JP2000506988A

JP2000506988A - 低熱伝導性インモールドラベルフィルム

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Publication number: JP2000506988A
Application number: JP9530154A
Authority: JP
Inventors: バラジ，ラマブハドラン; イー．ポーラスキー，マーク
Original assignee: Avery Dennison Corp
Current assignee: Avery Dennison Corp
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1997-02-04
Publication date: 2000-06-06
Also published as: DE69718154D1; WO1997030903A1; US6150013A; AU720059B2; CA2247511A1; DE69718154T2; AU1834597A; EP0889831B1; EP0889831A1; EP0889831A4; BR9707692A

Abstract

(57)【要約】本発明は、少なくとも２層を含むインモールドラベルフィルムである。１つの層は、フィルムをポリマー基材に結合するためのヒートシール層（１２）であり、ここでフィルムは、約1.250×10^-4kCal／sec cm℃未満の熱伝導性を有する。本発明はさらに、インモールドラベリングのためのプロセスを包含し、これは、少なくとも２つの層を含むラベルを形成する工程（ここで１つの層は、フィルムをプラスチック基材に結合するためのヒートシール層（１２）であり、ここでフィルムは、約1.250×10^-4kCal／sec cm℃未満の熱伝導性を有する）、内面および外面を有するプラスチック基材を生産するための型にラベルをインサートする工程、その後にプラスチック基材をインモールドにおいて十分な熱により形成する工程（ここで基材の外面は、ラベルのヒートシール層（１２）に結合する）を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】低熱伝導性インモールドラベルフィルム参考としての援用以下の特許は本明細書中で参考として援用される：米国特許第4,713,273号；同5,186,782号；および同5,435,963号。発明の背景発明の分野本発明は、低熱伝導性のインモールドラベルフィルムである。本発明は、さらに、これらのインモールドラベルフィルムの両方の大面積ラベル用途における使用、およびインモールドプロセスにおける型在留時間の減少させることである。本発明はさらに、これらのインモールドフィルムおよびラベルの製造のためのプロセスである。技術概説ラベルの表面材料(facestock)としての使用のために、ポリマーフィルムを製造しそして供給することが、長年の間、知られている。ポリエチレンスクイーズボトルのようなプラスチック容器は、ヘアーシャンプーなどの製品をパッケージするために使用される。ポリマー製ラベルを使用するパッケージは、一般的に、紙ラベルを用いたパッケージよりも消費者に対して訴えるものである。多くの用途において、ポリマーラベルの使用は、外観、取扱い、性能、耐水性、調和性、耐久性、およびラベルが付される容器との適合性の理由により必要とされている。インモールドラベリングは、プラスチック容器にポリマー製のラベルを付するために過去に一般に使用された方法に対して、顕著な進歩を有する。これらの以前の方法の中で最も一般的な方法は、ライナー付き感圧接着ラベルまたはライナー付き熱活性化接着ラベルの使用を包含する。ライナー付きラベルを生産するために、積層工程が行われて、接着層を、ラベル材料のウェブとシリコーンコーティング紙のウェブ（これはキャリアーまたはリリースライナーとして機能する）との間に挟み、ラベル材料は、プリントされ、インクは、加熱エレメントまたは紫外線照射により乾燥し、ロータリーダイまたはフラットベッドカッティングステーションによるかの組み合わせにより個別のラベルがラベル材料から切り出され、そして廃棄物のマトリクスまたはラベルのまわりの切り取られたラベル材料は、剥ぎ取られそして捨てられるか、またはリサイクルされる。残るのは、リリースライナーの上に除去可能に付された一連の個々のラベルである。これらのタイプの方法の使用は、リリースライナーの使用およびライナーおよび切り取られた物を廃棄する際の環境問題の困難性により、高いコストをもたらす。対照的に、インモールドラベリングでは、リリースライナーまたはキャリアーの使用が回避される。ポリマーラベルによる、インモールドラベリングの間、自己支持性またはフィルムなしポリマー製ラベル材料が、熱活性化可能な接着剤と組み合わされ、プリントされ、ダイカットされ、次いで、一連のまたは一かたまりのライナーなしラベルとして、マガジンロードされるか、または他の手段により、配備のためにアレンジされる。次いで、ポリマー製ラベルは続いて、ブロー成形の型の表面に配備され、連続的な高温プラスチック基材または容器の上に結合する。ブロー成形パリソンを、型表面およびインモールドラベルに対して引き延ばして、これにより熱活性化可能な接着剤を活性化しそしてブローされたプラスチック基材または容器に結合する。ライナー付きラベリングに対するインモールドラベリングの利点にもかかわらず、商業的に成功したポリマー製ラベルを有するインモールドラベリングの達成は、ポリマーラベルを有するライナー付きラベリングまたは紙ラベルを用いるインモールドラベリングのいずれも遭遇しなかった問題により阻害されている。この問題は、プラスチック基材または容器と、ラベルフィルムとの間の受容不可能な結合の質、ならびに受容不可能な膨れおよびこれらのラベルフィルムの剥離を含む、大面積ラベル用途において生じるさらなる困難であった。