JP2005306484A - 断熱ラベル - Google Patents

Abstract

【課題】 より広い環境温度にたいしてパッケージおよびその内容物の温度を維持するための手段および方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、立方インチ当たり約５，０００ないし約２５，０００の独立気泡を有するポリマー熱可塑性独立気泡フォーム、好ましくはポリプロピレンの溶液プロセスポリマー独立気泡マイクロフォームから形成された、約１ないし４ｍｍの厚みを有し、直接表面に印刷するか印刷可能なラベルを付着させた容器に接着する断熱ラベルである。
【選択図】 図１

Description

関連出願への相互参照
この非仮出願は、２００４年３月１９日に出願された米国特許仮出願第６０／５５４，５３７号の利益を主張する。

本発明は、パッケージ用の断熱ラベルを対象とする。特に、本発明は、雰囲気温度未満または雰囲気温度を超える温度を有するパッケージの内容物の加温または冷却速度を低下させる断熱ラベルを対象とする。

一般に消費されるソフトドリンクは、飲料用の多種多様なパッケージング材料から選ばれたパッケージで、冷却されて供される。飲料の冷却状態は飲料の品質および最終消費者の満足感に対して重要である。冷却された飲料パッケージはアイスボックスまたは冷蔵庫から取り出され、消費の過程においてより高い温度に曝され、パッケージおよびひいては飲料が熱を吸収する傾向がある。その結果温度が上昇し、これは飲料の味覚上の品質を低下させかねず、恐らくは、消費者に不快感をもたらす。加えて炭酸飲料の場合には、一旦開けられたパッケージがより高い温度に曝されると、飲料からの二酸化炭素の喪失のため「気が抜けた」ものとなる。同様に、ある種の食品および飲料は、雰囲気よりも高い温度で供されるのが好ましいが、低い温度に曝されると冷却される。

Ｂｅｎｉｍらによる特許文献１および特許文献２は、繊維入りバットであってよく、かつフィルム、紙または布の少なくとも１つの層に積層された熱断層を含む断熱ラベルストックを開示している。これらの開示では、ラベルストックは、カン、ビンまたはパウチのような容器の周りを包むことができ、印刷可能なようにコーティング材料をコートされることができ、それにより断熱特性および印刷能力の双方を容器に付与するものである。開示されたラベル断熱体は、容器に断熱を供するための、典型的には０．００７５インチよりも大きな十分な嵩高性を有し、報告によると、供されるラベルは十分に薄くラベルストックとして用いるため容器への包装が容易で、標準的なラベル単独で使用する場合よりも容器の内容物の温度を長時間維持する。開示された熱断層はポリエステル繊維入りバットのような有機熱可塑性ポリエステル、ポリエチレンまたはポリプロピレン繊維ベースの材料を含む。Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ ＣｏｍｐａｎｙによるＴＨＥＲＭＯＬＩＴＥ（登録商標） Ａｃｔｉｖｅ Ｏｒｉｇｉｎａｌとして販売される繊維入りバットは、報告されているところによると、特に適切である。開示された繊維入りバットは、１０ｇｍ／ｍ^２から２００ｇｍ／ｍ^２の範囲の面積重量、および０．３ＧＭ／ｃｍ^３未満の嵩密度を有する。あるいは、３ＭによるＴＨＩＮＳＵＬＡＴＥ（登録商標）として販売されるメルトダウンポリオレフィンのようなメルトブローン繊維から熱断層が形成される。

熱断層として用いられる開示された材料はポリウレタンフォームおよび当該分野で知られた他のフォーム組成物であるが、ガラスウール、ホウケイ酸ガラス、または石綿を含む無機熱可塑性繊維ベース材料、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤｅｌａｗａｒｅのＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙによって商標ＣＯＯＬＭＡＸ（登録商標）下で販売される、テトラ−チャネルまたはスカラップ卵型繊維から作られた編物、織物または捲縮材料、およびフェルト、または嵩高不織布またはニードル不織布のような不織材料は特別に開示されていない。しかしながら、該特許の開示に基づき、Ｂｅｎｉｍ出願に開示されたラベルは所望の程度の断熱を供するとは思われない。

