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CN110352124A - 用于包含可检测组分的功能薄膜层的在线检查的方法和系统 - Google Patents

用于包含可检测组分的功能薄膜层的在线检查的方法和系统 Download PDF

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CN110352124A
CN110352124A CN201880010902.XA CN201880010902A CN110352124A CN 110352124 A CN110352124 A CN 110352124A CN 201880010902 A CN201880010902 A CN 201880010902A CN 110352124 A CN110352124 A CN 110352124A
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CN201880010902.XA
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S.贝克尔
李虹磊
M.达维
L.C.埃布纳
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Original Assignee
Cryovac LLC
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Abstract

通过如下来评价幅材(32,60,78)的功能层的连续性：运送幅材，检测(42,63)功能层的存在和功能层中的不连续性和/或薄区域，并响应不连续性和/或薄区域产生信号。功能层包含在热塑性组合物中的可检测组分(360)。检测通过能够检测功能层中的可检测组分(360)的机器视觉系统来进行。可检测组分(360)可以为主动的或被动的。还包括用于进行该方法的系统。

Description

用于包含可检测组分的功能薄膜层的在线检查的方法和系统
背景
本发明涉及一种检查薄膜用于品质保证的方法，以确保薄膜适合于其预期用途。
很多薄膜，特别是包装薄膜，通过从模头挤出一种或多种热塑性材料制成。热塑性材料从模头作为熔融流出来。由于各种原因，在薄膜层(一个或多个)中可能存在异常，包括一个或多个薄膜层中的不连续性。一些异常为在薄膜的机器方向延伸的连续模头线的形状。其它异常为斑点的形状。斑点不连续性可能是由于所用的材料，或是由于材料在挤出机或模头中堆积，随着材料通过模头开口穿出成为薄膜的一部分，导致薄膜中的不连续性。聚合物凝胶可在挤出机或模头中形成并通过模头，成为薄膜中的斑点不连续性(即空隙)。模头可能有缺口或其它损坏或堆积，这可能产生模头线，或者材料可能从挤出机脱落，并堵塞模头开口的一部分，从而产生模头线。
包装薄膜包括单层薄膜和多层薄膜二者。在多层薄膜中，各薄膜层具有功能，例如，强度层、热封层、滥用层、光泽层、阻挡层、易开层和用于使两个否则不相容的层相互粘合的粘结层。上述不连续性可存在于多层薄膜的一层或多层中。
品质保证方法通常要求去除薄膜的一部分，并进行离线分析。这耗时，费力，并且经常要破坏所试验的薄膜样品。另外，这种品质保证方法只检验一小部分薄膜。为了知道薄膜的一层或多层中存在的任何不连续性的频率和特性，会希望能够在薄膜的相当大的部分检验薄膜的一层或多层。另外，也希望快速有效地进行这种品质检验，而不中断制造薄膜的过程，也不破坏薄膜的任何部分。
发明概述
本发明提供一种方法，通过该方法，可检查薄膜的一层或多层存在的任何不连续性的频率和特性，和/或薄膜层执行其预期的功能的适用性。另外，检查可在薄膜的相当大部分上进行，并且可以对薄膜的一层或多层进行。另外，这种品质检验快速有效，而不用中断制造薄膜的过程，因为它可以对移动幅材进行。另外，该方法不破坏薄膜的任何部分。通过向薄膜的一层或多层添加一种或多种指示剂组分，以允许自动检查系统检测薄膜的一层或多层中的不连续性，来简化该方法。方法的不同实施方案允许对整个薄膜进行连续的在线检查，以检测在至少一个方向低至例如2mm或甚至更小的小尺寸的任何不连续性，。
第一个方面涉及评价幅材的功能层的连续性的方法。该方法包括以至少5m/min的速度运送幅材，检测功能层的存在和功能层中的不连续性，并响应功能层中的不连续性产生信号。功能层包含热塑性组合物与可检测组分的共混物。可检测组分以一定的水平和一定的方式存在于热塑性组合物中，使得可检测组分以可检测的水平存在于功能层中。通过用能够检测功能层中可检测组分的存在或不存在的机器视觉系统检查幅材，进行功能层的存在和功能层中的不连续性的检测。
在一个实施方案中，幅材为单层幅材。在另一个实施方案中，幅材为包含功能层和至少一个另外的层的多层幅材。
在一个实施方案中，对于未取向的环形带，机器视觉系统可响应层不连续性产生信号，层不连续性具有在机器方向低到至少小到2mm的尺寸，并且具有在横向低到至少1mm的尺寸。在一个实施方案中，对于取向的可热收缩薄膜管，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，层不连续性具有低到在机器方向至少小到7mm并且在横向至少小到3.5mm的尺寸。
在一个实施方案中，对于未取向的环形带，机器视觉系统可响应层不连续性产生信号，层不连续性具有在机器方向低到至少小到1mm的尺寸，并且具有在横向低到至少0.5mm的尺寸。在一个实施方案中，对于取向的可热收缩薄膜管，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，层不连续性具有低到在机器方向至少小到3.5mm并且在横向至少小到1.8mm的尺寸。
在一个实施方案中，对于未取向的环形带，机器视觉系统可响应层不连续性产生信号，层不连续性具有在机器方向低到至少小到0.2mm的尺寸，并且具有在横向低到至少0.1mm的尺寸。在一个实施方案中，对于取向的可热收缩薄膜管，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，层不连续性具有低到在机器方向至少小到0.7mm并且在横向至少小到0.35mm的尺寸。
在一个实施方案中，方法还包括检测功能层中可检测组分的量，其中可检测组分的量与功能层的厚度成比例。
在一个实施方案中，功能层为选自氧气阻挡层、感官阻挡层和水分阻挡层的成员。在一个实施方案中，功能层为氧气阻挡层，包含至少一种选自偏二氯乙烯共聚物、经皂化乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺、聚酯、取向聚丙烯和乙烯均聚物的成员。
在一个实施方案中，在幅材的至少10%上进行幅材的检查。
在一个实施方案中，方法还包括通过如下步骤形成幅材：使热塑性材料挤出通过环形模头以形成环形带，使带淬火，并使带坍塌成平折(lay-flat)构造；其中通过在带移动和处于平折构造时扫描环形带来进行带的检查，所述扫描由位于带淬火并坍塌成平折构造的点下游的摄像机进行。
在一个实施方案中，通过用能够检测功能层中可检测组分存在或不存在的机器视觉系统检查幅材，进行功能层的存在和功能层中的不连续性的检测，所述机器视觉系统包括在环形带处于平折构造时，检测环形带的两个平折侧中可检测组分存在或不存在的能力。
在一个实施方案中，通过用能够检测功能层中可检测组分存在或不存在的机器视觉系统检查幅材，进行功能层的存在和功能层中的不连续性的检测，所述机器视觉系统包括在环形带处于圆形构造时，360°环绕检测可检测组分存在或不存在的能力。
在一个实施方案中，扫描由位于环形带进行固态取向以形成环形薄膜管的点的下游的摄像机进行，摄像机位于环形薄膜卷绕或切开的点的上游。
在一个实施方案中，通过用能够检测功能层中可检测组分存在或不存在的机器视觉系统检查环形薄膜管，进行功能层的存在和功能层中的不连续性的检测，所述机器视觉系统包括检测环形薄膜管的两个平折侧中可检测组分的存在或不存在。
在一个实施方案中，环形薄膜管可以是可热收缩的。
在一个实施方案中，可以通过位于环形带或环形薄膜的卷被展开的点的下游的摄像机，进行功能层的存在和功能层中的不连续性的检测。
在一个实施方案中，环形带进行固态取向以形成环形薄膜，随后使其转变成多个袋，并且布置摄像机以在产品放入袋内之前扫描袋。
在一个实施方案中，可检测组分包括至少一种选自紫外指示剂、红外指示剂、染料、颜料、光学增亮剂、荧光增白剂和2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)的成员。2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)由多家供应商作为光学增亮剂销售，包括BASF公司(TINOPAL OP® 2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)荧光增白剂)和Mayzo, Inc(BENETEX OB PLUS® 2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)荧光增白剂)。
在一个实施方案中，可检测组分以至少1ppm的水平存在于功能层中。
在一个实施方案中，可检测组分为如下的一种类型，其如果暴露于第一峰值波长的辐射，则发射第二峰值波长的辐射。
在一个实施方案中，响应不连续性产生的信号用于激活至少一个选自以下的成员：警报、薄膜标记(flagging)、显示不连续性的图像、显示关于一个或多个不连续性的数据和产生不连续性数据的报告。
在一个实施方案中，响应不连续性产生的信号包括至少一个选自以下的成员：不连续性的几何特性、不连续性的位置、多个不连续性发生的频率、不连续性的严重性。
在一个实施方案中，在幅材保持移动的同时(即，瞬时和在线)，产生响应不连续性的信号，并激活警报、标记、不连续性图像显示、不连续性数据、不连续性数据的报告等。或者，响应不连续性的信号在生产完成后(即离线)产生。响应不连续性的信号可包括电子通信、电子邮件、数据日志和报告。
在一个实施方案中进行该方法，其中：a)以至少30m/min的速度运送幅材；b)可检测组分以0.5至150ppm的水平存在于热塑性组合物中；c)通过用机器视觉系统检查幅材来进行功能层的存在和功能层中的不连续性的检测，所述机器视觉系统能够通过跨幅材横向扫描并响应幅材的功能层中存在的可检测组分的存在、不存在和量产生信号，来产生指示功能层中可检测组分存在或不存在的信号，其中：(c)(i)机器视觉系统包括以50至1000兆赫的速度和2×10-3秒至1×10-5秒的曝光时间扫描的线扫描摄像机；(c)(ii)在未取向的环形带中，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有在机器方向低到至少小到2mm的尺寸，并且具有在横向低到至少1mm的尺寸；或者在取向的可热收缩薄膜管中，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有低到在机器方向至少小到7mm并且在横向至少小到3.5mm的尺寸；并且(c)(iii)机器视觉系统以每次扫描500至50,000的像素计数扫描。
