JP2015520420A - 情報染料を有するラベル - Google Patents

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Abstract

本発明は、１種類以上の情報染料を有するラベル、及び、該ラベルの使用方法に関する。【選択図】図１

Description

［技術分野］情報染料を有するラベルに関する。
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１２年６月５日に出願された米国仮出願第６１／６５５，５９６号の利益を主張するものであり、その出願の内容全体が参照により組み込まれる。
当分野では、一般に、製品容器に使用されるラベルが周知である。場合によっては、ラベルは、貼り付けられる物品に関する情報もしくは装飾を付与するのに使用される。
本発明は、新規で有用なラベルを提供する。一実施形態では、本発明は、情報染料を有するラベルを含む。別の実施形態では、本発明は、情報染料を有するラベルであって、密度が１．０ｇ／ｃｍ３未満であるラベルを含む。さらに別の実施形態では、本発明は、情報染料を含むラベルを有し且つ情報染料をそれが示す特定の情報に関連付けるインデックスを有するラベルコーディングシステム(label coding system)を含む。
別の実施形態では、本発明はまた、リサイクル方法に向けられている。本発明の例示的な方法は、リサイクルプロセスにおいてアイテムを選別する方法を含み、該方法は、アイテムをリサイクルするために提示されたアイテムに電磁放射線を照射することを含み、アイテムにはアイテム内の少なくとも１つの材料を表した情報染料を含むラベルが貼り付けられる。該方法はさらに、照射に応答して情報染料の吸収特性を検出することと、検出された吸収特性に基づいて情報染料の存在を識別することを含む。別の実施形態では、本発明の方法はさらに、少なくとも１つの所定の情報染料の検出に基づいてリサイクルプロセスに含めるまたはリサイクルプロセスから除外するアイテムを選択することを含む。
本明細書では、任意の周知の最良形態を含む当業者にとって本発明の詳細で実施可能な開示内容について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、リサイクルプロセスの一例の概略図である。
本発明の例示的な実施形態について詳細に説明する。それぞれの実施例は、本発明を説明するためのものであり、本発明を制限するものではない。実際に、本発明の範囲または精神から逸脱せずに、本発明に修正および変更を加えてもよいことは当業者に明らかになるであろう。例えば、一実施形態の一部として例示され説明されている特徴を別の実施形態で使用することで、さらに別の実施形態を実現してもよい。したがって本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内にある修正や変更およびそれらの均等物を含むものとする。
本明細書で使用される場合、「情報染料」(information dye)とは、検出装置によって検出可能であり、且つ、ラベルもしくはラベルが貼り付けられる物品に関する指定情報を示すインクもしくは他の溶液を意味し、指定情報は情報染料の存在と指定情報との間の予め割り当てられた相関関係に基づいて（情報染料の塗布パターンによるのではなく）示される。一実施形態では、本発明は、情報を示すコード（code，符号）としての機能を効果的に果たす情報染料を有するラベルを含む。情報染料は、検出可能であり、ラベルに関する情報、ラベルが貼り付けられる物体に関する情報、他の情報、またはそれらの任意の組み合わせなどの情報を伝達することができる。