Ｓｏｍｍｅｒｓによる特許文献３は、ラベルの面上に高品質印刷像を供するための、複数の印刷ステーションを用いる連続実行プロセスによって製造された、種々の形状の飲料容器のための断熱ラベルおよびラップを開示する。このプロセスによって製造された、開示されたラベルまたはアフターマーケット飲料容器ラップは、ペーパーストック基材の面上にインクの層を有する多層ラベルを含み、該ストック基材の裏面の接着剤層はフォームの薄い防水層を保持する。ラベルの印刷された面は、透明なフィルムまたはインク層を被覆するコーティングによって保護されている。ラベルは、種々のサイズの容器にフィットし、顧客によって手で適用されるべきアフターマーケットラップとして製造することができ、あるいは製造業者でラベルを容器の一体部分として製造することができる。Ｂｅｎｉｍの出願に関しては、Ｓｏｍｍｅｒｓ特許の開示に基づき、該特許に開示されたラベルは所望の程度の断熱を供するとは思われない。

特許文献４は、約８０ミクロン未満の平均気泡サイズおよび少なくとも９０パーセントのボイド率を有する独立気泡マイクロ気泡材料、および該マイクロ気泡材料に直接固着させたペーパーベースのシート材料を含む多層製品を開示している。そのようなフォームは、１立方センチメートル当たり約１，０００，０００気泡を有するであろう。

Ａｓｔらによる特許文献５は、ポリプロピレン容器およびそのような容器に適用するための接着性ラベルを開示している。該接着性ラベルは、その下面に接着剤層およびその上面にインプリントを含むベース層、および積層接着剤によってベース層の上面に接着したフィルムを含む。該ベース層は発泡ポリプロピレンコア層および一対の配向したポリプロピレン層を含み、ここに、発泡ポリプロピレン層は両側がポリプロピレン層で被覆されており、該フィルムは実質的にポリプロピレンよりなる。特定の発泡ポリプロピレンまたはそれがどのようにして製造されるかについては開示がない。
米国特許出願公開第２００３／０００３２４９号 米国特許出願公開第２００３／０２０７０５９ Ａ１号 米国特許第６，６２０，２８１号 米国特許第６，２３５，３８０号 米国特許第５，０８５，９０６号

よって、より高いまたはより低い雰囲気温度への暴露に際して、所望の温度で内容物の消費を可能とするのに十分な時間、パッケージおよびその内容物の温度を維持する方法および手段に対して要望が存在する。本発明は、そのような手段および方法を供する断熱ラベルを提供する。

本発明は、パッケージの内容物の温度を維持するための断熱ラベルを対象とする。該断熱ラベルは、典型的には、立方インチ当たり約５，０００ないし約２５０，０００の独立気泡を有するポリマー熱可塑性独立気泡フォーム、好ましくはポリプロピレンマイクロフォームを含む。好ましくは、前記フォームは、溶液プロセスポリマー独立気泡マイクロフォームであり、最も好ましくは、ポリプロピレンから形成される。さらに、前記フォームは、好ましくは、立方インチ（ｉｎ^３）当たり約２５，０００ないし約１００，０００の独立気泡、より好ましくは、ｉｎ^３当たり約２５，０００ないし約７５，０００の独立気泡、最も好ましくはｉｎ^３当たり約４０，０００ないし約６０，０００の独立気泡を有する。本発明で有用なフォームは、好ましくは、少なくとも約０．２５ｍｍ、より好ましくは約１ないし約４ｍｍの厚みを有する。表示はマイクロフォーム上に直接印刷することができるか、あるいは印刷可能な層を、直接または接着剤で、マイクロフォームの外側表面に付着させることができる。典型的には、ラベルのマイクロフォームの他の表面は、好ましくは、接着剤層で容器に付着させ、Ａｓｔらによる米国特許第５，０８５，９０６号に開示されたフォームラベルとは対照的に、フィルム層は含まない。

本発明はさらに、本発明の断熱ラベルを含む断熱容器、および断熱パッケージの製法を対象とし、前記方法は本発明によるラベルを得、次いでラベルをパッケージまたは容器に付着させることを含む。

本発明は、パッケージまたは容器に適用された場合に、パッケージまたは容器を断熱し、内容物よりも高温または低温に曝された場合に、パッケージまたは容器の内容物の温度変化の速度を低下させる断熱ラベルに関する。非発泡ポリプロピレンまたはペーパーのようなシート材料に基づく従来のラベルとは対照的に、本発明のラベルはポリマー熱可塑性独立気泡フォームから形成される。ここでポリマー熱可塑性材料は、ラベルとして用いることができるフレキシブルフォームとなるように発泡させることができる、ポリエチレンおよびポリプロピレンのような任意のポリマー材料とすることができ、好ましくはポリプロピレンマイクロフォームである。本発明で有用なポリマー熱可塑性独立気泡フォームは、一般に、立方インチ（ｉｎ^３）当たり少なくとも約５，０００の独立気泡、立方センチメートル（ｃｍ^３）当たり約３０５の独立気泡、ｉｎ^３当たり約２５０，０００の独立気泡、ｃｍ^３当たり約３０５ないし約６，１００の独立気泡、より好ましくはｉｎ^３当たり約２５，０００ないし約７５，０００の独立気泡、ｃｍ^３当たり約１，５２５ないし約４，５７５の独立気泡、最も好ましくはｉｎ^３当たり約４０，０００ないし約６０，０００の独立気泡、ｃｍ^３当たり約２，４００ないし約３，６６０の独立気泡を有する。好ましくは、該フォームは少なくとも約０．２５ｍｍ（約０．０１インチ）、より好ましくは約１ないし約４ｍｍ（約０．０４ないし約０．１６インチ）の厚みを有する。