在一个实施方案中进行该方法，其中：a)以至少50m/min的速度运送幅材；b)可检测组分以1至20ppm的水平存在于热塑性组合物中；c)通过用机器视觉系统检查幅材来进行功能层的存在和功能层中的不连续性的检测，所述机器视觉系统能够通过跨幅材横向扫描并响应幅材的功能层中存在的可检测组分的存在、不存在和量产生信号，来产生指示功能层中可检测组分存在或不存在的信号，其中：(c)(i)机器视觉系统包括以100至750兆赫的速度和7×10-3秒至3×10-5秒的曝光时间扫描的线扫描摄像机；(c)(ii)在未取向的环形带中，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有在机器方向低到至少小到1mm的尺寸，并且具有在横向低到至少0.5mm的尺寸，或者在取向的可热收缩薄膜管中，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有低到在机器方向至少小到3.5mm并且在横向至少小到1.8mm的尺寸；并且(c)(iii)机器视觉系统以每次扫描1,000至15,000的像素计数扫描。
在一个实施方案中进行该方法，其中：a)以60至150m/min的速度运送幅材；b)可检测组分以2至10ppm的水平存在于热塑性组合物中；c)通过用机器视觉系统检查幅材来进行功能层的存在和功能层中的不连续性的检测，所述机器视觉系统能够通过跨幅材横向扫描并响应幅材的功能层中存在的可检测组分的存在、不存在和量产生信号，来产生指示功能层中可检测组分存在或不存在的信号，其中：(c)(i)机器视觉系统包括以200至500兆赫的速度和2×10-4秒至5×10-5秒的曝光时间扫描的线扫描摄像机；(c)(ii)在未取向的环形带中，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有在机器方向低到至少小到0.2mm的尺寸，并且具有在横向低到至少0.1mm的尺寸，或者在取向的可热收缩薄膜管中，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有低到在机器方向至少小到0.7mm并且在横向至少小到0.35mm的尺寸；并且(c)(iii)机器视觉系统以每次扫描3,000至9,000的像素计数扫描。
第二个方面涉及评价薄膜的功能层的连续性的方法，所述方法包括：以至少5m/min的速度运送幅材；通过用机器视觉系统检查薄膜检测功能层的存在和功能层的厚度，所述机器视觉系统能够检测功能层中可检测组分的存在或不存在和功能层中可检测组分的量；并响应功能层中可检测组分的量产生信号。功能层包含热塑性组合物和可检测组分，可检测组分存在于热塑性组合物中，使得可检测组分以可检测的水平存在于功能层中。第二个方面可利用以上关于第一个方面公开的各种实施方案的一个或多个特征。
第三个方面涉及用于评价移动幅材中的层连续性的系统，该系统包括(A)以1至1000m/min的速度运送幅材的幅材运送设备，该幅材具有功能层，功能层包括其中具有可检测组分的热塑性组合物；(B)图像产生器，用于在通过幅材运送设备运送幅材时产生移动幅材的功能层中可检测组分的图像数据；(C)用于从图像产生器采集幅材的图像数据的数据采集系统；和(D)视觉检查引擎，用于接收和分析图像数据，以用从数据采集系统接收的图像数据识别幅材中缺陷的存在和不存在并分类，视觉检查系统产生识别幅材中缺陷存在或不存在的警报。第三个方面可利用以上关于第一个方面公开的各种实施方案的一个或多个特征。
第四个方面涉及能够检测移动幅材中的可检测组分的系统，该系统包括：(A)图像产生器，用于在从幅材源运送幅材时产生幅材中可检测组分的图像数据；(B)用于从图像产生器采集图像数据的数据采集系统，图像数据为幅材中可检测组分的图像数据；和(C)视觉检查引擎，用于接收和分析来自幅材的图像数据，视觉检查引擎用从数据采集系统接收的来自幅材的图像数据识别幅材中缺陷的存在和不存在并分类，视觉检查系统产生识别幅材中缺陷存在或不存在的警报。第四个方面可利用以上关于第一个方面公开的各种实施方案的一个或多个特征。
第五个方面涉及一种能够检测移动幅材中的可检测组分的系统，该系统包括：(A)检测器，检测器面向并适应于产生从薄膜源向检测器运送的薄膜中可检测组分的感测薄膜数据；(B)数据采集系统，该系统从检测器采集并收集感测薄膜数据；和(C)检查引擎，其接收并分析感测薄膜数据，并将感测薄膜数据的至少一个特征与至少一个阈值比较，以用感测薄膜数据识别薄膜中缺陷的存在和不存在并分类，检查系统产生识别幅材中缺陷存在或不存在的警报。第五个方面可利用以上关于第一个方面公开的各种实施方案的一个或多个特征。
在一个实施方案中，检测器可检测包含可检测组分的薄膜层中的不连续性。在一个实施方案中，检测器可以为UV传感器、传感器阵列或传感器矩阵。在一个实施方案中，系统可包括编码器，以关联在以薄膜处理速度运送幅材时幅材上的不连续性或薄膜变薄的位置。
附图简述
图1A为用于挤出环形幅材的幅材制造方法的示意图，环形幅材经涂覆以制造多层环形带。
图1B为在以处理速度运送幅材时用机器视觉系统扫描幅材的方法的示意图。
图1C为用于使图1A中产生的环形带转变成环形可热收缩薄膜管的进一步幅材制造方法的示意图。
图2示出(i)由并列关系的薄膜1、2和3号制成的经涂覆环形带的扫描信号图，以及(ii)同样为并列关系的三个相应平折带的相应图像。
图3示出由并列关系的薄膜7和8号制成的经涂覆环形带的横向扫描信号图。
图4示出由并列关系的薄膜8和9号制成的经涂覆环形带的扫描信号图。
图5A示出由薄膜10号制成的经涂覆环形带的扫描信号图，扫描以第一平折侧向上地进行。
图5B为薄膜10号的经涂覆环形带的扫描区段的图像，图像以第一平折侧向上地拍摄。
图6示出由薄膜10号制成的经涂覆环形带的扫描信号图，扫描以第二平折侧向上地进行，还在扫描上方示出薄膜10号的经涂覆环形带的图像，图像以第二平折侧向上地拍摄。
图7A示出由薄膜10号制成的环形可热收缩薄膜的扫描信号图，扫描以第一平折侧向上地进行。
图7B为由薄膜10号制成的环形可热收缩薄膜的扫描区段的一部分的图像，图像以第一平折侧向上地拍摄。
图8为用于评价幅材功能层的连续性的系统的示意图，包括关于数据采集、数据处理和用于识别幅材中缺陷的存在或不存在的警报的流程图。
图9为其中具有四个堵塞物的共挤出模头的一部分的示意图。
图10为关于薄膜12号的横跨平折幅材的位置(x轴)相对于信号强度(y轴)的绘图，如上所述。
图11为在薄膜12号的机器视觉检查中亮度(Y轴)作为时间(X轴)的函数的绘图。每次视觉系统检测到阻挡层中的不连续性时，记录薄膜异常数据点。
图12为在薄膜11号的机器视觉检查中亮度(Y轴)作为时间(X轴)的函数的绘图。
详述
本文所用术语“薄膜”包括塑料幅材在内，无论其是薄膜(最高达10密耳厚)还是片(大于10密耳厚)。在一个实施方案中，可通过如下进行固态下幅材的取向以产生可热收缩薄膜：首先挤出单层或多层热塑性环形“带”，随后使其淬火并坍塌成它的平折构造，随后任选照射(以交联聚合物)并任选用一个或多个另外的热塑性层挤出涂覆，随后将环形带再加热到其软化点，然后以截留气泡法(trapped bubble process)在固态时双轴取向(即，在横向伸展并在机器方向拉伸)以得到可热收缩薄膜，如以下实施例中所述并如图1A和1C中所示。结果为一种可热收缩薄膜管，即在185℉(85℃)下具有至少10%的总(即纵向加横向，L+T)自由收缩的薄膜。
本文所用短语“机器方向”和“MD”指在薄膜制造时其被制作的方向，即，在挤出期间熔体流从模头出来的方向。本文所用短语“横向”和“TD”指垂直于机器方向的方向。
本文所用短语“功能层”是指具有一种或多种功能的单层或多层薄膜的层，例如强度层、热封层、滥用层、光泽层、阻挡层、收缩层、易开层和用于使两个否则不相容的层相互粘合的粘结层。功能层包含热塑性聚合物。上述不连续性可存在于多层薄膜的一个或多个层中。
本文所用术语“阻挡层(barrier)”和短语“阻挡层(barrier layer)”，在应用于薄膜和/或薄膜层时，与薄膜或薄膜层充当一种或多种气体的阻挡层的能力相关地使用。在包装领域，氧气(即气态O2)阻挡层包括例如经水解乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(由缩写“EVOH”和“HEVA”表示，也称为“乙烯/乙烯醇共聚物”)、聚偏二氯乙烯、非晶态聚酰胺、聚酰胺MXD6、聚酯、聚丙烯腈等，如本领域的技术人员已知。除了第一层和第二层外，可热收缩薄膜还可包括至少一个阻挡层。
短语“透氧率”(“OTR”)在本文中定义为在0%相对湿度和23℃下在24小时内通过100平方英寸薄膜的氧气量(单位：立方厘米(cm3))。薄膜的厚度(规格)与透氧率有直接关系。可用作氧气阻挡层的包装薄膜需要在1.0密耳以下具有在0%相对湿度和23℃下在24小时内约0至10.0cm3/100in2的OTR值。透氧率可根据ASTM D-3985-81测定，该文件通过参照结合到本文中。
本文所用短语“评价功能层的连续性”包括评价功能层的不连续性的存在，和评价功能层的足够薄以至于层的功能实质削弱的区域。
本文所用术语“检查”指用点源装置或通过扫描薄膜来拍摄幅材(即，带或薄膜)的一个或多个图像。
本文所用术语“扫描”是指用传感器阵列或传感器矩阵或移动传感器产生一系列信号，所述信号指示跨多个空间排列区的小区域中可检测组分的存在或不存在。在一个实施方案中，空间排列区横跨薄膜或幅材。
本文所用短语“可检测组分”指加到挤出以产生薄膜层的热塑性材料的任何组分，该组分可通过检测器、机器视觉或用于确定薄膜特定区中组分存在或不存在的任何其它装置检测。
本文所用术语“共混物”，在应用于可检测组分时，包括：可检测组分与薄膜层中所用的一种或多种聚合物的物理共混，或通过使可检测组分与聚合物链反应来使薄膜层中所用的一种或多种聚合物改性，或使可检测组分与一种或多种单体共混，其随后聚合以在薄膜或薄膜层中产生聚合物。
本文所用短语“在线”是指在运送幅材时进行幅材的扫描，而不必移开幅材的一部分用于分析，也不必在进行分析时破坏幅材的任何部分。运送可在挤出和取向之间，在取向之后但在卷绕之前，或在随后的薄膜处理中。
可用一个或多个摄像机进行扫描。可对打开的薄膜带或管(即，为圆形构造)或以平折构造进行扫描。可用单个在线摄像机扫描平折构造的薄膜带或管，圆形构造的薄膜带或管可能需要至少两个摄像机来扫描。
本文所用短语“其中响应在指定方向至少小到2mm的不连续性产生信号”是指能够响应在指定方向(即，在机器方向和/或横向)大于2mm的不连续性、在指定方向为2mm的不连续性和任选在指定方向甚至小于2mm的不连续性产生信号的系统。即，该短语意指机器视觉系统能够响应在指定方向低到至少小到指定尺寸的不连续性产生信号。
在一个实施方案中，对于未取向的环形带，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，层不连续性具有在机器方向低到至少小到2mm的尺寸，并且具有在横向低到至少1mm的尺寸。在一个实施方案中，对于未取向的环形带，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，层不连续性具有在机器方向低到至少小到1mm的尺寸，并且具有在横向低到至少0.5mm的尺寸。在一个实施方案中，对于未取向的环形带，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，层不连续性具有在机器方向低到至少小到0.2mm的尺寸，并且具有在横向低到至少0.1mm的尺寸。