発明の要旨本発明は、上記の問題を解決する。本発明は、少なくとも２つの層を含むインモールドラベルフィルムを意図する。ここで１つの層は、フィルムをポリマー基材に結合するためのヒートシール層であり、ここでフィルムは、約1.250×10^-4k Cal／sec cm ℃未満の熱伝導性を有する。本発明は、さらに、インモールドラベリングのためのプロセスを包含し、これは、少なくとも２つの層を含むラベルを形成する工程（ここで１つの層は、フィルムをプラスチック基材に結合するためのヒートシール層であり、ここでフィルムは、約1250×10^-4kCal／sec cm ℃末満の熱伝導性を有する）、内面および外面を有するプラスチック基材を生産するための型にラベルをインサートする工程、その後にプラスチック基材をインモールドにおいて十分な熱により形成する工程（ここで基材の外面は、ラベルのヒートシール層に結合する）を包含する。図面の簡単な説明図１は、本発明を実施するフィルムフェースストック(facestock)の一つの例示である。図２は、本発明の方法で用いられる共押出し、熱延伸およびアニーリングの工程を例示する図である。発明の詳細な説明本発明は、少なくとも２層を含むインモールドラベルフィルムである。１つの層は、フィルムをポリマー基材に結合するためのヒートシール層であり、ここでフィルムは、約1.250×10^-4kCal／sec cm ℃未満の熱伝導性を有する。好ましくは、フィルムの熱伝導性は、約1.200×10^-4kCal／sec cm ℃未満であり、さらに好ましくは、フィルムの熱伝導性は、約1.108×10^-4kCal／sec cm ℃未満であり、より好ましくは、フィルムの熱伝導性は、約1.000×10^-4kCal／sec cm ℃であり、さらにより好ましくは、フィルムの熱伝導性は、約0.913×10^-4kCal／sec c m ℃未満であり、そして最も好ましくは、フィルムの熱伝導性は、約0.825×10^- ⁴ kCal／sec cm ℃未満である。本発明のフィルムは、２つ以上の層を含む。この用途の目的のために、２層フィルムは、ベース層とヒートシール層とを有し、そして３層以上の層を有するフィルムは、プリントスキン層、ヒートシール層、およびコア（これは、１層以上の層から作成される）を含む。好ましくは、フィルムは、３層を含む。しかし、好ましくは、いずれの場合においても、ベース層またはコアは、絶縁層として作用する。より好ましくは、絶縁層は、ヒートシール層に隣接している。ヒートシール層は、熱により活性化されてラベルがプラスチック基材に結合することを可能にする層である。インモールドラベルのためのヒートシール層のための材料は、単独でまたは組み合わせて使用される以下のフィルム形成材料を含むが、これらに限定されない：例えば、ポリエチレン、メタロセン触媒ポリオレフィン、シンジオタクチックポリスチレン、シンジオタクチックポリプロピレン、環式ポリオレフィン、ポリエチレンメチルアクリル酸、ポリエチレンエチルアクリレート、ポリエチレンメチルアクリレート、アクリロニトリルブタジエンスチレンポリマー、ポリエチレンビニルアルコール、ポリエチレンビニルアセテート、ナイロン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリサルホン、ポリビニリデンクロライド、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン、スチレン無水マレイン酸ポリマー、スチレンアクリロニトリルポリマー、エチレン／メタクリル酸のナトリウムまたは亜鉛塩をベースとしたアイオノマー、ポリメチルメタクリレート、セルロース、フッ素プラスチック、ポリアクリロニトリル、および熱可塑性ポリエステルである。好ましくは、ＰＥがヒートシールに使用され、より好ましくは、ＰＥおよびＥＶＡのブレンドである。そして、最も好ましくは、特別な抗ブロックおよび帯電防止添加剤を有するＰＥおよびＥＶＡのブレンドである。また、薄層は、抗ブロック添加剤（例えば、シリカ、珪藻土、合成シリカ、ガラス球、セラミック粒子など）を有する。この層はまた、帯電防止添加剤（例えば、アミンまたはアミドまたは脂肪酸の誘導体）を有する。ヒートシール層は、当業者に公知の温度で活性化されるように設計され、そして活性化される。ヒートシール層は、活性化のために特定されたもの以下の温度において活性化し得るが、ヒートシール層は、通常のインモールドラベリング条件下での基材材料に基づいて特定の温度において活性化するように設計される。好ましくは、ヒートシール層は、約57℃から約100℃の間の温度で活性化され、より好ましくは、ヒートシール層は、約57℃から約80℃の間の温度で活性化され、そして最も好ましくは、ヒートシール層は、約57℃から約70℃の間の温度で活性化される。好ましくは、インモールドラベルは、スキンまたはプリント層を有する。スキンまたはプリント層は、その外観およびプリント特性のために展開される。インモールドラベルのためのスキン層またはプリント層のための材料は、単独でまたは組み合わせて使用される以下のフィルム形成材料を含むが、これらに限定されない：例えば、ポリエチレン、メタロセン触媒ポリオレフィン、シンジオタクチックポリスチレン、シンジオタクチックポリプロピレン、環式ポリオレフィン、ポリエチレンメチルアクリル酸、ポリエチレンエチルアクリレート、ポリエチレンメチルアクリレート、アクリロニトリルブタジエンスチレンポリマー、ポリエチレンビニルアルコール、ポリエチレンビニルアセテート、ナイロン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリサルホン、ポリビニリデンクロライド、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン、スチレン無水マレイン酸ポリマー、スチレンアクリロニトリルポリマー、エチレン／メタクリル酸のナトリウムまたは亜鉛塩をベースとしたアイオノマー、ポリメチルメタクリレート、セルロース、フッ素プラスチック、ポリアクリロニトリル、および熱可塑性ポリエステルである。