本発明のラベルは、一般に、製品容器に貼り付けられるラベルや製品自体に貼り付けられるラベルのような任意の通常のラベルを含むことができる。このようなラベルは、任意の従来のプロセス、例えば、インフレーションフィルムプロセスもしくはキャストフィルム押出プロセスもしくは共押出プロセスを使用して製造することができる。シュリンクラベルの場合、押し出されたフィルムは、一般に、機械方向、横断方向、もしくはその両方向に配向される。さらに、本発明のラベルは任意の適切な材料から製造されてもよく、当業者は、本発明のラベルを製造するのに使用される材料がラベルの所望の特性および用途に応じて異なることを容易に理解できるであろう。例えば、本発明のラベルは、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、これらの共重合体および／または混合物のようなポリマー材料を使用して製造することができるが、これらに限定されない。他のラベル材料としては、ポリ乳酸、セロファン、スチレニクス(styrenics)（訳注：スチレンに基づく重合物）、ポリ乳酸、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスチレン、これらの任意の混合物および共重合体から選択された材料が挙げられる。本発明のラベルは、ガラス、ポリマー、金属、その他の適切な容器材料を含む容器に貼り付けられる。容器の例は、ポリエステル（製）ボトルとすることができる。特定の実施形態では、ラベルは、ポリ塩化ビニル（「ＰＶＣ」）、ポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」および「ＰＥＴ ＬＶ」）、ポリオレフィン、配向ポリスチレン（「ＯＰＳフィルム」）、ポリ乳酸（「ＰＬＡ」フィルム）、ポリオレフィン、またはこれらの組み合わせを使用して製造されてもよい。一実施形態では、本発明のラベルは、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ−Ｇ」）から製造されてもよい。
いくつかの実施形態では、本発明のラベルは、シュリンクスリーブラベル（シュリンクフィットラベルもしくはシュリンクラベルとも呼ばれる）またはストレッチスリーブラベル（ストレッチフィットラベルもしくはストレッチラベルとも呼ばれる）またはその両方としてもよく、これらのラベルの製造方法は当分野では周知である。シュリンクフィットラベルは、貼り付けられる物品よりもサイズが大きい状態にすることができ、ラベルはボトルなどの物品にほぼぴったりと装着させるために熱または他の手段を使用して収縮される。ストレッチラベルは、貼り付けられる物品よりもサイズが小さい状態にすることができ、ラベルは物品にほぼぴったりと装着させるために物品上で延伸される。ストレッチフィットラベルおよびシュリンクフィットラベルの種々の実施形態が当分野で周知であり、本発明の範囲である。いくつかの実施形態では、シュリンクフィットラベルおよびストレッチフィットラベル、さらに本発明の任意の他のラベルは、ラベルの下のパッケージもしくは製品の大部分もしくはほぼ全てを覆ってもよい。例えば、シュリンクフィットラベルもしくはストレッチフィットラベルは、ボトルのほぼ全面を覆ってもよい。
上述したように、本発明のラベルは、１つまたは複数の情報染料を含むことができ、情報染料はラベルもしくはラベルが貼り付けられる物体に関する情報を伝達するのに使用される。本発明の情報染料は、検出時に、特定の染料に関連付けられた所定の情報を伝達するインクもしくはラベルに組み込まれる他の物質を含んでもよい。本発明のいくつかの実施形態では、情報染料は、近赤外線検出方法、Ｘ線検出方法、蛍光検出方法、もしく紫外線検出方法を使用して検出できる任意の染料とすることができる。一実施形態では、例えば、約７５０ｎｍ〜約２５００ｎｍの近赤外線領域の電磁放射線を吸収する染料は、個々に間欠的な波長が含まれた情報染料として使用される。いくつかの実施形態では、約７６０ｎｍ〜約９００ｎｍの領域内の電磁放射線を吸収する情報染料が使用されてもよい。他の実施形態では、約８００ｎｍ〜約２５００ｎｍの領域内の波長を有する電磁放射線を吸収する情報染料が使用されてもよい。さらに、情報染料は、１つまたは複数の特定の波長における吸収特性、例えば、吸収スペクトルの主吸収ピークを有することができる。さらに別の実施形態では、情報染料は、さらにもしくは代替として、紫外線領域の電磁放射線を吸収することができる。