在一个实施方案中，对于取向的可热收缩薄膜管，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，层不连续性具有低到在机器方向至少小到7mm并且在横向至少小到3.5mm的尺寸。在一个实施方案中，对于取向的可热收缩薄膜管，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，层不连续性具有低到在机器方向至少小到3.5mm并且在横向至少小到1.8mm的尺寸。在一个实施方案中，对于取向的可热收缩薄膜管，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，层不连续性具有低到在机器方向至少小到0.7mm并且在横向至少小到0.35mm的尺寸。
信号可以为模拟信号或数字信号。在一个实施方案中处理信号，以检测功能层的一个区域中可检测组分的存在或不存在，从而检测在应用信号的功能层的该区域中是否存在不连续性。在另一个实施方案中处理信号，以检测功能层的一个区域中可检测组分的量，从而检测在应用信号的薄膜的该区域中功能层的厚度。
在一个实施方案中，用线扫描视觉技术进行扫描，其中跨越幅材的100%宽度拍摄线中的一系列图像(各图像包含4096个像素)，且如果设置摄像机使得线的长度与幅材的宽度相同，则各图像只覆盖幅材宽度的1/4096。然而，由于线的长度通常设定为略长于幅材的宽度，因此各图像通常覆盖跨幅材的距离的约0.025%(即，1/4000)至约0.1%(即，1/1000)。另外，由于幅材通常以30至300m/min(即0.5至5m/sec)移动。因此，如果以1×104个图像/秒的速率拍摄图像，则各图像通常覆盖0.05mm至0.5mm的幅材长度。
在一个实施方案中，功能层中可检测组分的特性和浓度、功能层的厚度和机器视觉系统的特性的组合能够检测在至少一个方向低到至少小到2mm的不连续性。短语“在至少一个方向低到至少小到2mm的不连续性”是指该组合的分辨率的程度。或者，该组合能够检测在至少一个方向低到至少小到1.5mm的不连续性，或在至少一个方向低到至少小到1mm，或在至少一个方向低到至少小到0.8mm，或在至少一个方向低到至少小到0.5mm，或在至少一个方向低到至少小到0.4mm，或在至少一个方向低到至少小到0.3mm，或在至少一个方向低到至少小到0.2mm，或在至少一个方向低到至少小到0.1mm，或在至少一个方向低到至少小到0.05mm。不连续性可分为小型、中型和大型不连续性。小型不连续性在至少一个方向低于2mm。中型大小的不连续性在至少一个方向为2至5mm。大型不连续性在至少一个方向为至少5mm。
如果可检测组分在薄膜中完全未被检测到，则可能是(i)因为在薄膜中完全不存在功能层(例如，阻挡层)，或者(ii)因为功能层整体或者只在一个或多个区中变薄，且变薄到可检测组分的水平太低以致于不能检测或低于预设阈值水平的程度。如果生产或选择了错误的薄膜，即，没有功能层的薄膜，或者其中功能层整体薄于功能层所需厚度的薄膜，或者其中功能层的一个或多个部分薄于功能层所需厚度的薄膜，则可发生这种情况。
本文所用术语“不连续性”是指包含功能层的薄膜的功能层中的任何不连续性，其中不连续性由较薄的功能层表示，其开始于恰好低于最低可接受水平的厚度，一直低到在薄膜中或在薄膜的一个或多个区域中完全不存在功能层，或至少低到低于每单位面积功能层的指示剂的最低可检测限。术语“不连续性”包括任何一个或多个以下情况：(i)在薄膜的含有指示剂的功能层内指示剂连续性的任何可检测缺乏，(ii)薄膜的特定区域中指示剂水平的任何可检测降低，(iii)检测到在薄膜中不含指示剂的不合宜物体，(iv)在薄膜的功能层中完全不存在指示剂，以及(iii)在薄膜中完全不存在指示剂，无论功能层是否存在。本文所用术语“异常”的含义与本文所用术语“不连续性”的含义相同。
摄像机可以为单色摄像机或彩色摄像机，并且可以为区扫描摄像机或线扫描摄像机。线扫描摄像机是优选的，因为它们更经济，并且处理来自线扫描摄像机的数据更容易且更快。无论摄像机是彩色摄像机还是单色摄像机，摄像机都应设置为接收从可检测组分透射或由可检测组分反射的辐照的波长。通过提取特征来处理图像，并且如果在信号中检测到不连续性，则激活警报或报告或标志。通过将提取的特征与储存的缺陷特征比较，可处理图像数据中提取的特征。
本文所用短语“视觉系统”包括光学系统和声学系统，以检测功能层中可检测组分的存在或不存在。
在一个实施方案中，可在以至少10m/min、或至少20m/min、或至少40m/min、或至少60m/min、或至少80m/min、至少100m/min、或至少120m/min或至少140m/min的速度运送薄膜时进行该方法。在一个实施方案中，可在以1至1,000m/min、或25至500m/min、或40至300m/min、或60至200m/min、或80至180m/min、100至160m/min或110至140m/min的速度运送薄膜时进行该方法。
如果最终需要可热收缩薄膜，则从环形模头作为环形“带”挤出的幅材相对较厚地挤出。环形带设计成随后经历固态取向，用于制造环形可热收缩薄膜管。
环形带可以为完全共挤出的，或者可通过挤出涂覆制备，如以下实施例中所述。在一个实施方案中，环形带可具有至少11密耳的厚度，或至少15密耳，或至少20密耳，或11至50密耳，或15至40密耳，或20至30密耳。
环形带可在固态下伸展和拉伸，以产生可热收缩薄膜管。在一个实施方案中，可热收缩薄膜管的总厚度为至少0.5密耳，或至少1密耳，或至少1.5密耳，或至少2密耳，或至少2.5密耳，或至少3密耳，或至少5密耳，或至少7密耳。在一个实施方案中，可热收缩薄膜管的厚度为0.5至10密耳，或1至7密耳，或1.2至5密耳，或1.3至4.5密耳，或1.4至4密耳，或1.5至3.5密耳，或1.6至3密耳，或1.7至2.5密耳。
从环形模头出来的环形带可经淬火，然后再加热到其软化点，并在固态时取向。可在环形带在固态下取向之前对其进行不连续性和/或层厚度的检查。另外，可对平折构造下的环形带进行检查。或者，可在固态取向之后对取向的薄膜进行检查。在一个实施方案中，取向薄膜的检查可作为平折构造下的取向薄膜管的检查来进行。
或者，薄膜可从狭缝模头作为扁平带挤出。如果需要可热收缩的扁平薄膜，则可随后将扁平带加热到其软化点，并在固态时取向，例如通过拉幅机，以制造可热收缩的扁平薄膜。可在取向之前或在固态取向之后检查扁平带。
在一个实施方案中，通过在薄膜的至少10%表面的区域上穿过薄膜的整个厚度检查来进行该方法。在供选的实施方案中，通过穿过薄膜的整个厚度、多层薄膜的至少20%、至少30%、或至少40%、或至少50%、或至少60%、或至少70%、或至少80%、或至少90%、或至少95%、或至少98%、或至少99%、或至少99.5%、或至少99.9%或100%检查来进行该方法。
在一个实施方案中，功能层作为阻挡层起作用。阻挡层可以为氧气阻挡层、感官阻挡层(对香气和/或味道组分的阻挡层)、水分阻挡层或薄膜领域的技术人员已知的任何其它阻挡层。
适合的水分阻挡层包括基于乙烯的聚合物(例如高密度聚乙烯)、聚丙烯(尤其经双轴取向的聚丙烯)、聚酯、聚苯乙烯和聚酰胺。
适合的热塑性氧气阻挡层包括聚偏二氯乙烯(PVDC)、经皂化乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(通常也称为乙烯/乙烯醇共聚物或EVOH)、聚酰胺、聚酯、取向聚丙烯和乙烯均聚物。
检查薄膜的氧气阻挡层为薄膜提供了附加值，因为氧进入包含氧敏感性产品的包装会缩短产品的保存期限，或使产品不能用于其预期用途。如果在氧存在下储存太久，药品、医疗器件、可腐蚀金属、分析化学品、电子器件、食品(包括肉类)、饮料和很多其它产品会遭受保存期限减少、败坏或变得不可用。为了对抗这个问题，已经研发了包装材料和包装系统，以通过提供具有降低的氧水平的包装环境或“顶部空间”来保护这些产品。
通过在真空下包装，或通过围绕产品置换气氛并用改进的气氛(例如，氧低)代替，可降低氧水平。在某些情况下，可用这些包装系统得到的低氧水平仍不足以提供所需的保存期限。
在食品包装中，阻挡层的用途是显著延长食品的保存期限，并防止食品败坏。在一些多层食品包装薄膜中，阻挡层可以极薄。低缺陷水平或无缺陷的阻挡层有助于延长包装食品的保存期限。如果真空包装或改进气氛包装有显著的不连续性，且氧气阻挡层允许大气氧进入包装，则包装内的大气氧含量最终将增加，从而缩短产品的保存期限。
在一个实施方案中，使可检测组分(例如，紫外(UV)荧光剂)与氧气阻挡树脂共混，所述树脂例如为PVDC或EVOH，或甚至包括有聚合形成PVDC或EVOH的反应剂。以一致的水平在阻挡树脂内提供可检测组分，使得可检测组分遍布树脂均匀分散(从而遍布所得薄膜层分散)，允许精确监测和识别阻挡层中的不连续性。通过将添加剂共混到聚合物中或在添加剂存在下制备聚合物的本领域的技术人员已知的共混和/或复合步骤，可实现均匀性。例如，如下所述，可用分阶段共混进行15ppm指示剂与热塑性聚合物的均匀共混物的制备。在第一共混阶段，使3重量份指示剂母料与97重量份主要聚合物共混，得到含有30,000ppm水平的指示剂的第一阶段共混物。在第二共混阶段，使部分或全部第一阶段共混物用主要聚合物20:1稀释，得到含有1500ppm水平的指示剂的第二阶段共混物。在第三阶段共混中，使部分或全部第二阶段共混物用主要聚合物100:1稀释，得到含有15ppm指示剂水平的指示剂的第三阶段共混物。在各阶段中，通过使用例如高剪切混合机使共混进行到高度的均匀性。所得共混物的均匀性也允许阻挡树脂在薄膜的阻挡层中保持其阻挡功能。
可以低水平(例如，20ppm)添加可检测组分，使得层保持其阻挡性质，但可检测组分以可由机器视觉系统容易地检测的足够高水平存在。如果使用紫外荧光剂，则在接收激发荧光剂的紫外辐射时，提供的紫外剂应在足够高的水平，使得其荧光可容易地由机器视觉系统检测，但同时应在足够低的水平，使得紫外剂的存在不会实质上降低制备阻挡层的氧气阻挡聚合物的氧气阻挡特性。
然后可将可检测组分/阻挡材料共混物单独挤出，或与一种或多种另外的熔体流组合挤出，以形成单层或多层薄膜。在一个实施方案中，在薄膜制造过程中，可在线用视觉系统产生信号，该信号用于通过检测可检测组分的存在和不存在来识别可存在于阻挡层中的不连续性。在一个实施方案中，可用来自机器视觉系统的输出信号监测阻挡层的厚度，以确保该层在整个薄膜结构中提供足够的氧气阻挡，并且阻挡层的太薄的区域可能不提供获得所需保护或所需保存期限要求的氧气阻挡水平。
虽然经包装产品中可检测组分的存在优选不易被消费者看出，但如果用紫外荧光剂作为可检测组分，则通过简单地用紫外光(例如紫外手电筒)照射薄膜的卷，使紫外剂发荧光，由此基于是否观察到期望的荧光来确认在薄膜中存在或不存在氧气阻挡层，使用这种薄膜的卷来包装产品的产品包装人员就能够肯定地确认薄膜中阻挡层的存在或不存在。
立即识别薄膜中阻挡层的能力是重要的，因为包装利用多种薄膜，其中一些薄膜需要阻挡层，而其它包装薄膜不需要阻挡层。如果非阻挡薄膜无意中被错标为阻挡薄膜，或者无意中用于包装需要阻挡薄膜的产品，则包装在该薄膜中的产品的保存期限可能受损，可能导致产品受损。例如，在薄膜的氧气阻挡层中存在紫外荧光剂允许快速和准确地试验，以肯定地确认薄膜中阻挡层的存在或不存在，从而使在缺乏氧气阻挡层的薄膜中包装氧敏感性产品的机会最大限度地减少。
除了用指示剂的存在即刻评价阻挡层(或包含指示剂的任何功能层)是否存在外，也除了用功能层中的指示剂评价薄膜的功能层中的不连续性外，也可用功能层中指示剂的存在来评价功能层的厚度，并评价功能层的比功能层所需厚度更厚和/或更薄的区域的存在。在其中例如荧光指示剂的浓度均匀分布的功能层中，薄区域将比所需厚度下的区域发更弱的荧光(即，更暗)，而厚区域将比所需厚度下的区域发更强的荧光(即，更亮)。
