技術(shù)的熱成型機器都整合了斜模技術(shù)（tilting-moldtechnology），以便于標簽的放置。Kiefel的ThermorunnerKTR4就屬于一種斜模機器，該機器配備了來自Hekuma公司的自動化系統(tǒng)和來自奧地利的模具制造商Mould&Matic公司的IML模具。Wabnig先生表示，斜模技術(shù)是目前適用于IML工藝的最好方法。現(xiàn)在，Kiefel正在開發(fā)一種全新的機器設(shè)計，以期提高產(chǎn)量。
Kiefel為歐洲乳制品生產(chǎn)線研制的KTR4是一種帶有控制調(diào)節(jié)器的標準制杯機，可設(shè)置0.5s的開模時間以便于放置標簽。在2004年的德國K展上，該公司所展示的4模腔IML熱成型系統(tǒng)現(xiàn)已升級至8模腔或12模腔，其循環(huán)周期也提升至15~20次/min。其中8模腔的系統(tǒng)可生產(chǎn)2.5L的PP容器，而12模腔的系統(tǒng)可生產(chǎn)出重達500g的容器。
圖5 在IIIig公司的新型IML生產(chǎn)系統(tǒng)中，其機械手配有形狀如模塞的旋轉(zhuǎn)頭，
可通過真空孔來吸附標簽
該IML熱成型生產(chǎn)系統(tǒng)中采用了Hekuma公司提供的Push-and-Wind標簽移送裝置。這一帶有靜電吸附功能的機械手可將預(yù)成型的標簽置于模具內(nèi)。Hekuma公司的Bruckert先生說，與注射成型IML工藝中使用的同樣類型的PP標簽相比，熱成型IML工藝中使用的75μm厚的PP標簽的價格略微顯高。目前，一種57μm厚的更薄的PP標簽已經(jīng)上市，而Hekuma公司已經(jīng)用其自動化裝置成功地移送了一種40μm厚的PP標簽。
現(xiàn)在Hekuma正在致力于開發(fā)一種新的IML自動化系統(tǒng)，以期能夠?qū)FID（射頻識別）電子標簽技術(shù)應(yīng)用于包裝產(chǎn)品中，從而為產(chǎn)品質(zhì)量的追蹤提供涉及運輸、倉儲和貨架期等的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)。在NPE2006展會中該公司曾展出了RFID-IML技術(shù)，其中包括一種附帶有銅板印刷線路的PET薄膜。目前Hekuma公司已經(jīng)驗證了人工放置RFID標簽的可行性，現(xiàn)在正在開發(fā)一種自動化系統(tǒng)以用于RFID標簽的放置。該公司承認，對于低附加值的產(chǎn)品來說，目前采用RFID標簽的確顯得很昂貴，其生產(chǎn)成本一般在0.7~2.0/個（0.9$~2.6$）之間。
自動化技術(shù)是關(guān)鍵
德國的Gabler公司提供了另一種適用于IML熱成型工藝的斜模方案，該公司協(xié)同模具制造商Marbach公司和世界領(lǐng)先的注射成型IML自動化系統(tǒng)供應(yīng)商SystecKomplettsystemeGmbH一同完成了這一項目的開發(fā)。Gabler公司的標準M93熱成型機配有一個伺服驅(qū)動的模具工作臺，可傾斜90°以便于放置標簽。Systec公司的Zapod自動化系統(tǒng)是一臺帶有兩個旋轉(zhuǎn)頭的線性機械手，它可從對面移動到模具旁，以將標簽放置到模具型腔中，隨后再取出已成型好的部件。
Gabler公司為一家美國加工商設(shè)計制造了一種12模腔的IML熱成型生產(chǎn)系統(tǒng)，用于生產(chǎn)容量為1.5L的橢圓形冰淇淋容器，其循環(huán)周期是14次/min，每小時可生產(chǎn)10000個容器。據(jù)說，該系統(tǒng)的生產(chǎn)周期比標準的熱成型設(shè)備要低將近15%。作為一種正處于試驗階段的生產(chǎn)設(shè)備，目前該生產(chǎn)系統(tǒng)還未實現(xiàn)商業(yè)化。