いくつかの実施形態では、例えば、約３９０ｎｍ〜約７５０ｎｍの可視領域の電磁放射線を全く吸収しない、またはほとんど吸収しない情報染料を使用することで、情報染料がラベルもしくは容器の他の美的要素の妨げにならないようにしてもよい。相当量(significant amount)とは、本明細書において、可視領域の電磁放射線の吸収度に関して使用する場合、約１０％の吸収度より高い吸収度を意味する。しかし、他の実施形態では、可視領域の電磁放射線を吸収する情報染料が望ましいように、情報染料自体を美的特徴として使用してもよい。
本発明の実施形態は、さらにもしくは代替として、検出可能な蛍光性を有する情報染料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、本発明の情報染料は、近赤外線領域の電磁放射線にさらされると、検出可能な蛍光を発することができる。他の実施形態では、情報染料は、紫外線領域および／または可視領域の電磁放射線にさらされると、検出可能な蛍光を発することができる。
情報染料は、任意の従来の技術を使用してラベルに組み込まれてもよい。一実施形態では、濃縮樹脂染料を使用して、情報染料を有するラベルを製造することができる。例えば、濃縮樹脂染料がポリエチレン樹脂ペレットと組み合わせられることで、染料とポリエチレンの混合物を形成することができる。この混合物は、その後、形成されたフィルムに所望量の染料が存在するように、押出プロセスにおいてフィルムの形に押し出され、組み込まれた染料は情報染料の働きをすることができる。当業者は、上述の実施例は単なる例であって、染料をラベルに組み込む任意の適切な方法も本発明の範囲であることを理解するであろう。さらに別の例として、情報染料は印刷もしくはコーティングを使用してラベルに組み込まれてもよいし、または情報染料はラベルに可視画像を印刷するのに使用される染料に組み込まれてもよいが、これらに限定されない。
本発明の範囲内の任意の適切な情報染料を使用することができる。例えば、以下の情報染料の例（Ａｄａｍ Ｇａｔｅｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ，ＬＬＣ（ニュージャージ州ヒルズボロ）から市販されている）は、本発明のいくつかの実施形態で使用可能である。さらに、それぞれの染料の例に対して吸収性が掲載されている。吸収性とは、特定の染料についての掲載した波長で吸収される単位重量当たりのエネルギーの相対量のことである。
Figure 2015520420
ラベル内の情報染料は、一般に、検出可能な量で存在しなければならない。例えば、本発明のラベルは、限定的でないが、約５〜１０，０００ｐｐｐの濃度の情報染料を含むことができ、それぞれ増分値を含む。他の例示的な実施形態では、情報染料は、形成されたラベルの重量の約０．００５％〜約０．０５％とすることができ、それぞれ増分値を含む。
本発明のラベルは、単層もしくは多層構造とすることができ、１つまたは複数の情報染料が１つまたは複数の層内に分布することができる。例えば、ラベルは、１つの層内に１種または複数種の情報染料を有してもよい。他の実施形態では、情報染料はラベルの２つ以上の層内に組み込まれてもよく、いくつかの実施形態では、情報染料はラベルのどの層内にも組み込まれてもよい。さらに別の実施形態では、ラベルのいくつかの層もしくは全ての層が異なる情報染料を含んでもよい。さらに他の実施形態では、情報染料は、物体に直接貼り付けられる層から離れた最外層であるラベルの表面薄層内に組み込まれてもよいし、または他の実施形態では、情報染料は最外層の近くの層内に組み込まれてもよい。
いくつかの実施形態では、情報染料は、ラベルの検出可能性を促進するもしくは改善するような態様もしくはパターンで組み込まれてもよい。例えば、情報染料は、ラベルの１つまたは複数の層の一部に、例えば、格子状に組み込まれてもよい。他の実施形態では、情報染料は、ラベルの１つまたは複数の層全体にわたって分布してもよい。
上述したように、本発明の情報染料は、検出可能な染料であり、情報を示すために使用される。例えば、情報染料がラベル内に存在することは、ラベルが特定の材料で製造された物体に貼り付けられていることを示すことができる。したがって、特定の情報染料を検出した時に、ラベルの下の物体の材料を判断することができる。したがって、本発明の情報染料は情報を示すためのコード（符号）としての機能を果たすことができ、特定の情報を特定の情報染料に関連付けるインデックスを作成することができる。