在一个实施方案中，阻挡层中的可检测组分与视觉系统的组合允许在生产或处理薄膜时连续监测阻挡层。该方法可识别阻挡层不连续性(即阻挡层缺陷)的存在，可任选设计成基于尺寸和类型将缺陷分类，可任选设计成映射缺陷的位置，甚至可在缺陷所处的任何区域给薄膜加标签，可任选计数和记录缺陷的数量和分类，包括累积缺陷计数。在一个实施方案中，这种监测方法可在线进行，即对移动的幅材进行。在一个实施方案中，该方法可监测100%的阻挡层。
许多机制可在薄膜的功能层中产生不连续性，或者使薄膜的功能层的区域显著变薄。不连续性和显著变薄的区域可能由例如挤出系统中缺乏阻挡材料、熔体流中的气泡或空隙、模头线和与阻挡聚合物一起通过模头的污染物(非阻挡材料)引起。不连续性或变薄的区域可以是细长的，如在模头线的情况下，或者由于气泡或空隙或通过模头的非阻挡污染物，而为缺乏阻挡材料的圆形或奇形区域。不连续性可占据旨在为阻挡层的薄膜的那个部分的区域。
在一个实施方案中，可用该方法以揭示包含可检测组分的阻挡层的厚度的方式检查薄膜。另外，与不连续性的检测一样，阻挡层厚度的监测可对移动的幅材进行，并且可在整个幅材上进行。薄膜的变薄区域可能由多种原因引起，例如模唇上材料的堆积。尽管变薄的区域不是阻挡层的不连续性，但变薄的区域可降低阻挡层的阻挡性能，达到具有变薄阻挡层的薄膜部分不适合所需包装最终用途的程度。
已发现，可检测组分，例如紫外荧光剂，可以允许机器视觉系统检测阻挡层中的不连续性和量化阻挡层厚度的水平提供。保持所需的阻挡层的最低厚度水平提供穿过薄膜的所需低透氧率。本发明的方法和系统可产生指示薄膜的阻挡层是否低于最小可接受厚度的信号。
也可用该方法检查另外种类的薄膜阻挡层，例如危险化学品阻挡层。例如，由各种环烯烃共聚物制成的薄膜层已用作醇阻挡层。这样的层可具有添加的可检测组分，使得它们可通过机器视觉系统以与检查具有氧气阻挡层的薄膜相同的方式、即如上所述地检查。
另外，设计为提供微生物阻挡层的包装可包含使微生物失效的活性剂，如US2012/0087968A1和WO2012/047947中所述，它们各自通过参照以其整体结合到本文中。这些薄膜中的一些设计用于食品包装。其它设计用于非食品接触最终用途。包含批准用于食品用途的材料的食品接触薄膜可包括例如天然得到的物质，例如抗生素、细菌素、壳聚糖、酶、天然提取物、肽、多糖、蛋白质和/或烯丙基异硫氰酸酯。
其它薄膜可具有包含一种或多种酸的层，所述酸例如乙酸、柠檬酸、肉桂酸、乳酸、月桂酸、辛酸、丙酸、山梨酸和/或苯甲酸。这种层可配备有添加的可检测组分，使得该层可通过机器视觉系统以与检查具有氧气阻挡层的薄膜相同的方式、即如上所述地检查。
还有其它薄膜可具有包含酸盐、细菌素、噬菌体、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、BHA/BHT、氯化鲸蜡基吡啶鎓、壳聚糖、二氧化氯、抑霉唑、溶菌酶和/或乳铁蛋白的层。这种层可在其中配备有可检测组分，使得该层可通过机器视觉系统以与检查具有氧气阻挡层的薄膜相同的方式、即如上所述地检查。
还有其它薄膜可具有包含金属或金属盐(例如银、铜或锌)、金属氧化物和/或甘油单月桂酸酯的层。这种层可配备有添加的可检测组分，使得该层可通过机器视觉系统以与检查具有氧气阻挡层的薄膜相同的方式、即如上所述地检查。
还有其它薄膜可具有包含天然油或提取物例如百里酚、丁子香酚、香草醛、大蒜油、葡萄籽提取物、肉桂、洋葱、罗勒、牛至、月桂和/或丁香的层。这种层可配备有添加的可检测组分，使得该层可通过机器视觉系统以与检查具有氧气阻挡层的薄膜相同的方式、即如上所述地检查。
还有其它薄膜可具有包含聚六亚甲基双胍盐酸盐、对羟基苯甲酸酯、接枝硅烷-季胺、三氯生和银、铜和/或锌的沸石的层。这种层可配备有添加的可检测组分，使得该层可通过机器视觉系统以与检查具有氧气阻挡层的薄膜相同的方式、即如上所述地检查。
向薄膜层添加可检测组分允许薄膜层通过传感器系统检测。没有可检测组分，传感器系统就不能检测薄膜层的存在。可检测组分可以为被动的，即响应系统，例如通过颜料或染料的简单吸收。可检测组分可以为反应性或主动的，即通过例如相变(热致变色材料)、荧光或光致变色的机制响应采用热IR、近IR、可见或UV光照射。被动可检测组分不需要外部能源来执行其预期可检测性功能，而主动组分由外部能源激发并转换那种能量，以执行其预期可检测性功能。在一个实施方案中，可检测组分为非迁移性，即，它不从薄膜的一层迁移到另一层，或从薄膜层的内部迁移到该层表面。
主动传感器系统可设计为跨广阔的地理区域掠扫。可检测组分产生使可检测组分(以及因此，层)对传感器系统而言突出的独特应答。
添加可检测组分还可使薄膜层具有高信噪比。可检测组分可利用现象学和在噪声不常见的感测带中起作用，从而进一步提高有效信噪比。信噪比也可能受到用于激发主动可检测组分的入射光强度的影响。通过试错，可增加或减小入射光强度，直到平均信噪比为10或更高。
声音也可作为主动现象用于可检测组分。例如，可检测组分可发射超声声波，或者在该电磁谱内起作用。声音作为主动现象在感测到通过物质传播的所得压力波时起作用。可检测组分可基于声学，例如，提供超声感测能力。因此，可检测组分可以为压电换能器(PZT)。
电磁谱对于可检测组分可以是主动现象。在利用电磁谱作为主动现象用于可检测组分的系统中，术语“可检测”是指在可见光谱中、或红外光谱中、或紫外光谱中或那些光谱外的电磁谱的任何部分中检测到。在电磁谱内工作的显著优点是所涉及信号的传播速度非常高，即光速。
可检测组分可以检测器可检测、同时允许功能层保持其预期功能的任何水平存在于功能层中。太多的可检测组分可干扰层功能。太少的可探测组分可变得对检测器而言不可检测。在一个实施方案中，可检测组分可以至少0.5ppm的水平存在。本文所用短语“百万分率”和等价表达“ppm”是指可检测组分的重量相对于层的总重量(可检测组分重量+层中剩余组分的重量)。当然，层的主要组分是一种或多种在室温为固体的热塑性聚合物。层的可检测组分和热塑性聚合物在室温均可为固体。在一个实施方案中，可检测组分可以至少1ppm、或至少1.5ppm、或至少2ppm、或至少3ppm、或至少5ppm、或至少10ppm、或至少20ppm、或至少40ppm、或至少80ppm、或至少120ppm、或至少160ppm、或至少200ppm、或至少300ppm或至少500ppm的水平存在。在一个实施方案中，可检测组分可以0.5至40ppm、或1至20ppm、或1.5至10ppm或2至5ppm的水平存在于层中。为了使薄膜适用于食品接触最终用途，可检测组分必须以不大于150ppm的量存在于层中。
在一个实施方案中，可检测组分为能够发射电磁辐射的成分。发射的辐射可来自电磁谱的任何部分，例如无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。可检测组分可由入射的电磁辐射激发，这使可探测组分发射电磁辐射。用于激发可检测组分的入射辐射和来自可检测组分的发射辐射对于可检测组分可以是独特的，并且取决于可检测组分的特性，可来自电磁谱的任何部分。
基于UV的可检测组分为具有独特的吸收和/或荧光性质的UV吸收性化合物。优选的UV吸收性可检测组分具有在自然界中不存在并且不容易与来自天然来源的信号混淆的独特光学特征。优选的UV可检测组分在其UV光谱中具有多种独特的吸收或荧光特征。例如，如本文所用，使用375纳米处的电磁辐射作为入射辐射来激发称为2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)的可检测组分，其被指定为CAS登记号7128-64-5，且其也称为：2,2'-(2,5-噻吩二基)双[5-叔丁基苯并噁唑]；2,5-双-2(5-叔丁基-苯并噁唑基)噻吩；2,5-双(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩；2,5-双-(5-叔丁基苯并噁唑基-[2-基])-噻吩；2,5-双-(5-叔丁基-2-苯并噁唑-2-基)噻吩；2,5-双(5'-叔丁基-2-苯并噁唑-2-基)噻吩；2,5-双(5'-叔丁基-2'-苯并噁唑基)噻吩；2,5-双(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩；2,5-双(5-叔丁基-苯并噁唑-2-基)噻吩；2,5-双(5-叔丁基苯并噁唑基)-2-噻吩；2,5-二(5-叔丁基苯并噁唑-2-基)噻吩；2,2'-(2,5-噻吩二基)双[5-(1,1-二甲基乙基)-苯并噁唑；2,5-双(5'-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩；和2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)。375纳米处的入射辐射的吸收使受激的2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)光学增亮剂可检测组分发射435纳米处的辐射。使光学增亮剂均匀共混到PVDC树脂中，用该树脂生产多层薄膜的氧气阻挡层。使得到的环形带和/或可热收缩薄膜管暴露于375nm处的入射辐射激发2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)光学增亮剂可检测组分，以发射435纳米处的辐射。通过机器视觉系统检测发射的435nm辐射，它揭示了带和多层薄膜管的PVDC阻挡层的存在、连续性和厚度。
第二个方面涉及一种检查系统。在一个实施方案中，检查系统硬件包括：(i)摄像机网络中的一个或多个摄像机，(ii)照明，(iii)一个或多个信号处理器，(iv)操作者界面，(v)输入/输出接口，(vi)编码器，和(vii)工业计算机。在一个实施方案中，系统构造可使得摄像机和电子设备的集成不需要在各薄膜生产线(或薄膜处理线)上的计算机。相反，可将单个服务器用于很多线。
在一个实施方案中，摄像机网络中的各摄像机将数字数据传递到位于工业计算机中的信号处理器，其中采用图像处理和机器学习算法来完成检查任务。
在一个实施方案中，照明可以为利用软件控制快门速度和光强度的紫外背光。在其中该方法设计成同一时间对同一薄膜同时检查多个薄膜层的实施方案中，可使用多个灯，且对快门速度和光强度利用一个或多个控制器。
在一个实施方案中，基于计算机的信号处理器进行处理任务，例如图像分割、图像降噪、对比度增强、阈值化和/或模式识别。处理任务可包括特征提取、特征选择和/或特征融合，以实现缺陷检测和缺陷分类。信号处理器可完成并行处理任务。
可适应于进行移动幅材的检查的机器视觉系统的一个实施方案为Isra SurfaceVision Inc.销售的系统。该系统在320兆赫下操作。利用4K线扫描彩色摄像机，使用标准镜头，每次扫描有4096个像素跨过。各像素的灰度值为0至255，其中0为白色，255为黑色，1-254为灰色调。一个替代实施方案利用4K线扫描单色摄像机。利用标准镜头与单色摄像机，每次扫描有4096个像素跨过。
并非每个不连续性都必需检测和报告。可设定阈值，以便只标记在阈值尺寸之上的缺陷用于去除。例如，阈值可设定为在至少一个方向具有至少2毫米尺寸的不连续性或薄区域，即具有在机器方向至少2毫米和/或在横向至少2mm的尺寸的不连续性或薄区域。或者，阈值可设定为在至少一个方向至少1毫米的尺寸，即在至少一个方向至少1毫米的不连续性或薄区域。即使系统有看到在至少一个方向低至10微米尺寸的不连续性的能力，也可设定这样的阈值。阈值的设定不同于机器视觉系统检测在至少一个方向低到至少特定尺寸的不连续性和/或薄区域的能力。相反，阈值的设定是触发响应其而产生信号的不连续性/细点的尺寸的最小值的设定。那个阈值可设定在任何期望值，并且不同于机器视觉系统检测低到至少指定尺寸的不连续性的能力。