好ましくは、ポリプロピレンがスキン層に使用され、そしてより好ましくは、エチレンビニルアセテート／ポリプロピレンの混合物が使用される。上記の低熱伝導性を達成するために、好ましくは、フィルムは、ボイド化される。ボイド化されたフィルムは、ポリマーフィルム材料中のブロー剤の使用により、または非相溶性の２相系の延伸により生産され得る。より好ましくは、フィルムは、非相溶性の２相系の延伸により生産される。延伸非相溶性２相系は、一軸延伸され得るか、または二軸延伸され得る。最も好ましくは、フィルムは一軸延伸される。スキン層を含むフィルムの各層はボイドを含み得るが、好ましくは、スキン層および／またはヒートシール層は、本質的にボイドを含まない。本質的にボイドがないことは、好ましくは、スキン層が、約10体積％未満のボイドを含むこと、そしてより好ましくは、スキン層が、約３体積％未満のボイドを含むことを意味する。好ましくは、コアの層の１つがボイドを含み、そしてより好ましくは、コア全体がボイドを含む。スキン層、ヒートシール層、ベース層および本質的にボイドを含まないコアのこれらの層のための材料の選択は、フィルムの用途に依存する。ボイド化された層のための材料の選択は、さらに、ボイド化開始粒子または相材料に依存し、そしてボイドを作るために必要なプロセス条件に依存する。上記のように、コアまたはベース層は、好ましくは絶縁性である。絶縁特性は、固有の低熱伝導性を有する材料を用いるかまたはコアまたはベースの層をボイド化するかのいずれかによりもたらされる。好ましくは、コアまたはベースはボイド化層を含む。ボイド化層およびコアまたはベース層のそれらの本質的にボイドのない層のための材料は、単独でまたは組み合わせて使用される以下の溶融可能フィルム形成材料を含むが、これらに限定されない：例えば、ポリエチレン、ポリエチレンメチルアクリル酸、ポリエチレンエチルアクリレート、メタロセン触媒ポリオレフィン、シンジオタクチックポリスチレン、シンジオタクチックポリプロピレン、環式ポリオレフィン、ポリエチレンメチルアクリレート、アクリロニトリルブタジエンスチレンポリマー、ポリエチレンビニルアルコール、ポリエチレンビニルアセテート、ナイロン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリサルホン、ポリビニリデンクロライド、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン、スチレン無水マレイン酸ポリマー、スチレンアクリロニトリルポリマー、エチレン／メタクリル酸のナトリウムまたは亜鉛塩をベースとしたアイオノマー、ポリメチルメタクリレート、セルロース、フッ素プラスチック、ポリアクリロニトリル、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)および熱可塑性ポリエステルである。フィルムは、キャスティングまた押出し成形のような当該分野において公知のそれらのプロセスによって製造され得る。しかし、フィルムは好ましくは、ポリマー押出し成形プロセスまたは共押出し成形プロセスによって製造される。ポリマー性フィルム材料の押出し成形物または共押出し成形物は、適切な公知のタイプの押出し成形ダイまたは共押出し成形ダイから同時押出しによって形成され、そして共押出し成形物の場合において層は永久に結合した状態で互いに接着し、単位の共押出し成形物を提供する。固定層は、コア層（単数または複数）の材料、またはコアおよびスキン層（単数または複数）の材料が、互いに押出し成形される際に互いに十分に接着または接合しない場合、使用され得る。好ましくは、フィルムは、共押し出しされる。しかし、共押し出しプロセスの間に、ヒートシール層の活性化を防ぐように注意しなければならない。次いで、非相溶性２相系から形成された、コア層中のキャストまたは押し出しされたフィルムは、二軸かまたは一軸かのいずれかで延伸される。フィルムを配向するための手段は、冷延伸、熱延伸、加圧延、熱加圧延、および吹込押出し成形プロセスを含むが、これに限定されない。好ましくは、フィルムは一軸的に配向され、および／または、好ましくは、材料は熱延伸される。フィルムが、さらなるプロセシングまたは室温以上の供給温度での適用を有する場合、好ましくはフィルムはまた熱硬化またはアニールされ寸法安定性を提供される（すなわち、フィルムの圧縮、緩和、または任意の歪みを防止する）。好ましくは、フィルム厚みは、約７ミリ未満である。より好ましくは、フィルム厚みは約３ミリ〜約６ミリである。最も好ましくは、フィルム厚みは約４ミリ〜約６ミリである。本発明の目的のために、好ましいボイド化のための非相溶２相系は、一軸か二軸かのいずれかで延伸され得る。本発明の目的において、一軸的配向とは、フィルムが実質的に配向方向に、および相対的に配向されない方向にはより低い程度に、配向されることを意味する。好ましくは、これは、配向方向（押出し成形フィルムの機械方向）における硬度（stiffness）が約10Gurleyより大きく、そして配向されない方向（押出し成形フィルムの交差方向）における硬度が配向方向における硬度の約0.75倍未満であることを意味する。さらに好ましくは、配向されない方向における硬度が配向方向における硬度の約0.6倍未満であり、より好ましくは、約0.5倍未満であり、そして最も好ましくは、約0.4倍未満である。上記の非相溶２相系のためには、ボイド開始粒子または相材料は、少なくとも１軸配向の条件で、少なくとも１部コア材料と非相溶であるべきである。