一実施形態では、情報染料を有するラベルのコーディング機能（符号機能）は、リサイクルプロセスにおいて有用である場合がある。例えば、リサイクルするために提示された物品は混合されており、従来の選別作業で、物品に放射線を照射し、物品の吸収特性を検出することができる。検出された吸収特性は、リサイクルプロセスに含められる物品の周知の吸収特性と比較されて、所与のリサイクルプロセスに含める材料を識別することができる。しかし、状況によっては、リサイクルするために提示された物品がラベルで覆われており、ラベルの下の物品に効果的に放射線を照射することができない場合がある。このような状況では、本発明の情報染料をラベル内で使用して、ラベルの下の物品の材料を示すことができる。
この有用性を説明するために、図１にＰＥＴ材料をリサイクルするためのプロセスの概略が示されている。図示されているように、まずＰＥＴボトルが予洗される。この段階で、材料はきれいになり、材料から特定のラベルを除去することができる。いくつかの実施形態では、予洗ステップは、材料を約６０℃〜９０℃の温水もしくは約２００℃〜２３０℃の熱蒸気に約５分間〜約３０分間さらすことを含んでもよい。
予洗が行われた後、プロセス例は、材料を選別するステップを含む。このステップでは、ＰＥＴボトルは他の非ＰＥＴ材料と区別されて、選別されたＰＥＴ材料は継続してリサイクルプロセスで処理される。例えば、リサイクルするために提示された材料に、近赤外線領域の電磁放射線（電磁波）を照射することができる。材料から放射線が反射される時に、放射線が測定され、特定の材料の周知の値と比較される。ＰＥＴの吸収度は周知であるので、図１のプロセス例におけるＰＥＴを有する材料は、検出された吸収度に基づいて非ＰＥＴ材料と効果的に区別される。このように、材料を色ごとに選別することもできる。他の実施形態では、さらにまたは代替として、他の選別技術、例えば、蛍光Ｘ線が使用されてもよい。材料が識別された後、空気ジェットを使用して任意のＰＥＴ材料と非ＰＥＴ材料とを分離して、ＰＥＴ材料のみが残りのリサイクルステップを受けることができるようにしてもよい。
上述したように、本発明の新規な用途は、リサイクルプロセスの選別段階で材料を識別するために情報染料を有するラベルを使用することを含む。例えば、情報染料は、近赤外線検出装置が使用される上述の従来の選別技術を使用してラベル内で検出されてもよい。ラベルの検出時に、情報染料は、ラベルの下の物体を構成する材料が特定の材料であることを示すことができ、その結果、リサイクルする材料を選別することができる。情報染料は、ラベルがラベル下の材料の全てもしくは大部分を覆っているために、選別作業時にラベル下の材料に効果的に放射線を照射することができない状況において、具体的には、ラベルが予洗プロセスで効果的に除去されなかった場合に、特に有用である。
選別作業の後、リサイクルするために選択された材料、例えば、図１のＰＥＴ材料は、粉々に粉砕されて、さらに軽い材料もしくは塵を除去するために空気洗浄される。用途はさまざまであっても、いくつかの実施形態では、粉砕片は、約６ｍｍ〜約８ｍｍとすることができる。さらに、粉砕された材料は、例えば、約８５℃の苛性溶液内で洗浄されてもよく、この洗浄で、残留ラベルもしくは接着剤を除去することができる。
粉砕片は、さらに密度ごとに分離されてもよい。特に、水もしくはタンク溶液よりも高い密度を有する粉砕片はタンクの底部に沈み、水もしくはタンク内溶液よりも低い密度の材料、例えば、特定のラベル材料はタンクの上面に浮遊することになる。このように、約１．３３〜約１．３５ｇ／ｃｍ３の密度を有するＰＥＴボトル材料は沈み、分離プロセスで使用される溶液よりも低い密度を有する残留ラベル材料などの他の材料から分離されることになる。この「浮沈」分離は、洗浄からの苛性溶液内もしくは別個のタンク内で行われる。