包括用于数据采集和数据分析的数据流程图的视觉系统设计的实施方案在图8中说明。图8的视觉系统设计包括数据流程图，其包括一个或多个摄像机、数据采集系统、视觉检查引擎、在线动作系统和数据库管理系统。这些组分一起构成用作阻挡层缺陷检测的系统。
摄像机可以为彩色摄像机或单色摄像机。摄像机使用的照明可具有可调节的强度。虽然摄像机可以为区扫描摄像机或线扫描摄像机，但线扫描摄像机是优选的，因为它产生可更快分析的更少数据。虽然摄像机可具有4K或8K像素/线，但4K足以检查扁平带、扁平薄膜、环形带、环形热吹塑薄膜(一种不可热收缩薄膜，其可在高于熔点的温度取向)和/或环形可热收缩薄膜管。环形带和薄膜可以平折构造检查，其中图像提供关于带或薄膜的两个平折侧的连续性的数据。
用摄像头、照明和镜头构造的适当组合，采集一系列图像并将其馈送到采集系统中，其中数据被缓冲，并转移到检查引擎进一步处理。进行一系列信号处理任务，如图像分割、图像降噪、对比度增强、阈值化、模式识别(包括特征提取、特征选择和特征融合)，以实现缺陷检测和缺陷分类。将检测结果进一步馈送到在线动作系统中，以引起：预定的警报，薄膜标记，显示不连续性的图像，显示关于一个或多个不连续性的数据(包括显示与不连续性的几何特征、不连续性的位置、不连续性的发生程度、不连续性的严重性有关的数据)，和/或产生不连续性数据的报告。关于不连续性的数据可即时和在线显示，或者在生产完成后显示，即离线，即不在工作中，数据可在离线数据库管理系统中访问。使用数据挖掘，数据可操纵、可视化、并组织成所需的任何按需报告表。
设置数据处理软件，以适应不同的浓度水平，并且最小化对参数(例如暴露时间和光强度)的动态调整的需要。 该系统设计用于检测薄膜在机器方向移动时存在的不连续性，并且还用于将不连续性与其它缺陷和污染区分。
可用由区扫描摄像机捕获的2-D像素矩阵图像或通过线扫描摄像机捕获的1-D像素线来完成薄膜图像。为了进行关注区选择和图像分割，使用幅材边缘跟踪来跟踪连续幅材的边缘。图像分割用于基于检测的幅材边缘裁剪图像和选择关注区。通过图像预处理，使基线和缺陷之间的差异最大化。提取、选择不同的特征(例如，几何特征、像素灰度值阈值等)，并使其融合成复合特征。使用数据挖掘，实现了阻挡层缺陷的检测，以及对位处的其它缺陷和/或污染的分类和分开处理，或者对其它缺陷和/或污染的分类和忽略。
用两种模式识别算法实现不同通道中的检测：暗特征检测(暗点和光点)和条纹检测。暗特征检测和光特征检测基于灰度值阈值。条纹检测基于几何特征。
扫描被限于平折薄膜管边缘内部的区域。与薄膜管的外部1-2毫米有关的数据被弃去，因为平折薄膜管在生产期间运送时显示约1mm的不规则或规则的振荡横向运动。如果扫描延伸到边缘，则振荡横向移动可能引起在检测阻挡层中的不连续性时的假阳性。
在一个实施方案中，在工业计算机上运行操作者界面软件。缺陷数据显示在界面上，并在常驻数据库中存档。缺陷数据和图像在界面上实时显示。可在界面上按需查看即时、历史和统计数据。可设置系统，以选择性检测与阻挡层相关的薄膜缺陷(例如阻挡层薄点或区域、缺失阻挡层和包括不连续性几何特征的阻挡层不连续性)并精确分类。可对各缺陷的图像进行分类、储存和显示。可实时捕获各缺陷的高分辨率图像。可提供离散缺陷信息，例如个体缺陷几何信息和组缺陷统计，用于即时决策和动作(关于过程改进)并监测(例如缺陷报警)。可对不同的缺陷严重性水平设置关于标志/标记和报警的各种输出。例如，利用允许容易地自动和/或按需产生各种报告的数据挖掘软件，可将数据导出到MS Excel和/或位于网络上任何地方的SQL数据库。在诸如数字处理板的处理单元上处理缺陷数据。标记可与具有一个或多个缺陷的薄膜的重绕结合使用，随后用切割器切掉薄膜中的缺陷。可通过在(或对应于)薄膜中缺陷的位置将标签应用到薄膜来进行标记。在薄膜卷投入商业或用于包装产品或用于其中缺陷的存在会对要在薄膜使用中达到的目标不利的其它最终用途之前，将金属标签应用到薄膜允许容易地扫描薄膜卷。
在一个实施方案中，标准输入/输出接口允许外部信号输入，例如新卷指示、断幅指示和暂停检查指示。关于用户定义的缺陷警报标准的警报输出也通过输入/输出接口处理。还可启动输出，以控制下游标记或标志装置。可对预定严重性或标准不同的缺陷激活警报。报警和缺陷信息可通过OPC(即软件界面标准)发送到工厂网络、可编程逻辑控制器(PLC)或监控和数据采集/人机界面(SCADA/HMI)。
在一个实施方案中，用编码器测定幅材速度，以便可确定所检测的缺陷的位置，特别是沿被检查的带或管或扁平薄膜的长度向下。由系统接收来自编码器的一系列脉冲，并计数。将计数发送到处理器，以确定被检测缺陷位处的沿幅材向下的距离。
以下为下文所述实施例的薄膜中存在的各种树脂和其它组分的特性的信息。
SSPE1为AFFINITY® PL 1281G1均相乙烯/辛烯共聚物，其密度为0.900g/cm3，熔体指数为6.0dg/min，得自The Dow Chemical Company。
SSPE2为AFFINITY® PL 1850G均相乙烯/辛烯共聚物，其密度为0.902g/cm3，熔体指数为3.0dg/min，得自The Dow Chemical Company。
SSPE3为EXESED® 1012HJ均相乙烯/己烯共聚物，其密度为0.912g/cm3，熔体指数为1.0dg/min，得自ExxonMobil。
VLDPE1为XUS 61520.15L极低密度聚乙烯，其密度为0.903g/cm3，熔体指数为0.5dg/min，得自The Dow Chemical Company。
LLDPE1为LL 3003.32非均相乙烯/己烯共聚物，其密度为0.9175g/cm3，熔体指数为3.2dg/min，得自Exxon Mobil。
LLDPE2为DOWLEX® 2045.04线型低密度聚乙烯，其密度为0.920g/cm3，熔体指数为1.0dg/min，得自The Dow Chemical Company。
LLDPE3为XUS 61520.21线型低密度聚乙烯，其密度为0.903g/cm3，熔体指数为0.5dg/min，得自The Dow Chemical Company。
EVA1为EB524AA乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(14%乙酸乙烯酯)，其密度为0.934g/cm3，熔体指数为3.5dg/min，得自Westlake Chemical。
EVA2为ESCORENE® LP761.36乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(26.7%乙酸乙烯酯)，其密度为0.951g/cm3，熔体指数为5.75dg/min，得自Exxon Mobil。
EVA3为592AA乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(10.5%乙酸乙烯酯)，其密度为0.931g/cm3，熔体指数为2.0dg/min，得自Westlake Chemical。
PVDC-1为SARAN® 806偏二氯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物，其密度为1.69g/cm3，得自The Dow Chemical Company。
PVDC-2为IXAN® PV910偏二氯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物，其密度为1.71g/cm3，得自Solvin。
OB为BENETEX OB PLUS® 2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)荧光剂，得自Mayzo Inc.。
MB 1为100458线型低密度聚乙烯中的含氟聚合物母料，其密度为0.93g/cm3，熔体指数为2.3g/10min，得自Ampacet。
MB 2为IP-1121线型低密度聚乙烯中的含氟聚合物母料，其密度为0.92g/cm3，熔体指数为2g/10min，得自Ingenia Polymers。
薄膜1-6号和薄膜1-3号的检查
用图1A、1B和1C中所示的方法制备和检查薄膜1至6号。图1A和1C示意性说明用于制备本文实施例中所用的可热收缩薄膜的方法。图1B示意性说明用于检查与薄膜1号、2号和3号的结构相对应的各经涂覆环形带的氧气阻挡层的实验室方法。
在图1A中所示的方法中，将固体聚合物珠粒(未示出)送到多个挤出机28(为简单起见，仅示出一个挤出机)。在挤出机28内，运送聚合物珠粒，熔融，并脱气，随后将得到的无泡熔体运送到模头30中，并通过环形模头挤出，得到环形带32，环形带32厚约15密耳。
在通过来自冷却环34的喷水冷却和淬火后，环形带32通过夹辊36坍塌成平折构造。在坍塌时，环形带具有约2.5英寸的平折宽度。为平折构造的环形带32然后穿过由防护体40围绕的照射拱38，其中环形带32用来自铁芯变压器型加速器42的高能电子(即，电离辐射)照射。在辊44上引导环形带32通过照射拱38。优选环形带32的照射在约64kGy的水平。
在照射后，引导经照射的环形带46通过预涂夹辊48，随后经照射的环形带46略微膨胀，产生截留气泡50。在截留气泡50处，经照射的环形带46并未明显纵向拉伸，因为后涂夹辊52的表面速度与预涂夹辊48的表面速度大致相同。另外，经照射的带46膨胀为只足以使环形带成为基本圆形构造，而没有明显的横向取向，即，没有横向伸展。
由气泡50略微膨胀的经照射带46通过真空室54，随后将其运送通过涂覆模头56。环形涂覆流58从涂覆模头56熔融挤出，并涂覆在经膨胀的经照射环形带46上，以形成经涂覆环形带60。涂覆流58包括由PVDC制成的O2阻挡层与另外的层，所有这些层均未通过电离辐射。上述涂覆步骤的更多细节大体上阐述于BRAX等人的美国专利4,278,738号，其通过参照以其整体结合到本文中。
在照射和涂覆后，使现在具有约25密耳厚度的经涂覆环形带60卷绕到卷绕卷62上。如图1B中所示，将平折构造的经涂覆环形带60的移出的卷绕卷62A展开，并在其以400英尺/分钟的速度运送时评价氧气阻挡层的连续性，并重绕成卷绕卷62B。实际上，将薄膜1号、薄膜2号和薄膜3号的各经涂覆环形带60以并列结构展开，并且全部同时由相同的设备评价氧气阻挡层的连续性。各平折经涂覆环形带60具有2.5英寸宽度。图1B为用于评价仅一条环形经涂覆带的布置的示意图，尽管所有三条经涂覆环形带60都用相同的设备同时并列布置和评价。
在图1B中，卷绕卷62A(即，从图1A中所示过程脱离的卷绕卷62)在其上具有经涂覆环形带60，且经涂覆环形带60被展开，在紫外光源61上且在摄像头63下运送，并且重绕成卷绕卷62B。一旦从卷62A展开，平折构造的经涂覆环形带60就在紫外(UV)光源61上通过，并由来自UV光源61的375纳米(nm)入射辐射从下面冲击，其中375nm辐射激发薄膜的PVDC层中的光学增亮剂。在经涂覆环形带60接收入射辐射的同时，经涂覆环形带60在位于经涂覆环形带60上方的彩色线扫描摄像头63下通过，彩色线扫描摄像头63处于正好橫跨的位置和在环形带60下UV光源61所在的定位。如图1B中所示，视觉系统彩色摄像头63位于平折带60之上正好在UV光源61上方的位置，并且设置成跨经涂覆平折带60扫描，其被编程为只着眼于蓝色通道(尽管彩色摄像机视见分成256种离散颜色的红色、绿色和蓝色)，即，只着眼于约435纳米的波长。摄像机曝光时间为约100微秒，并且摄像机分辨率为沿每条扫描线每次扫描4096个像素，该扫描线相对于正被检查的经涂覆薄膜带的取向处于横向。将视场调整为跨相互为并列关系的所有三条经涂覆带略长于横向距离，所述带相互分开几毫米。由位于工业计算机65中的信号处理器处理的从摄像机拍摄的图像，使得能够产生扫描信号图，该图提供经涂覆环形带60中氧气阻挡层的连续性的评价。