代表的ボイド化開始粒子材料は、有機または無機であり得る。有機ボイド化開始粒子の例は以下を含むが、これに限定されない：ポリアミド；ナイロン；高密度ポリエチレン；ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）；アセタール；ポリプロピレンホモポリマー；およびアクリル樹脂。無機ボイド化開始粒子の例は、固体および中空予備成形ガラス球、金属ビーズまたは球；セラミック球；二酸化チタン；炭酸カルシウム；硫酸バリウム；チョーク；二酸化ケイ素；および粘土を含むが、これに限定されない。好ましい無機ボイド化開始粒子材料は、マイカ、粘土およびチョークであり、より好ましい材料はセラミック球であり、そして最も好ましい材料は炭酸カルシウムである。ボイド化開始粒子または相の好ましい平均粒子サイズは、約0.1〜約12umである。ボイド化開始粒子または相のより好ましい平均粒子サイズは、約0.5〜約5umである。ボイド化開始粒子または相の最も好ましい平均粒子サイズは、約１〜約３umである。ボイド化開始粒子は、ほとんどの任意の形状（すなわち、球形または非球形）であり得る。非球形のボイド化開始粒子の例は、以下を含むがこれに限定されない：針状（針形）、角状（鋭角または鈍角の多角形）、樹状（分岐形状）、繊維状（規則的または不規則的な形状の糸の形状を有する）、薄片状（板状）、顆粒状（不規則な形状以外はほぼ等寸法）、不規則形状（任意の対称性が欠如している）、結節状（円形の不規則な形状）円錐形、および半球。好ましい粒子形状は、非球形である。より好ましい粒子形状は、円錐形である。上記に示すように、ある低コストのフィラー材料（例えば、炭酸カリウム）が、ボイド化開始粒子として使用され得る。従って、ボイド化開始粒子の量が多くなるにつれて、フィルムの材料コストは低くなる。好ましくは、ボイド化開始粒子または相は、配向の前にボイド層の約30重量％よりも多い量で存在する。より好ましくは、ボイド化開始粒子または相は、配向の前にボイド層の約35重量％よりも多い量で存在する。最も好ましくは、ボイド化開始粒子または相は、配向の前にボイド層の約40重量％よりも多い量で存在する。一般に、ボイドフィルム層とは、ボイド層が置かれる範囲内のマトリックス材料であると説明される。このことから、ボイドがマトリックス構成を形成することが理解されるべきである。用語「層」とは、マトリックスを形成する大量のボイドが存在し、そしてボイドが配向されることで、ボイドの大きい方の寸法が好ましくはポリマー性フィルム構造の配向方向と対応するように整列されるという見解を示唆すると解釈される。各ボイドが粒子の開始によって形成された後、粒子は系の他には寄与し得ない。これは、ボイド化開始粒子または相の熱伝導性が一般に、ポリマーマトリックスのそれと同等以上だからである。フィルム層中の典型的なボイドは、好ましくは、延伸方向における主要な長さ（一軸延伸フィルムについてＸ長さ、そして二軸延伸フィルムについてＸおよびＹ長さ）、非延伸方向または交差方向における主要でない長さ（一軸延伸フィルムについてＹ長さ）、およびＺ長さ（これは、フィルムまたは層の厚さに対応する）を有することで規定される。延伸条件は、ボイドが開始されそして増大の間ボイドの一般的な一体性が維持されるようであることが好ましい。このことは、Ｘ寸法を形成する配向の間、温度条件が、この寸法がそれらの任意の寸法においていかなるボイドの破壊もなく形成するようにするべきであることを意味する。このことは、以下の利点を有する。閉じたセルは、伝導性ガスほとんどなしかまたはなしで真空になりやすい。このことは、セルにこの真空効果を与えやすく、このことが熱伝導性を向上させる。さらに、閉じたセルは、水および／または酸素のフィルムの透過を減少させる。好ましくは大部分のボイドは、セルに隣接されると考えられるそれらのボイドを実質的に任意に破壊することなく、セルに隣接される。さらに好ましくは、約 60％より大きなボイドがセルに隣接される。より好ましくは、約70％より大きなボイドがセルに隣接される。さらにより好ましくは、約80％より大きなボイドがセルに隣接される。最も好ましくは、約90％より大きなボイドがセルに隣接される。上記に参照されるように、マトリックスポリマー、コポリマーまたはそれらのブレンドおよびボイド化開始粒子または相は非相溶性であるべきである。この用語は、材料が２つの異なる相であることを意味することにおいて用いられる。ボイド化開始粒子または相は、マトリックス（好ましくは低融点材料である）によって分散相を構成する。配向の際の材料は、ボイド中のどこかに位置するボイド化開始粒子で満たされたボイドになる。本明細書中に記載するフィルム構造のボイド化の結果、増加した熱伝導性に加えて、延伸およびボイドは、複合層の他の物理的特性（例えば、乳白度、耐クラック性、引き裂き強度、伸び、引っ張り強度、および衝撃強度）を改良する。ボイド化されたフィルム層が、表面またはスキン層と組み合わされた場合、得られるフィルムは、滑らかな高品質の外観を、予想されなかった改良熱伝導性、および水蒸気透過性、および／または低酸素透過速度特性とともに有し得る。このことによりフィルムは、インモールドラベリングに理想的に適するようになる。好ましい１つの実施態様において、図１に示されるフィルム10は、コア16、ヒートシール層12およびスキン層14からなる共押出成形品である。いくつかの層の充填は、図２に例示されたようなマルチフィード共押出ダイ18を通る押出しのために準備される。この実施態様において、このフィルムの軟化温度以上の温度で熱延伸が行われ、フィルム配向を提供する。熱延伸の間、押出しまたは共押出しダイは、好ましくは、約190℃〜約215℃、より好ましくは、約205℃に維持される。押出されたフィルムは、キャスティングロール21（これは、好ましくは、約20℃〜約50℃、より好ましくは、約38℃に維持される）上にキャストされ、そして、エアナイフ 19を提供する。