圖6 Systec公司的IML自動化生產(chǎn)系統(tǒng)中包括一個做水平運動的機械手，
它可從料盒中取出標簽，并將其放置到移坯芯桿（transfermandrel）上（圖片來源：Marbach公司）
作為IML生產(chǎn)技術(shù)的一站式供應(yīng)商，自1994年開發(fā)出一種cut-in-placeIML熱成型系統(tǒng)以來，Illig公司已對其熱成型設(shè)備進行了不斷的升級。在歐洲，其熱成型系統(tǒng)曾被用于生產(chǎn)人造黃油桶。隨后，Illig公司又推出了一條FSL70“成型/罐裝/封蓋”生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線為現(xiàn)代IML熱成型技術(shù)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。
Illig公司的德國總部為歐洲的一家乳制品公司提供了一條16模腔的FSL70生產(chǎn)線，用于生產(chǎn)200cm3的酸奶酪容器。該生產(chǎn)線僅用于容器的成型和貼標，而無需罐裝。
最近，Illig公司在其RDMK生產(chǎn)線（采用機械驅(qū)動的cut-in-place成型機）的基礎(chǔ)上，又推出了一種新的IML熱成型生產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過使用斜模技術(shù)使標簽的放置更為容易。在該系統(tǒng)中，配置了一個2軸機械手，它帶有形狀類似成型塞（formingplug）的旋轉(zhuǎn)頭，可取出預(yù)成型的標簽，并將其置入模腔內(nèi)。其操作過程是：首先利用真空吸頭將標簽從儲料箱中取出，然后機械手上的旋轉(zhuǎn)頭借助于真空孔來吸附標簽，并將其置入模腔中。Illig公司并沒有對旋轉(zhuǎn)頭如何吸附標簽做過多的解釋。
Illig公司將其第一套新型IML熱成型系統(tǒng)出售給了一家奧地利公司，用于生產(chǎn)直徑為95mm的圓形PS容器，其循環(huán)周期可達20次/min，每小時可生產(chǎn)19200個容器。該12模腔的生產(chǎn)系統(tǒng)配備了Illig公司的RDMM70K熱成型機，成型面積可達680mm×280mm，可同時生產(chǎn)圓形和矩形容器，這些容器主要用于盛裝冰淇淋和人造黃油。Deuschle先生說，一種用于注射成型IML產(chǎn)品的0.07mm（70μm）厚的標準OPP標簽已被用于熱成型IML生產(chǎn)中，而更薄的標簽還有待開發(fā)。
無需“斜模”的IML熱成型系統(tǒng)
OMV-USA是另一家IML熱成型設(shè)備及自動化系統(tǒng)的一站式供應(yīng)商。自1998年在德國K展上推出了一臺生產(chǎn)周期為11s的IML熱成型系統(tǒng)以來，該公司又進一步提高了其生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。該公司將其F25熱成型機改造成了IML熱成型生產(chǎn)系統(tǒng)，并已將3套生產(chǎn)系統(tǒng)出售給了一家德國的乳制品公司。這一7模腔的熱成型系統(tǒng)可生產(chǎn)1lb(0.45kg)的人造黃油容器，也可生產(chǎn)1.5L的冰淇淋容器。目前OMV正計劃將第4套系統(tǒng)出售給另一家歐洲的包裝公司。
圖7斜模技術(shù)已為大多數(shù)IML熱成型設(shè)備制造商所采用，它便于將標簽放入模具中。
圖中所示為Gabler公司的M93熱成型機的模具工作臺正處于85°傾角位置