随后，如图1C中所示，在制造所需可热收缩薄膜管的方法中的第二阶段，卷绕卷62B作为退绕卷64安装。将经涂覆环形带60从退绕卷64展开，并在导辊66上通过，随后使经涂覆环形带60通入容纳有热水70的热水浴槽68中。使仍然处于平折构造的经涂覆管状薄膜60浸入热水70(优选在约185℉至210℉的温度)约10至约100秒的时间，即，长得足以使环形带60达到其软化点(即，在经涂覆环形带处于固态时双轴取向所需的温度)。
随后，引导经涂覆环形带60通过夹辊72，并吹制气泡74，从而横向固态拉伸经涂覆环形带60。另外，在吹制即横向伸展的同时，夹辊76沿纵向拉伸环形带60，因为夹辊76的表面速度高于夹辊72的表面速度。由于横向伸展和纵向拉伸，环形带60在固态双轴取向，以形成经双轴取向的可热收缩薄膜管78。可热收缩薄膜管78被以3.6:1的比例横向伸展，并以3.6:1的比例纵向拉伸，使总取向为约13X。当气泡74保持在成对的夹辊72和76之间时，所得的吹塑膜管78通过辊80坍塌成平折构造。吹塑膜管78具有约10英寸的平折宽度。随后，将处于平折构造的薄膜管78输送通过夹辊76，并跨过导辊82，然后卷绕到卷绕辊84上。惰辊86确保良好的卷绕。
薄膜1号至薄膜6号各自为多层可热收缩薄膜，这些薄膜具有以下表1中大致说明的层布置、层组成、层厚度和层功能。将密封层、第一主体层和第一粘结层全部一起共挤出，并在拱38中进行高能照射。在涂覆步骤中放上阻挡层、第二粘结层、第二主体层和滥用层，即，未照射。由薄膜1至6号制成的可热收缩薄膜管具有以下层布置、组成和厚度：
表1
薄膜1号至薄膜6号各自包含由以上指认的聚偏二氯乙烯(PVDC)树脂组成的氧气阻挡层。对于各薄膜1号至薄膜6号，使PVDC树脂与作为光学增亮剂的可检测组分均匀共混。更具体地讲，薄膜1至6号各自包含2,2'-(2,5-(噻吩二基)-双(5-叔丁基苯并噁唑))光学增亮剂作为可检测组分。更具体地讲，光学增亮剂为BENETEXTM 光学增亮剂，得自3935 LakefieldCourt, Suwanee, GA的Mayzo, Inc。使光学增亮剂共混入用于制备各薄膜1至6号的氧气阻挡层的PVDC，且按以下水平制备共混物：6.25ppm(薄膜1号)、12.5ppm(薄膜2号)、18.75ppm(薄膜3号)、25ppm(薄膜4号)、37.5ppm(薄膜5号)、50ppm(薄膜6号)，且各共混物为光学增亮剂与PVDC的均匀共混物。薄膜的其它层均不包含任何光学增亮剂，以下所述薄膜7至10号的情况也是如此。
图2示出：顶部部分91，其示出(i)扫描信号图90，相信为薄膜1号的经涂覆环形带；(ii)扫描信号图92，相信为薄膜2号的经涂覆环形带；(iii)扫描信号图96，相信为薄膜3号的经涂覆环形带。顶部部分91显现为单张图，因为各幅材的平折环形带以约400英尺/分钟运送，同时并列地定位，且同时跨所有三条平折经涂覆带从单台摄像机进行单次扫描。在图2中，顶部部分91显示在横向的滤波检测信号幅度的三个样本，即，并列关系的薄膜1号、薄膜2号和薄膜3号的经涂覆环形带的横向扫描的扫描信号图。在图2中，底部部分93显示从顶部到底部在机器方向延伸的薄膜1、2和3号的经涂覆环形带的相应图像。相信未对薄膜4、5和6号制作扫描信号图。
通过从位于平折构造的三条并列环形经涂覆带60下的UV光源61(图1B)冲击375纳米(nm)入射辐射，制作各扫描信号图(图2)。来自UV光源61的辐射激发薄膜的PVDC层中的光学增亮剂。视觉系统彩色摄像头63位于平折环形经涂覆带60上方正好在UV光源61之上的位置，并设置为跨平折经涂覆带以435纳米的波长扫描，以产生上述扫描信号图90、92和96。
从图2中存在的三个扫描信号图的关系明显看出，具有含6.25ppm BENETEXTM光学增亮剂的氧气阻挡层的薄膜1号的环形经涂覆带表现出最低的扫描信号强度。具有含12.5ppm BENETEXTM光学增亮剂的氧气阻挡层的薄膜2号的经涂覆带显示出比薄膜1号更高的扫描信号强度，但扫描信号强度低于具有含18.75ppm BENETEXTM光学增亮剂的氧气阻挡层的薄膜3号的经涂覆带。
在图2中，相对均匀的扫描信号90表明薄膜1号的经涂覆带的氧气阻挡层的阻挡层中没有检测到不连续性。扫描跨平折构造的经涂覆带进行，即，相对于带挤出的方向在横向进行扫描(对以下所述薄膜2-10号的带和幅材进行的所有扫描的情况都是如此)。这从扫描信号90明显看出，因为扫描信号90既没有部分超过对应于不连续性或空隙的预定阈值，也没有表现出所需层厚度过度变薄的阻挡层的任何区域。为了检测阻挡层中的不连续性或阻挡层中过度变薄的区域，必须将阈值设定在大于与扫描相关的噪声水平的水平。虽然可将阈值水平设定在任何期望水平，但是，除非信号实质上偏离噪声水平，否则不会检测到不连续性或过薄的区域。通过机器学习算法将与薄膜边缘相对应的信号尖峰与对应于层不连续性的尖峰区分开，机器学习算法可很容易地由计算机编程领域的技术人员研发。
薄膜2号的扫描信号92在所检查的大部分区域看来在预定阈值内，但有一小部分可被认为呈现出阈值外信号谷94(短语“信号谷”指在扫描图中信号幅度的下降)，对应于薄膜2号中阻挡层的特定位置的变薄或不连续性。然而，在信号谷94处距噪声水平的偏差太小(即信噪比太低)，以致于很难确定是否存在超出正常噪声水平的不连续性。据信，缺乏将该信号偏差肯定评价为不连续性(或厚或薄区域)的能力是由于薄膜2号的环形带的阻挡层中可检测组分的水平相对较低。然而，实际上存在信号谷94，因为用于将涂层挤出到薄膜2号的未涂覆环形带上的模头通过插入堵塞物而改变，堵塞物在薄膜2号的经涂覆带的图像95中产生模头线97，如图2的底部中间所示。未能评价是否这产生薄区域或完全的不连续性。
薄膜3号的扫描信号96在所检查的大部分区域也在预定阈值内，但呈现出由与阻挡层中的模头线相对应的层不连续性引起的一个阈值外信号区域98(即，信号谷)。在扫描信号96中显而易见的是，在信号区域98处的信号谷大得足以揭示由模头线形成的不连续性。扫描信号96中的信号谷比扫描信号92中的大，这是因为在薄膜3号的阻挡层中指示剂组分的水平高于薄膜2号中的水平。因此，阻挡层中指示剂组分的水平影响检测噪声水平之外信号谷的能力，该谷指示薄膜的阻挡层中的不连续性或薄区域。
跨薄膜1号的经涂覆环形带所取的那个扫描信号90没有表现出阻挡层中的明显不连续性，与用于将涂层挤出到薄膜1号的未涂覆环形带上的模头未通过插入在阻挡层中产生模头线的堵塞物而改变的事实一致。缺乏模头线与在图2底部薄膜1号的经涂覆带的图像91中缺乏任何明显模头线一致。
薄膜2号的经涂覆环形带的阻挡层的扫描信号92表现出信号谷94(短语“信号谷”指扫描图中信号幅度的下降)，表示阻挡中的不连续性。实际上存在信号谷93，是因为用于将涂层挤出到薄膜2号的未涂覆环形带上的模头通过插入堵塞物而改变，堵塞物在薄膜2号的经涂覆带的图像95中产生模头线97，如图2的底部中间所示。
薄膜3号的经涂覆环形带的阻挡层的扫描信号96表现出信号谷98，表示薄膜3号的经涂覆环形带的阻挡层中的不连续性。存在信号谷98，是因为用于将涂层挤出到薄膜3号的未涂覆环形带上的模头也通过插入堵塞物而改变，堵塞物在薄膜3号的经涂覆带的图像99中产生模头线100，如图2的底部右图像所示。
虽然薄膜1号和薄膜2号的扫描图是含有6.25ppm和12.5ppm的光学增亮剂可检测组分的阻挡层的扫描图，但摄像机设置没有被优化成显示信号谷。通过优化摄像机设置，相信2至5ppm的可检测组分水平能够清楚地揭示指示阻挡层中不连续性的信号谷。
薄膜7号、薄膜8号和薄膜9号
薄膜7号、薄膜8号和薄膜9号为根据上述图1A、1B和1C中所示方法制造和检查的多层可热收缩薄膜。各薄膜7、8和9号的所得可热收缩薄膜管具有以下层布置、层组成、层厚
度和层功能：
薄膜7号被制成在PVDC层中没有任何光学增亮剂。薄膜8号被制成具有含有5.44ppm水平BENETEXTM光学增亮剂的PVDC层。薄膜9号被制成具有含有8.38ppm水平BENETEXTM光学增亮剂的PVDC层。
图3包括不含光学增亮剂的薄膜7号的经涂覆环形带的扫描信号110。环形带处于其平折构造。除了摄像机是单色线扫描摄像机而不是彩色线扫描摄像机外，如关于薄膜1、2和3号所述地进行薄膜7号的检查。在其它方面，摄像机规格与以上关于评价薄膜1、2和3号所述的相同。从扫描信号110明显看出，即使不存在光学增亮剂，该薄膜也显示约60(相对标度上的无单位数字)的435nm发射强度水平。相信发射强度的阳性水平是由于环境光反射进入线扫描摄像头中。虽然跨薄膜7号的扫描信号强度未指示阻挡层中的任何不连续性，但如果已有不连续性，则应该未由扫描信号幅度中的谷揭示，因为扫描信号幅度不由光学增亮剂的荧光产生，因为在薄膜7号中不存在光学增亮剂。
图3也包括在PVDC阻挡层中含有5.44ppm水平光学增亮剂的薄膜8号的经涂覆环形带的扫描信号112。用相同的设备以相同的方式检查由薄膜8号制成的平折构造的环形带，同时检查薄膜7号，即，薄膜8号与薄膜7号并列扫描。从扫描信号112明显看到，薄膜8号显示约190(同样是相对标度上的无单位数字)的435nm发射强度水平。扫描信号112在信号幅度中没有表现出任何谷，指示在跨平折构造的环形带的扫描中没有不连续性。在涂覆模头中的阻挡层狭缝中未置入堵塞物，与上述薄膜2号和3号的制造中在涂覆模头的阻挡层狭缝中置入堵塞物相反。
图4示出薄膜8号的扫描信号114和薄膜9号的扫描信号116。如图4中可见，薄膜9号的扫描信号具有比薄膜8号的扫描信号更高的强度(在无单位标度上约250个单位，其中大部分扫描信号达到255个单位处的标度的饱和度)。薄膜9号的较高扫描信号幅度是由于与薄膜8号比较薄膜9号中的光学增亮剂水平更高，即薄膜9号的阻挡层包含8.38ppm光学增亮剂，而薄膜8号的阻挡层只包含5.44ppm光学增亮剂。与薄膜8号的扫描信号114一样，薄膜9号的扫描信号在信号幅度上未显示任何谷，指示在跨薄膜9号的环形带的扫描中没有不连续性，该环形带处于其平折构造。与薄膜8号一样，在用于制造薄膜9号的涂覆模头中的阻挡层狭缝中没有置入堵塞物，与上述薄膜2号和3号的制造中在涂覆模头的阻挡层狭缝中置入堵塞物相反。
薄膜10号
薄膜10号为根据上述图1A、1B和1C中所示方法制造和检查的多层可热收缩薄膜。另外，层布置和层组成与以上表1中所示相同。薄膜10号的阻挡层包含与PVDC聚合物共混的4.41ppm BENETEXTM光学增亮剂。环形涂覆模头中的阻挡层狭缝用三个人工堵塞物部分堵塞，以导致涂覆模头挤出其中具有三条模头线的PVDC氧气阻挡层。两个人工模头堵塞物被放置为使得当带处于平折构造时，得到的模头线将相互重合或重叠。第三个人工模头堵塞物被放置为落入平折环形带的一个平折侧。以此方式，平折构造的环形带的扫描将显示阻挡层中重叠和非重叠不连续性的影响。
图5A为使用与扫描薄膜7-9号所用相同的4k线扫描单色摄像机横跨(即，在横向)薄膜10号的平折经涂覆环形带170进行扫描的扫描图150。图5B为薄膜10号的经涂覆环形带170的被扫描部分的图像，其中环形带170处于平折构造。在经涂覆环形带处于其平折构造时取得图5A的扫描图和图5B的带图像二者，其中第一平折侧向上，第二平折侧向下，且在用波长375纳米的红外辐射照射经涂覆环形带、导致光学增亮剂发出435纳米的荧光辐射时，拍摄图5B中的经涂覆环形带的图像。