このフィルムは、引き続きキャスティングロール21を回り、次いで、冷却ロール22（これは、好ましくは、約20℃〜約50℃、より好ましくは、約 38℃に維持される）に通される。このフィルムは、引き続き冷却ロールを回り、ロール24を通り（train）、一軸（すなわち、縦）方向配向ユニット（MDO)25に入る。フィルムは、好ましくは、これらの全てのロールを１分当たり約８〜約13 フィート（より好ましくは１分当たり約８フィート）の速度で移動する。 MDOユニットの内部では、フィルムは、延伸され（stretch）、縦方向に硬化（ stiffen）される。フィルムは、第１予熱ロール26を通り、次いで、第２予熱ロール28を通る。これらのロールは両方とも約90℃〜約120℃、より好ましくは約1 07℃に維持され、この時点では、フィルムは、１分当たり約８〜約13フィート（より好ましくは、１分当たり約８フィート）で移動し続ける。第２予熱ロールを出た後、フィルムは、好ましくは、１分当たり約８〜約13フィート（より好ましくは、１分当たり約８フィート）でなお移動しながら、低速延伸ロール（slow d raw roll）31上を通る（track）。次いで、フィルムは、高速延伸ロール（f ast draw roll）32（これは、好ましくは、１分当たり約55〜約91フィート、より好ましくは、１分当たり約56フィートの速度でストックを前進させる）に引かれる。従って、記載されるこの特定の好適な実施態様では、フィルムは、７倍に延伸され、好ましくは、元来の厚さの約20％にまで延伸される。延伸比は、好ましくは、約４：１〜約10：１、より好ましくは、約５：１〜約７：１である。この特定の実施態様において、フィルムは、好ましくは、１分当たり約56〜約 91フィート、より好ましくは、１分当たり約56フィートの速度で前進を続ける。フィルムが引っ張りロール対31,32を出て、それが、機械的な束縛がほとんどないかまたは全くない状態で加熱されているのであれば、延伸フィルムは、厳密な収縮に供される。ポリマーフィルムは、その元来の長さの「記憶」を有し、加熱するとフィルムはその長さに復元する傾向を有するといわれる。フィルムは、アニーリングロール36にて、引っ張られたフィルム（tensioned film）に熱を付与することによるこの傾向を除くために、硬化されるかまたはアニールされる。アニーリングロール36は、本実施態様では、好ましくは、約115℃〜約140℃、より好ましくは、約125℃に維持される。次いで、フィルムは、直接、冷却ロール38 を通る。ロール38は、好ましくは、約35℃〜約60℃、より好ましくは、約50℃の温度に維持される。熱延伸操作は完了時に冷却ロール38を出ると、このフィルムは、自動巻き取りロール39に巻き取られ（take up）得る。ロール39は、簡単に移動でき、そして保存され得る。本発明は、さらに、インモールドラベリングのためのプロセスを含む。これは、以下の工程を包含する：少なくとも２つの層を含むラベルを形成する工程（ここで１つの層は、フィルムをプラスチック基材に結合するためのヒートシール層であり、ここで該フィルムは、上記の様に約1.250×10^-4kCal／sec cm ℃未満の熱伝導性を有する）；内面および外面を有するプラスチック基材を生産するための型にラベルをインサートする工程；その後にプラスチック基材を該インモールドにおいて十分な熱により形成する工程（ここで該基材の外面は、該ラベルの該ヒートシール層に結合する）。ヒートシール層は、通常のコーティングプロセスにより、コア上にコーティングされ得、または好ましくは、ヒートシール層の形態でフィルムとともに共押し出しされ得る。好ましくは、ヒートシール層は、感熱性となるように改良される。フィルム材料はプリントされ、次いで、ダイまたはレーザーカットされる。プリントおよびカットされたラベルは、プラスチック容器を生産するための成型プロセスの間、型キャビティの内側に配置され、ここで、接着面は、高温プラスチック容器の外面を向いている。プラスチックが成型されると、熱がラベルの接着剤を活性化または溶融して、そしてラベルおよびプラスチック容器は、永久結合を形成する。成型プロセスの間に問題なくインモールドラベルが容器に結合するか否かは、ラベル材料の多くの特性に依存する。これらの主な特性の１つは、ラベルの絶縁性であり、より詳細には、ベースまたはコアの絶縁性である。このことは、ラベルのサイズが大きくなるにつれて、さらに重要になる。なぜなら、ラベルは、プラスチック容器に接触するようになり、容器から発生する熱は、ラベルのヒートシール層を活性化または溶融するのに使われるからである。ベースまたはコアがヒートシールまたは接着層を絶縁しない場合、ラベルは、プラスチック容器に対して接着不良になりやすく、そして特定の位置においては、全く接着しなくなり得る。容器が冷えるにつれて、このことは、ラベルに泡または脹れを発生させやすく、これらは美観上喜ばしくない。従って、コアまたはベース層中の低熱伝導性のフィルムのラベルが、大きなサイズの容器のインモールドラベルの適切な用途のために必要である。本発明のインモールドラベルのさらなる利点は、ラベル付けされた容器のインモールド製造のサイクルタイムを潜在的に減少させることである。サイクルタイムの減少は、容器との接触の際にヒートシール層を活性化するために必要なインモールドでの存在時間の減少に起因する。これは、ヒートシール層中のより速い熱蓄積により、ヒートシールのより速い活性化をもたらすフィルムおよび特にコアの絶縁特性による。このことは、絶縁層と絶縁層によりヒートシール層から除去されるそれらの層との両方のさらに少ない破壊をもたらす。当業者が本発明の実施をより理解し得るように、以下の実施例が、例示ために、しかし限定のためではなく提供される。