図１のリサイクルプロセス例では、浮沈タンク分離の後、粉砕されたＰＥＴ材料は乾燥される。いくつかの実施形態では、乾燥は、約１４０℃〜約１７０℃の温度で、約３時間〜約７時間行われてもよい。特定の一実施形態では、乾燥は、１７０℃の温度で６時間行われてもよい。乾燥後、例えば、微細な汚染物質を除去するために、または異なる最終製品の粉砕材料を分離するために、最終選別ステップが行われる。この選別は、蛍光Ｘ線および／または光学的分離のための（例えば、さらなる色選別のために）静電分離器を使用して行われてもよい。
当業者は、図１に示され本明細書で説明されているリサイクルプロセスは本質的に一例であり、他のプロセスも本発明の範囲であり、本明細書内の開示内容により使用可能であることは、容易に理解するであろう。特に、プロセス例に特定のステップを追加してもよく、および／またはプロセス例から特定のステップを省略してもよく、例示的なパラメータは、プロセスの特有の要件および利用可能な設備に応じて変更可能である。
さらなる例として、本発明は、容器のほぼ全面を覆うシュリンクラベルを有するＰＥＴから成る製品容器を含んでもよい。さらに、ラベルは、可視領域の電磁放射線を吸収しないが、近赤外線領域内の電磁放射線を吸収する情報染料を含んでもよい。ラベル内の情報染料は、インデックスに基づいて容器をＰＥＴとして識別するのに使用され、その特定の情報染料を有するラベルはＰＥＴで製造された物体にのみ貼り付けられるものである。さらに別の実施形態では、上述のラベルが１．０ｇ／ｃｍ３未満の密度を有することにより、リサイクルプロセスにおいて密度分離を使用して該ラベルをＰＥＴ材料から分離することができる。
本発明の別の実施形態の例では、ＰＥＴ製の緑色のボトルは、波長８００ｎｍの電磁放射線を吸収する染料１を含み、さらに波長９５０ｎｍの電磁放射線を吸収する染料２を含むラベルを有することができる。透明でＰＥＴ製の第２のボトルは、同じ染料１と、さらに波長１２００ｎｍの電磁放射線を吸収する染料３とを含むラベルを有することができる。最後に、高密度ポリエチレン製の透明ボトルは、染料３と、さらに波長１４００ｎｍの電磁放射線を吸収する染料４とを含むラベルを有することができる。染料１の検出はラベルに関連付けられたボトルがＰＥＴ材料であることを表し、染料２の検出はラベルに関連付けられたボトルが緑色であることを表し、染料３の検出はラベルに関連付けられたボトルが透き通っているもしくは透明であることを表し、染料４の検出はラベルに関連付けられた材料が高密度ポリエチレンであることを表すことを示したインデックスを作成することができる。インデックスはリサイクルセンターの処理システムの中にプログラム化されることで、情報染料の特性が検出された時に材料を認識して選別することができるようになる。
当業者は、上記開示内容から、本発明のラベルは任意の種類の容器もしくは他の材料、例えば、これらに限定されないが、ボトル、箱、缶、および他の容器と共に使用することができることを理解するであろう。具体的な実施形態としては、これらに限定されないが、食品容器、飲料容器、および家庭用洗剤容器が挙げられる。他の実施形態では、本発明のラベルは、別に容器が使用されない製品、例えば、玩具もしくはスポーツ用品のような製品自体に貼り付けられてもよい。さらに、当業者は、本開示内容から、本発明は、ラベル以外の用途を有し、例えば、製品パッケージのような別の実施形態を含んでもよく、情報染料はインク以外の物質もしくは溶液であってもよいことを理解するであろう。
本発明の上述の修正や変更および他の修正や変更は、当業者によって、添付の特許請求の範囲（請求項）でより詳細に示されている本発明の精神および範囲から逸脱せずに実施されてもよい。また、当然、種々の実施形態の態様は、その全体または一部が入れ替えられてもよい。さらに、当業者は、上述の説明は単なる例であって、添付の特許請求の範囲（請求項）でさらに記載されるように、本発明を制限するものではないことを理解するであろう。したがって、添付の特許請求の範囲（請求項）の精神および範囲は、本明細書に記載されている形態の例示的な説明に制限されるべきではない。

Claims (22)

  1. 情報染料を備えたラベル。
  2. 前記情報染料は、近赤外線スペクトルの吸収特性を有する、請求項１に記載のラベル。
  3. 前記ラベルは、１ｇ／ｃｍ３未満の密度を有する、請求項１又は２に記載のラベル。