图5A和5B相互垂直对齐，这在于示出图5B的平折带170的左边缘172的图像，使其与图5A的扫描信号的左边缘幅度峰152和左边缘幅度谷154之间的负梯度对齐。另外，使图5B的平折带170的右边缘174的图像与图5A的扫描信号的右边缘幅度峰156和右边缘幅度谷158之间的负梯度对齐。另外，使图5B的平折带170中的第一模头线176与扫描图150中第一模头线幅度谷160和第一模头线幅度峰162之间的正梯度对齐。最后，使图5B的平折带170中的第二模头线178与扫描图150中第二模头线幅度谷164和第二模头线幅度峰166之间的正梯度对齐。在图5A中，代表带边缘的扫描信号的负梯度以及代表模头线176和178的扫描信号的正梯度为应用数据处理算法以产生扫描图的产物。
图6包括使用与产生图5A中扫描图所用相同的4k线扫描单色摄像机和与拍摄图5B的带的图像所用相同的摄像机横跨薄膜10号的平折经涂覆环形带200进行扫描的扫描图180。在图6中，扫描图180为与图5A中所扫描和图5B中所示的薄膜10号相同区段的扫描图，不同之处在于在图6中，环形带200端对端翻转，即以平折构造布置，且其第二平折侧向上，第一平折侧向下。在用波长375纳米的红外辐射照射经涂覆环形带、导致氧气阻挡层中的光学增亮剂发出435纳米的荧光辐射时，拍摄平折构造的经涂覆环形带200的图6图像。
在图6中，扫描图180与环形带200垂直对齐，这在于示出平折带200的左边缘202的图像，使其与扫描信号180的左边缘幅度峰182和左边缘幅度谷184之间的负梯度对齐。另外，使图6的平折带200的右边缘204的图像与扫描信号180的右边缘幅度峰186和右边缘幅度谷188之间的负梯度对齐。另外，使平折带200中的第一模头线206与扫描图180中第一模头线幅度谷190和第一模头线幅度峰192之间的正梯度对齐。最后，使平折带200中的第二模头线208与扫描图180中第二模头线幅度谷194和第二模头线幅度峰196之间的正梯度对齐。与图5A一样，在图6中，代表带边缘202和204的扫描信号的负梯度和代表模头线206和208的扫描信号的正梯度为应用数据处理算法以产生扫描图180的产物。
将具有向上的第一平折侧的图5B的经涂覆环形带170和具有向上的第二平折侧(即，环形带的相同区段但有相反的平折侧向上)的图6的经涂覆环形带200的图像比较，揭示(i)对应于图5B中第二模头线178的扫描信号的谷164和峰166的扫描信号幅度是比(ii)对应于图6的第二模头线208的扫描信号的谷194和峰196的扫描信号幅度更大的幅度。相信图5A中扫描信号谷164和峰166相对于图6的第二模头线208的相应扫描信号谷194和峰196的较高幅度是由于第二模头线178在经涂覆环形带的第一平折侧，其中在图5B中，第二模头线178直接由摄像机观察，而未被带的第二平折侧部分遮盖，如图6中第二模头线208那样。相信即使图5B中的第二模头线178是与图6中模头线208相同的模头线，也确立机器视觉扫描能够检测环形带的两个平折侧中模头线的存在，而不管模头线处于哪个平折侧。
关于图5B中的第一模头线176和图6中的第一模头线206，模头线176和206的黑暗强度的比较显示，它们在黑暗强度方面相对相似。据信，模头线176和206的图像及其相关的扫描代表由阻挡层模头狭缝中的两个人工放置模头堵塞物产生的两条重叠/重合模头线。带170和200中重叠/重合模头线176的外观的相似性显示，当从两侧观察时，在环形带的平折侧相互叠加的不连续性将具有更暗的外观，这与图5A和5B的第二模头线178(和信号谷164和信号峰166)相对于图6的第二模头线208(和信号谷194和信号峰196)外观和信号强度的明显差异不同。
图6中的扫描信号180也显示扫描信号幅度峰198和扫描信号幅度谷199之间的负梯度。该峰和谷看来对应于包含更高水平的光学增亮剂的阻挡层的一部分，相信这是由于阻挡层的变厚区域。基于图6中阻挡层变厚区域的机器方向取向，相信该变厚区域也可基于挤出模头的阻挡层狭缝中的异常。
图7A为横跨(即，在横向)图7B中所示平折可热收缩环形薄膜管区段240的一部分进行扫描的扫描图220，环形薄膜管区段210由图5B和6中所示的环形带制成，该带由薄膜10号制成。平折构造的可热收缩环形薄膜管区段240为通过图1C的方法进一步处理平折环形带170以产生平折可热收缩环形薄膜管240的结果。
图7B为平折构造的薄膜10号的平折可热收缩环形薄膜管240的被扫描部分的图像。在经涂覆环形带的该部分处于其平折构造时取得图7A的扫描图和图7B的带图像二者，其中第一平折侧向上，第二平折侧向下。在用375纳米波长的红外辐射照射可热收缩环形薄膜管、导致光学增亮剂发出435纳米的荧光辐射时，拍摄图7B的可热收缩环形薄膜管240的图像。
使用与扫描和拍摄图5A和6中薄膜10号所用相同的4k线扫描单色摄像机，产生平折可热收缩环形薄膜管240的扫描图220。另外，用与拍摄图5B和6的平折环形带170和200的图像所用相同的摄像机拍摄图7B的可热收缩环形薄膜管区段240的图像。
虽然图7B的可热收缩环形薄膜管240为扫描得到图7A的扫描图220的相同可热收缩环形薄膜管，但由扫描图220的左边缘峰222和右边缘峰224代表的平折薄膜管边缘不与图7B的薄膜管区段240的左边缘242或右边缘244对齐，因为图7B中所示的图像不显示所产生的可热收缩环形薄膜管的整个宽度。然而，图7A的扫描图220包含第一信号谷226和228，相信它们分别对应于图7B的模头线246和248。另外，信号谷226具有肩部，该肩部可对应于图7B中指定为模头线226的明显双(重叠)模头线，其可在可热收缩环形薄膜管区段240的相对的平折侧。因此，该方法在图5B的环形带170和图7B的可热收缩环形薄膜管240二者中均可找到模头线的位置。
尽管可以推测，可热收缩环形薄膜管240中的模头线246和248应与环形带170和200中的模头线相对应(因为薄膜管240由环形带170和200所代表的相同环形带制成)，但相信在图1C中(上述)所示方法中带的取向可能干扰使环形带中的模头线与所得可热收缩环形薄膜管中的模头线相关的能力。
薄膜11号和薄膜12号
使用预制薄膜样品，在实验室环境中进行各薄膜1号至薄膜10号中阻挡层中的连续性程度的评价。这些薄膜样品相对于机器视觉系统的固定位置以仅1英尺/分钟的速度移动。
与此不同，制备薄膜11号和薄膜12号，并在生产过程中在线评价薄膜的制备，且薄膜相对于机器视觉系统的固定位置以超过150英尺/分钟的速度移动，且各薄膜进行运行2小时的时间。将单点UV传感器(SMART RGB反射式数字传感器，UV头，型号CZ-H52，和SMARTRGB数字传感器放大器主单元PNP，型号CZ-V21AP，从美国Keyence公司获得)安装在视觉系统(具有Windows 10 OS的工业机架式PC，PC机箱，ISRA“SMASH”幅材处理板，320MHz 4096像素摄像机，摄像机电缆，键盘，显示器，摄像机镜头50mm f 1.2，LED灯线(UV)10英寸，带有电缆和安装支架的旋转式编码器，ISRA“CENTRAL”幅材检查软件和许可证，从ISRA SurfaceVision获得)下方，用于监视紫外水平波动。紫外水平波动并未高得足以产生假阳性。对于高剂量(薄膜11号具有基于阻挡层重量约45ppm指示剂)和低剂量(薄膜12号具有基于阻挡层重量约15ppm)组成软件基准。除暴露时间外，利用高剂量和低剂量的所有其它参数相同。
关于薄膜11号的层布置、层组成、层功能和层厚度如下：
薄膜11号
关于薄膜12号的薄膜管的层布置、层组成、层功能和层厚度如下：
薄膜12号
各薄膜11号和薄膜12号的阻挡层制剂配备有指示剂，该指示剂为BENETEX OB PLUS®苯并噁唑-2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)。虽然该材料已用作增白剂，以减轻薄膜挤出期间PVDC褐变的外观，但苯并噁唑-2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)在经历375nm的入射辐射时也充当荧光剂。在通过暴露于具有375nm峰值波长的辐射而激发时，指示剂发出435nm峰值波长的荧光。薄膜11号具有具45ppm OB水平的阻挡层。薄膜12号具有具15ppm OB水平的阻挡层。
在薄膜11号和薄膜12号的评价中，机器视觉评价在以超过150英尺/分钟移动的线上进行。虽然机器视觉系统能够检测低到低于0.1mm的不连续性，但报告的最小不连续性水平为0.1mm。
为了在用于试验运行的薄膜中提供阻挡层不连续性，薄膜11号和薄膜12号的挤出包括在PVDC挤出涂覆模头上堵塞四个位置，以在PVDC层中产生不连续性，其模拟变得卡在模头间隙中的固体颗粒。模头组套的PVDC层部分允许PVDC/指示剂共混物的熔融流从模头出来。四个堵塞物导致PVDC层中的四个不连续性。四个不连续性在PVDC层中沿机器方向连续延伸。四个不连续性看起来是在用模头生产的薄膜的PVDC层中沿机器方向延伸的连续条纹。
其中安装有四个堵塞物的环形多层涂覆模头的单个区段258的示意图在图9中示出。图9中所示的四个模头堵塞物包括宽度0.5英寸的第一堵塞物260、宽度0.0625英寸的第二堵塞物262、宽度0.125英寸的第三堵塞物264和宽度0.25英寸的第四堵塞物266。四个不连续性被限制在挤出涂覆模头的PVDC层中。最终薄膜的显微镜观察揭示，四条条纹的宽度为约4.1密耳(约0.1mm)、18.9密耳(约0.5mm)、19.5密耳(约0.5mm)和27.7密耳(约0.7mm)。
图10为关于上述薄膜12号的横跨平折幅材的薄膜宽度位置(x轴)作为信号强度(y轴)的函数的绘图。上部和下部水平虚线270和272代表必须超过才能确立不连续性的存在的软件限度。在图10中，最高信号峰274和276(连同与其成对的未标记信号谷)出现在幅材的边缘，即机器视觉在平折薄膜管的宽度外注视处。位于中心的信号强度峰280和282(连同与其成对的未标记信号谷)出现在显示超出预设限度的信号强度的不连续性位置处，并且对应于来自0.0625英寸和0.125英寸模头堵塞物的条纹。位于中间的信号强度峰284和286(连同与其成对的未标记信号谷)代表显示超出预设限度的信号强度的不连续性位置，并且对应于来自0.25英寸和0.50英寸模头堵塞物的条纹。
图11为薄膜12号的随时间获得的薄膜不连续性数据点作为从阻挡层中存在的受激指示剂发出的亮度的函数的绘图。各数据点290代表“阻挡层条纹平均亮度”，即从具有不连续性的薄膜的一部分发出的降低的平均亮度水平，该不连续性在阻挡层中显现为条纹。基于满足指定数量的连续暗像素(例如，在机器方向100个暗像素的连续串，各像素来自不同的线扫描，且100个像素来自100个连续线扫描，各像素沿着各线扫描处于相同的位置)的预设阈值的数据而产生各数据点290，所述连续暗像素得自在薄膜12号的生产期间故意放入模头中的特定模头堵塞物所产生的各机器方向条纹。以这种方式，各数据点代表对应于满足指定数量连续暗像素的预设阈值的阻挡层中的不连续性，所述连续暗像素得自与制造薄膜12号所用模头中的特定堵塞物相对应的各机器方向条纹。线292表示阻挡层条纹平均亮度的平均值。
图12为关于薄膜11号的随时间获得的薄膜异常数据点作为亮度的函数的绘图。以图11的数据点290代表上述图11中所示薄膜12号的含指示剂阻挡层的条纹中阻挡层条纹平均亮度相同的方式，在115到170的平均亮度水平之间的数据点分组中的数据点296代表在薄膜11号的阻挡层条纹中的平均亮度。线298代表数据点296的阻挡层条纹平均亮度的平均值。与图11中的数据点290一样，各数据点296代表对应于满足指定数量的连续暗像素的预设阈值的阻挡层中的不连续性，所述连续暗像素得自与薄膜11号的特定模头堵塞物相对应的各机器方向条纹。图12的各数据点290对应于100个连续暗像素的串，其位于来自摄像机的100个连续线扫描中跨幅材的接近相同的位置。以此方式，各数据点296对应于薄膜中条纹的一部分，该条纹由故意置于模头中的堵塞物引起。堵塞物中断了熔体流动的连续性，或者减小受堵塞物影响的薄膜区域中阻挡层的厚度，达到每单位面积的指示剂量不够高到足以满足与最低可接受阻挡层厚度相关的最低亮度水平的程度。