当該分野で公知のさらなる背景の情報は、本明細書中で引用される参考文献および特許に見出され得、これらの文献および特許は、本明細書中に参考として援用される。実施例実施例１〜18 実施例１〜18は、インモールドラベルとして使用される代表的なフィルムのサンプルである。インモールドラベルについて、このフィルムは、典型的には、プラスチック容器形成プロセスの間に、これらの容器上への適用のためのラベルに変換される。実施例１〜18はいずれも、共押出しプロセスにより製造される、コアと２層のスキンとを含む３層フィルムであった。一方のスキンは、プリントスキンであり、他方のスキンは、インモールドプロセスの間に、プラスチック容器にラベルを結合させるためのシール層である。表Ｉは、コアの組成物を、組成の重量％で示す。HPPは、Union Carbide Corpo ration of Houston，Texasから製品番号5A97として販売されているホモポリマーポリプロピレンであった。製品5A97は以下の特性を有する：メルトフローインデックス 3.9グラム/10分；融点 162℃；引っ張り降伏強度 5350 psi；引っ張り降伏点での伸び８％；曲げモジュラス（１％セカント） 230,000psi。RnCoppは、U nion Carbide Corporation of Houston，Texasから製品番号6D20として販売されているランダムコポリマーポリプロピレンであった。製品6D20ランダムコポリマーポリプロピレンは以下の特性を有する：メルトフロー 1.6〜2.2グラム/10分；密度 0.890グラム/cc；引っ張り降伏強度 3600 psi；降伏点での伸び 14％；曲げモジュラス（タンジェント） 130,000psi；ビカット軟化温度 134℃；および融点 147℃。CaCO3は、ボイド化開始粒子（void initiating particle）およびH PPの濃縮物であり、以下の特性を有する：組成は、炭酸カルシウム無機フィラーを40重量％有するポリプロピレンである；この物質は、メルトインデックス（AS TM D1238）最小3.0〜最大6.0：灰分 40.0±2.0％；最大500ppmの揮発成分；およびバルク密度 730±50 g/l；を有する。この炭酸カルシウム濃縮物は、A．Sch ulman，Inc．of Akron，Ohioから製品名Polyhatch PF92Dとして販売される。EVA は、Quantum Chemical Corporation of Cincinnati，Ohioから製品名Ultrathene UE 631-04として販売されているエチレン酢酸ビニルである。EVA材料は、高温特性および種々の基材への接着を促進する物質である。Ultrathene UE 631-04は、安定化添加パッケージを含み、フィラーの高充填を必要とする配合製品においても使用され得る。EVA材料は以下の特性を有する：メルトインデックス2.4ｇ/1 0分；破壊引っ張り強度 2150 psi；破壊延性 710％；１％セカントモジュラス 5 ,300psi。硬度（ショアＡ） 87；リングおよびボール軟化点 174℃；およびピーク融点86℃。３層フィルムのプリントスキン層は、50重量％のEVA（上記）および50重量％のHPP（上記）からなり、これを、L/D比24:1のスクリューを備える１〜1/4インチ押出し機中で溶融し、混合した。この押出し機は、Davis Standard of Pawcat uck，CTにより製造された。この押出し機は、溶融および混合の間、それぞれ205 、210および216℃で維持される３つの温度ゾーンを有した。上記組成物（表Ｉも参照のこと）のフィルムのコアを、L/D比28:1のスクリューを備える２〜1/2インチ押出し機中で溶融し、混合した。この押出し機は、Dav is Standard of Pawcatuck，CTにより製造された。この押出し機は、溶融および混合の間、それぞれ216、221，227および232℃で維持される４つの温度ゾーンを有した。このコア材料の炭酸カルシウムを、濃縮材料が無機物質を含み水分を含まないことを保証するように、混合前に80℃で４時間オーブン（Conair Frankli n of Franklin，PAで製造された）中で乾燥した。表Ｉコア組成物重量％実施例 HPP RnCopp CaCO3 EVA 1 75 25 2 50 50 3 60 40 4 45 15 40 5 30 30 40 6 15 45 40 7 55 45 8 25 25 50 9 23 23 50 4 10 17.5 17.5 50 15 11 50 50 12 25 75 13 35 65 14 23 73 4 15 18 78 4 16 96 4 17 23 23 50 4 18 23 23 50 4 ヒートシール層は、40重量％のEVA（上記）；37.5重量％の低密度ポリエチレン；20重量％のアンチブロック濃縮物；および2.5重量％の帯電防止濃縮物からなった。低密度ポリエチレンは、Rexene Products of Dallas，TXから製品名LD Polyethylene PE 1017として製造された。この低密度ポリエチレン材料は、良好な衝撃に対する強度（impact strength）、ヒートシールおよび発泡特性を有する。LD Polyethylene PE 1017は、以下の物性（その製品のデータシートに基づく）を有する：メルトインデックス2.0グラム/10分；密度0.930グラム/cc；破壊引っ張り強度 1600 psi；ビカット軟化点 94℃；破壊延性 500％；セカントモジュラス 32000psi；およびショアＤ硬度 50。アンチブロック濃縮物は、A．Sch ulman Inc．of Akron,OHから製品名Polybatch F-20として製造された。Polybatc h F-20は、低密度ポリエチレンを基準として20重量％の天然シリカを含むアンチブロック濃縮物であり、ポリエチレン適用にて使用するために設計される。