  4. 前記情報染料は約７５０ｎｍ〜約２５００ｎｍの領域の吸収特性を有し、および／または、約３９０ｎｍ〜約７５０ｎｍの領域の前記情報染料の吸収度は約１０％未満である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のラベル。
  5. 前記ラベルはシュリンクラベルである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のラベル。
  6. 前記ラベルはストレッチラベルである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のラベル。
  7. 前記ラベルは、ボトルに貼り付けられ、任意的には前記ボトルの全面を覆い、
    前記情報染料は、ボトル組成物における少なくとも１つの材料となっている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のラベル。
  8. 第２の情報染料を更に備えており、前記第２の情報染料は、任意的には前記ラベルが貼り付けられるボトルの色を示すものである、請求項１〜７のいずれか一項に記載のラベル。
  9. リサイクルプロセスにおいてアイテムを選別する方法であって、
    リサイクルするために提示されたアイテムに電磁放射線を照射するステップであって、前記アイテムには当該アイテムの少なくとも１つの材料を表す情報染料を含むラベルが貼り付けられている、ステップと、
    前記照射に応答した前記情報染料の吸収特性を検出するステップと、
    前記検出された吸収特性に基づいて、前記情報染料の存在を識別するステップと、
    を備えてなる方法。
  10. 少なくとも部分的に前記情報染料の検出に基づいて、前記材料の組成が、前記リサイクルプロセスに含めるために予め定義された材料の中に含まれるか否かを判断するステップを更に備える、請求項９に記載の方法。
  11. 特定の情報染料の存在の検出は、前記アイテム内に存在する少なくとも１つの材料を示す、請求項９又は１０に記載の方法。
  12. 前記照射は、近赤外線領域および紫外線領域のうちの１つ以上の領域にある波長を含み、および／または、吸収特性の検出は蛍光の検出である、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記情報染料は、可視領域の電磁放射線を吸収しない、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記アイテムはボトルであり、前記ボトルは任意的にはポリエチレンテレフタレート製である、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. １つまたは複数の情報染料の有無に基づいて、リサイクルプロセスに含める又はリサイクルプロセスから除外するアイテムを選別するステップを更に備える、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記ラベルは、１．０ｇ／ｃｍ３未満の密度を有する、請求項９〜１５のいずれか一項に記載の方法。
  17. 前記アイテムを粉々に粉砕し、その粉砕片を密度分離用の溶液に入れるステップを更に備える、請求項９〜１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記ラベルはシュリンクラベルである、請求項９〜１７のいずれか一項に記載の方法。
  19. 前記ラベルはストレッチラベルである、請求項９〜１７のいずれか一項に記載の方法。
  20. ラベルコーディングシステムであって、
    情報染料を含むラベルと、
    前記情報染料をそれが表す特定の情報に関連付けるインデックスと、
    を備えるシステム。
  21. 前記インデックスは、情報染料を検出することで前記ラベルが貼り付けられている材料を示すように、情報染料と材料とを一対にして組み合わせたものである、請求項２０に記載のシステム。
  22. 前記ラベルは、１．０ｇ／ｃｍ３未満の密度を有する、請求項２１に記載のシステム。
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