OMV的IML熱成型生產(chǎn)系統(tǒng)的獨特之處在于取消了斜模技術(shù)。該公司的Johansson先生介紹說：“我們利用獲得了專利的線性機械手來拾取制品，因而無需斜模技術(shù)。”該生產(chǎn)系統(tǒng)的原理是：由獲得了專利的機械手拾取標簽，并將其移送到陽模成型塞（formingplug）上，然后將吸附有標簽的成型塞嵌入模腔中。當成型完成后，由同一機械手將成品取出。據(jù)介紹，該生產(chǎn)系統(tǒng)使用了一種帶有低熔點PP層的厚度為0.05~0.07mm(50~70μm)的多層PP標簽。
Johansson先生認為，帶有最大數(shù)量的模腔且循環(huán)周期達到12次/min的IML熱成型系統(tǒng)足以應(yīng)對歐洲中、小型市場對矩形容器的需求。他還十分看好這種IML矩形容器在南美洲，尤其是在巴西市場的應(yīng)用前景。為了滿足北美市場高產(chǎn)量的需求，OMV公司對其大型E76機器進行了改造以使其適用于IML容器的生產(chǎn)。這一帶有18模腔的生產(chǎn)系統(tǒng)的循環(huán)周期是17~18次/min，主要用于生產(chǎn)盛裝冰激凌的矩形容器。
OMV公司的另一個與眾不同的開發(fā)項目是，可在線對標簽進行裁剪，從而省去了標簽的移送過程，它滿足了高效率的生產(chǎn)要求，而且降低了生產(chǎn)成本。
雙模方案
另一種IML熱成型技術(shù)的改進方案是采用雙模結(jié)構(gòu)來替代斜模技術(shù)。加拿大的GN熱成型設(shè)備公司與一家歐洲的自動化專業(yè)公司合作開發(fā)出了一套配有其GN1914DM雙模熱成型機的IML生產(chǎn)系統(tǒng)。該公司的市場主管JeromeRomkey先生介紹說，該雙模系統(tǒng)的特點是，在其中一個模具的成型過程中，可將另一個模具中的已成型制品取出，然后再放入新的標簽。該雙模系統(tǒng)的循環(huán)周期為20次/min。
與此同時,歐洲一家技術(shù)領(lǐng)先的加工商完成了對IML熱成型技術(shù)的生產(chǎn)能力的測試。位于德國Bremervoerde的RPCBeboPlastikGmbH公司是一家生產(chǎn)注射成型IML產(chǎn)品的制造商，該公司的IML熱成型生產(chǎn)系統(tǒng)整合了Hekuma公司的自動化系統(tǒng)和Illig公司的RDM70K斜模設(shè)備。據(jù)該公司的產(chǎn)品和工藝開發(fā)經(jīng)理JuergenMerbach先生介紹，在該12模腔的生產(chǎn)系統(tǒng)上，可生產(chǎn)出重達500g的矩形PP人造黃油容器，也可生產(chǎn)出最大規(guī)格為2L的、用于盛裝冰淇淋和其他乳制品的PS容器。
位于巴黎的Danone公司推出了一種新的包裝產(chǎn)品，從而成為廣受關(guān)注的熱成型IML產(chǎn)品中的一個典范。目前，該公司正在為生產(chǎn)1.5L的矩形冰淇淋容器尋求更好的解決方案。據(jù)說，Gabler公司和OMV公司都提交了各自的解決方案。OMV公司的Johansson先生表示，為了降低成本，可以只在容器的四周進行貼標，以替代原來的五面貼標方案。由于取消了底部貼標，因此該方案面臨的挑戰(zhàn)是如何布置標簽，目前已有一個備選方案被提出。
此后，日本廠商開始把模內(nèi)貼標技術(shù)用于以手機為代表的消費類電子產(chǎn)品領(lǐng)域，對保護鏡片的玻璃制品和塑膠件制品進行裝飾貼標。而真正讓此技術(shù)在手機上發(fā)揚光大的卻是韓國三星，除了跟隨原日本廠商進行轉(zhuǎn)印貼標外，還把這項技術(shù)移植到了3D曲面玻璃保護片的生產(chǎn)上。