このアンチブロック剤の粒子サイズおよび分散体は両方とも、標準的なスリップ濃縮物（slip concentrate）と共に使用した場合に有効な摩擦係数を提供するように最適化されている。Polybatch F-20材料は、以下の物性（その製品のテクニカルデータシートに基づく）を有する：キャリア樹脂のメルトインデックス９± ４グラム/10分；濃縮物のメルトインデックス７±３グラム/10分；灰分（％天然シリカ） 20±２％；含水分（moisture retention）（190℃でのKarl Fisher ）最大1000ppm；および１グラム当たりのペレット46±５。帯電防止剤もまた、A ．Schulman Inc．of Akron,OHから製品名Polybatch VLA SFとして製造された。P olybatch VLA SFは、特別な帯電防止剤である。Polybatch VLA SF材料は、以下の物性（その製品のテクニカルデータシートに基づく）を有する：濃縮物のメルトインデックス 11〜18グラム/10分；含水分（190℃でのKarl Fisher）最大1000 ppm。ヒートシール層用の材料を、L/D比24:1のスクリューを備える１〜1/4インチ押出し機中（Davis Standard of Pawcatuck，CTにより製造された）で溶融し、混合した。この押出し機は、それぞれ205、210および216℃で維持される３つの温度ゾーンを有した。３つの押出し機は、多層フィードブロックを供給し、これは次いで、単一のマニフォールドコートハンガーダイ（coathanger die）を供給する。フィードブロック、ダイ、および押出し機と、フィードブロックと、ダイとを一緒に接続するアダプタピースはいずれも、一定温度210℃に保った。３層フィルムを38℃に維持されたキャスティングロール上に押出し、フィルムをさらに冷却するためにエアナイフを提供した。次いで、フィルムを、縦方向（MD）にフィルムを配向させる配向ユニットを通す（run）ことにより、縦方向に一軸延伸した。この配向ユニットは、多くのロールからなり、その１番目を、延伸前にフィルムを予熱するために使用した。これらのロールを、フィルムの実質的な厚さ部分が加熱されるように107℃に維持した。フィルムを、低速延伸ロール（８フィート/秒でフィルムを移動する）および高速延伸ロール（56フィート/秒でフィルムを移動する）の間で延伸する。実施例Ｉ中の全てのサンプルを、それがキャスティングロール上に押し出されるときのフィルムの元来の厚さの約22％である約５ミルにまで延伸した（strech or raw）。延伸一軸配向フィルムを、アニーリングロールにて、引っ張られたフィルムストックに熱を付与することにより、硬化（またはアニール）した。アニーリングロールを127℃の温度に維持した。次いで、フィルムを、49℃の温度に維持された冷却ロールに通す。全てのサンプルは、厚さ約3.8〜5.3ミルの範囲であった。表IIは、これらのサンプルの不透明度および破壊延性を示す。ラベル産業で受容された手順である、紙の不透明度を測定するためのTappi T 425 os-75 standardを用いて、不透明度を測定した。ポリマーフィルムの機械的特性を測定するためのASTM Standard D882を用いて、破壊延性を測定した。不透明度測定の結果は、約60〜97％の範囲であり、予期されないほどに高い不透明度を有するフィルムが、これらのフィルムの一軸配向して、ボイド化構造を作製することにより製造され得ることを示す。表II フィルムの物理的測定伸び厚さ不透明度 (％) 実施例 (mils) ( ％) ＭＤＣＤ 1 4.70 93.0 18 83 2 4.84 93.2 18 55 3 4.24 88.4 20 70 4 4.28 85.5 20 280 5 4.26 86.7 22 290 6 4.12 82.2 23 210 7 4.70 92.6 20 68 8 4.72 90.6 21 85 9 4.30 81.0 21 270 10 3.84 61.2 20 280 11 4.60 87.0 22 400 12 5.74 96.9 18 86 13 5.30 95.6 19 79 14 4.70 92.0 15 5.00 94.3 16 5.30 95.7 17 4.20 83.7 18 4.10 84.9 表IIおよびIIIは、配向の程度を示唆する、フィルムの機械的特性を示す。硬度（stiffness）についてのガーレー（Gurley）値を、TAPPI試験方法T543PM-84 を用いて測定し、全て４ミルフィルムに対して規格化した。モジュラスおよび最終引っ張り強度を、ASTM試験方法D882を用いて測定した。延性、Gurley硬度、モジュラスおよび引っ張り強度は全て、これらのサンプルが一軸配向であることを示す。さらに、ボイド化フィルムのGurley硬度は、類似の非ボイド化フィルムの Gurley硬度より、予期されないほどに高かった。表III フィルムの物理的測定実施例ガーレーモジュラス引張り強度ＣＤＭＤＣＤＭＤＣＤＭＤ (×1000psi) (×1000psi) 1 27 101 69 381 2.1 27.4 2 24 91 63 375 2.1 27.3 3 36 121 89 446 2.5 32.6 4 37 115 98 418 2.9 30.9 5 35 110 92 427 2.6 33.1 6 38 109 109 397 2.7 34.1 7 30 106 80 376 2.1 28.3 8 29 98 75 356 2.1 30.3 9 33 106 94 376 2.4 31.9 10 34 92 79 329 2.4 30.4 11 31 88 81 341 2.2 27.8 12 20 82 45 278 1.4 19.3 13 23 92 59 307 1.7 22.3 表IVは、本発明のインモールドフィルムの熱伝導性、およびインモールドラベリングに現在使用されているフィルムの熱伝導性を示す。