不能进行图11的平均亮度单位与图12的平均亮度水平的比较，因为在该数据的产生中，在薄膜11号和薄膜12号之间光强度和暴露时间设置是不同的。在薄膜11号和薄膜12号之间，阻挡层中指示剂的浓度也是不同的。
图12进一步示出关于“亮缺陷”的薄膜数据点300，即，薄膜中或薄膜上存在的凝胶、水微滴和灰尘的存在所导致的薄膜中的多个亮点。通常，这些亮点不是阻挡层中凝胶、水微滴或灰尘的结果。相反，这些亮点发源于其它薄膜层(密封层、滥用层、粘结层等)。它们可能发源于薄膜表面上的污染物，即，不在薄膜所占的体积内。它们也可能发源于薄膜层之间的异常。
图12还示出关于“暗缺陷”的薄膜数据点302，即，薄膜中、薄膜上存在的或薄膜的碳颗粒和折痕的存在所导致的薄膜中的多个暗点。通常，这些暗点不发源于阻挡层。相反，它们发源于其它薄膜层(密封层、滥用层、粘结层等)，或发源于薄膜外表面上或薄膜层之间存在的异常。

Claims (24)

1.一种评价幅材的功能层的连续性的方法，所述方法包括：
A.以至少5m/min的速度运送幅材，功能层包含热塑性组合物与可检测组分的共混物，可检测组分存在于热塑性组合物中，使得可检测组分以可检测的水平存在于功能层中；
B.通过用能够检测功能层中可检测组分的存在或不存在的机器视觉系统检查幅材，来检测功能层的存在和功能层中的不连续性；并且
C.响应功能层中的不连续性产生信号。
2.权利要求1的方法，其中幅材为单层幅材。
3.权利要求1的方法，其中幅材为包含功能层和至少一个另外的层的多层幅材。
4.权利要求1至3中任一项的方法，其中对于未取向的环形带，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有在机器方向低到至少小到2mm的尺寸，并且具有在横向低到至少1mm的尺寸；或者对于取向的可热收缩薄膜管，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有低到在机器方向至少小到7mm并且在横向至少小到3.5mm的尺寸。
5.权利要求1至3中任一项的方法，其中对于未取向的环形带，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有在机器方向低到至少小到1mm的尺寸，并且具有在横向低到至少0.5mm的尺寸；或者对于取向的可热收缩薄膜管，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有低到在机器方向至少小到3.5mm并且在横向至少小到1.8mm的尺寸。
6.权利要求1至3中任一项的方法，其中对于未取向的环形带，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有在机器方向低到至少小到0.2mm的尺寸，并且具有在横向低到至少0.1mm的尺寸；并且对于取向的可热收缩薄膜管，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有低到在机器方向至少小到0.7mm并且在横向至少小到0.35mm的尺寸。
7.权利要求1至6中任一项的方法，所述方法还包括检测功能层中可检测组分的量，其中可检测组分的量与功能层的厚度成比例。
8.权利要求1的方法，其中所述功能层为选自以下的成员：氧气阻挡层、感官阻挡层和水分阻挡层、危险化学品阻挡层、微生物阻挡层、酸层、酸盐层、细菌素层、噬菌体层、金属层、金属盐层、天然油层、天然提取物层、包含聚六亚甲基双胍盐酸盐的层、包含对羟基苯甲酸酯的层、包含接枝硅烷-季胺的层、包含三氯生的层、包含银、铜和/或锌的沸石的层。
9.权利要求8的方法，其中所述功能层为氧气阻挡层，所述氧气阻挡层包含至少一个选自偏二氯乙烯共聚物、经皂化乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺、聚酯、取向聚丙烯和乙烯均聚物的成员。
10.权利要求1至7中任一项的方法，其中所述幅材的检查在幅材的至少10％上进行。
11.权利要求1至8中任一项的方法，所述方法还包括通过如下步骤形成幅材：使热塑性材料挤出通过环形模头以形成环形带，使带淬火，并使带坍塌成平折构造；其中通过在带移动和处于平折构造时扫描环形带来进行带的检查，所述扫描由位于带淬火和坍塌成平折构造的点下游的摄像机进行。
12.权利要求11的方法，其中扫描由位于环形带进行固态取向以形成环形薄膜管的点下游的摄像机进行，摄像机位于环形薄膜卷绕或切开的点的上游。
13.权利要求1至12中任一项的方法，其中可检测组分包含至少一种选自紫外指示剂、红外指示剂、染料、颜料、光学增亮剂、荧光增白剂和2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)的成员。
14.权利要求1至13中任一项的方法，其中可检测组分以至少1ppm的水平存在于所述层中。
15.权利要求1至14中任一项的方法，其中可检测组分为如下的一种类型，其如果暴露于第一峰值波长的辐射，则发射第二峰值波长的辐射。
16.权利要求15的方法，其中通过如下来进行功能层的存在的检测：使可检测组分暴露于第一峰值波长的辐射，以产生受激的可检测组分，随后通过在可检测组分发射第二峰值波长的辐射的同时用机器视觉系统检查幅材，来检测功能层的存在和功能层中的不连续性。
17.权利要求1至16中任一项的方法，其中响应不连续性产生的信号用于激活至少一个选自以下的成员：警报、薄膜标记、显示不连续性的图像、显示关于一个或多个不连续性的数据和产生不连续性数据的报告。
18.权利要求1至17中任一项的方法，其中：
A)以至少30m/min的速度运送幅材；
B)可检测组分以0.5至150ppm的水平存在于热塑性组合物中；
C)通过用机器视觉系统检查幅材来进行功能层的存在和功能层中的不连续性的检测，所述机器视觉系统能够通过跨幅材横向扫描，并响应幅材的功能层中存在的可检测组分的存在、不存在和量产生信号，来产生指示功能层中可检测组分存在或不存在的信号，其中：
(c)(i)机器视觉系统包括以50至1000兆赫的速度和2×10-3秒至1×10-5秒的曝光时间扫描的线扫描摄像机；
(c)(ii)在未取向的环形带中，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有在机器方向低到至少小到2mm的尺寸，并且具有在横向低到至少1mm的尺寸；或者在取向的可热收缩薄膜管中，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有低到在机器方向至少小到7mm并且在横向至少小到3.5mm的尺寸；并且
(c)(iii)机器视觉系统以每次扫描500至50,000的像素计数扫描。
19.权利要求1至17中任一项的方法，其中：
A)以至少50m/min的速度运送幅材；
B)可检测组分以1至20ppm的水平存在于热塑性组合物中；
C)通过用机器视觉系统检查幅材来进行功能层的存在和功能层中的不连续性的检测，所述机器视觉系统能够通过跨幅材横向扫描，并响应幅材的功能层中存在的可检测组分的存在、不存在和量产生信号，来产生指示功能层中可检测组分存在或不存在的信号，其中：
(c)(i)机器视觉系统包括以100至750兆赫的速度和7×10-3秒至3×10-5秒的曝光时间扫描的线扫描摄像机；
(c)(ii)在未取向的环形带中，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有在机器方向低到至少小到1mm的尺寸，并且具有在横向低到至少0.5mm的尺寸；或者在取向的可热收缩薄膜管中，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有低到在机器方向至少小到3.5mm并且在横向至少小到1.8mm的尺寸；并且
(c)(iii)机器视觉系统以每次扫描1,000至15,000的像素计数扫描。
20.权利要求1至17中任一项的方法，其中：
A)以60至150m/min的速度运送幅材；
B)可检测组分以2至10ppm的水平存在于热塑性组合物中；
C)通过用机器视觉系统检查幅材来进行功能层的存在和功能层中的不连续性的检测，所述机器视觉系统能够通过跨幅材横向扫描，并响应幅材的功能层中存在的可检测组分的存在、不存在和量产生信号，来产生指示功能层中可检测组分存在或不存在的信号，其中：
(c)(i)机器视觉系统包括以200至500兆赫的速度和2×10-4秒至5×10-5秒的曝光时间扫描的线扫描摄像机；
(c)(ii)在未取向的环形带中，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有在机器方向低到至少小到0.2mm的尺寸，并且具有在横向低到至少0.1mm的尺寸；或者在取向的可热收缩薄膜管中，机器视觉系统能够响应层不连续性产生信号，该层不连续性具有低到在机器方向至少小到0.7mm并且在横向至少小到0.35mm的尺寸；并且
(c)(iii)机器视觉系统以每次扫描3,000至9,000的像素计数扫描。
21.一种评价薄膜的功能层的连续性的方法，所述方法包括：
A)以至少5m/min的速度运送薄膜，功能层包含热塑性组合物和可检测组分，可检测组分存在于热塑性组合物中，使得可检测组分以可检测的水平存在于功能层中；
B)通过用能够检测功能层中可检测组分的存在或不存在和功能层中可检测组分的量的机器视觉系统检查薄膜，来检测功能层的存在和功能层的厚度；并且
C)响应功能层中可检测组分的量产生信号。
22.一种用于评价移动幅材中的层连续性的系统，所述系统包括：
A)以1至1000m/min的速度运送幅材的幅材运送设备，该幅材具有功能层，功能层包括其中具有可检测组分的热塑性组合物；
B)图像产生器，用于在通过幅材运送设备运送幅材时产生移动幅材的功能层中可检测组分的图像数据；
C)用于从图像产生器采集幅材的图像数据的数据采集系统；和
D)视觉检查引擎，用于接收和分析图像数据，以用从数据采集系统接收的图像数据识别幅材中缺陷的存在和不存在并分类，视觉检查系统产生识别幅材中缺陷存在或不存在的警报。
23.一种能够检测移动幅材中的可检测组分的系统，所述系统包括：
A)图像产生器，用于在从幅材源运送幅材时产生幅材中可检测组分的图像数据；
B)用于从图像产生器采集图像数据的数据采集系统，图像数据为幅材中可检测组分的图像数据；和
C)视觉检查引擎，用于接收和分析来自幅材的图像数据，视觉检查引擎用从数据采集系统接收的来自幅材的图像数据识别幅材中缺陷的存在和不存在并分类，视觉检查系统产生识别幅材中缺陷存在或不存在的警报。
24.一种能够检测移动幅材中的可检测组分的系统，所述系统包括：
A)检测器，检测器面向并适应于产生从薄膜源向检测器运送的薄膜中可检测组分的感测薄膜数据；
B)数据采集系统，该系统从检测器采集并收集感测薄膜数据；和
C)检查引擎，其接收并分析感测薄膜数据，并将感测薄膜数据的至少一个特征与至少一个阈值比较，以用感测薄膜数据识别薄膜中缺陷的存在和不存在并分类，检查系统产生识别幅材中缺陷存在或不存在的警报。
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