実証されるように、本発明のインモールドフィルムは、現在使用されているものよりも顕著に低い熱伝 nison Corporationから、インモールド市場に販売されている。Kimdura^TMインモールド製品は、現在、Roswell、GerogiaのKimberly-ClarpCorporationからインモールド市場に販売されている。これらのフィルムのための測定は、Del Mar、C aliforniaのInternational Thermal Instrument Company製のModel C-400 Ther mal Conductivity Cellを用いて行った。サンプルは、ASTM標準C 177-93に従って測定された。表IV 熱伝導性試料厚さ K- k- 実施例 (mils) Cal/sec cm ℃ Btu ／ft hr°F 1 6 1.257×10^-4 0.0304 2 5 1.062×10^-4 0.0257 3 4 0.823×10^-4 0.0199 3 4 0.825×10^-4 0.0200 7 4.5 0.913×10^-4 0.0221 7 9 1.220×10^-4 0.0295 12 5.5 1.064×10^-4 0.0257 12 10.4 1.047×10^-4 0.0253 13 5.5 1.124×10^-4 0.0272 13 11.0 1.108×10^-4 0.0268 注意（表IV）（１）各々の得られたフィルムサンプルについて２つの試料を測定した。（２）幾つかの試料において測定温度差の精度を改良するために厚みを二通り行った。本発明の範囲および精神を逸脱することなく、種々の他の改変が当業者には明白であり、かつ当業者により容易に行われ得ることは理解される。従って、添付の請求の範囲の範囲が上記の記載に限定されることを意図するのではなく、むしろ、請求の範囲が、当業者が本発明に付随するその等価物として取り扱う全ての特徴を含めて、本発明に存在する特許性の新規性の特徴を全て包含するものとして解釈されることが意図される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｊ 5/18 Ｃ０８Ｊ 5/18 (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims

【特許請求の範囲】１．以下を含む、インモールドラベルフィルム：少なくとも２つの層（ここで、１つの層は、フィルムをポリマー基材に結合するためのヒートシール層であり、該ヒートシール層は、約57℃から約100℃の間での温度で活性化される）ここで、該フィルムは、約1.250×10^-4kCal／sec cm ℃未満の熱伝導性を有する。２．前記フィルム全体の厚さが約７ミル未満である、請求項１に記載のインモールドラベルフィルム。３．前記少なくとも２つの層が共押し出しされる、請求項１に記載のインモールドラベルフィルム。４．前記フィルムが、ボイドの層を含む少なくとも１つの層を有する、請求項１に記載のインモールドラベルフィルム。５．前記フィルムが、少なくとも１つの絶縁層を有する、請求項１に記載のインモールドラベルフィルム。６．請求項１に記載のインモールドラベルを含むプラスチック容器。７．インモールドラベリングのためのプロセスであって、以下の工程を包含する、プロセス：少なくとも２つの層を含むラベルを形成する工程（ここで１つの層は、フィルムをプラスチック基材に結合するためのヒートシール層であり、ここで該フィルムは、約1.250kCal／sec cm ℃未満の熱伝導性を有する）；内面および外面を有するプラスチック基材を生産するための型にラベルをインサートする工程；その後にプラスチック基材を該インモールドにおいて十分な熱により形成する工程（ここで該基材の外面は、該ラベルの該ヒートシール層に結合する）。８．前記ヒートシール層が、約70℃から約100℃の間で活性化される、請求項７に記載のプロセス。９．前記フィルム全体の厚さが約７ミル未満である、請求項７に記載のプロセス。１０．前記少なくとも２つの層が共押し出しされる、請求項７に記載のプロセス。１１．前記フィルムが、ボイドの層を含む少なくとも１つの層を有する、請求項７に記載のプロセス。１２．前記フィルムが、少なくとも１つの絶縁層を有する、請求項７に記載のプロセス。１３．以下を含む、インモールドラベルフィルム：ヒートシール層（該ヒートシール層は、約57℃から約100℃の間の温度で活性化される）；プリント層、および該ヒートシール層と該プリント層との間に絶縁層を含むコア、ここで、該フィルムは、約1.250×10^-4kCal／sec cm ℃未満の熱伝導性を有する。１４．前記ヒートシール層が、約70℃から約100℃の間で活性化される、請求項１３に記載のインモールドラベルフィルム。１５．前記フィルム全体の厚さが約７ミル未満である、請求項１３に記載のインモールドラベルフィルム。１６．前記ヒートシール層、前記コア、および前記プリント層が共押し出しされる、請求項１３に記載のインモールドラベルフィルム。１７．前記フィルムが、ボイドの層を含む少なくとも１つの層を有する、請求項１３に記載のインモールドラベルフィルム。１８．インモールドラベルのためのプロセスであって、以下の工程を含む、プロセス：フィルムをプラスチック基材に結合するためのヒートシール層、プリント層、および該ヒートシール層と該プリント層との間に絶縁層を含むコアを含むラベルを形成する工程；内面および外面を有するプラスチック基材を生産するための型に該ラベルをインサートする工程；その後にプラスチック基材を該インモールドにおいて十分な熱により形成する工程（ここで該基材の外面は、該ラベルの該ヒートシール層に結合する）。