該フォームは、好ましくは、ここに引用してその開示の全体を本明細書に取り込む、Ｐａｒｒｉｓｈによる米国特許第３，５８４，０９０号、米国特許第３，６３７，４５８号および米国特許第３，７８７，５４３号に開示されたもののような、フラッシュ溶液プロセスで形成されたポリプロピレンマイクロフォームである。該プロセスは、実質的に、ポリマーの融点よりも著しく低い沸点を有する有機溶媒中のフィルム形成性ポリマーの溶液を調製することを含む。該溶液は押出され、溶液がエクストゥルーダーを出るに従って溶液に対する圧力が迅速に低下するので、ポリマーの独立気泡マイクロフォームが製造される。溶媒はフラッシュしてガスとなり、ポリマーは発泡し、固化する。

本発明で有用なポリプロピレンマイクロフォーム断熱材料は、Ｐａｃｔｉｖ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｌａｋｅ Ｆｏｒｅｓｔ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓから商業的に入手可能なＭＩＣＲＯＦＯＡＭ（登録商標）である。ＭＩＣＲＯＦＯＡＭ（登録商標）は、ｉｎ^３当たりほぼ５０，０００の、ｃｍ^３当たり約３，０５０の独立気泡を有するフォームであり、１／３２インチ、０．０３１２５インチ（約０．８ｍｍ）、１／１６インチ、０．０６２５インチ（約１．５ｍｍ）、および１／８インチ、０．１２５インチ（３．１７５ｍｍ）を含めたいくつかの厚みにて入手可能である。本発明によるラベルで有用な他のフォームに関しては、そのようなポリプロピレンマイクロフォームは、単独で、あるいはラベルを形成するための従来のラベル材料と、ラミネート加工および共押出によるなどして組み合わせて用いることができる。ＭＩＣＲＯＦＯＡＭ（登録商標）のようなフォームは効果的な断熱材であるので、本発明によるフォームラベルを有するパッケージは、先行技術のラベルを有するパッケージよりも長時間、より低温またはより高温を維持する。さらに、好ましいポリプロピレンマイクロフォーム材料はより低い密度を有し、よってポリエチレンまたはＰＥＴフォームよりも重量が小さく、よりフレキシブルであり、取扱いおよび適用を容易とする。好ましいポリプロピレンベースは、材料が、積層された構造のためのラベルおよびテープを容易に対応し、接着剤が良好に固着するのを可能とする。

本発明で有用なポリマー熱可塑性独立気泡フォームは、物理的ガス状起泡剤および発泡剤、すなわち、ガスまたは低沸点液体で、あるいは分解化学起泡剤および発泡剤によってブローすることもできる。物理的発泡剤は、限定されるものではないが、窒素および二酸化炭素のような不活性ガス、脂肪族炭化水素のプロパン、ブタンおよびペンタンの異性体のような３ないし５の炭素原子を含む炭化水素、および塩化メチレンのような塩素化炭化水素、およびトリクロロフルオロメタンおよびジクロロジフルオロメタンのような禁止されたクロロフルオロカーボンに代えて最近指定された「オゾン層に安全な」代替物を含む。物理的発泡剤は、典型的には、加圧下で液化プラスチックまたはメルトポリマーに溶解または分散させ、圧力から開放されるにつれ迅速に発泡またはフラッシュしてガス状態となり、それにより、ポリマー中に気泡構造を形成し、これが迅速に冷却し、所望のフォームとして固化する。

対照的に、化学的発泡剤は上昇させた温度で分解し、不活性ガスを放出する。化学的発泡剤は従来のジアゾ発泡剤であってよく、これは、分解に際して窒素を生じる。本発明で有用なフォームを形成するのに有用な化学的発泡剤は、限定されるものではないが、有機および無機ビカルボネートおよびオキシレート、アゾ化学物質、ヒドロジド、および硝酸アミンを含む。化学的発泡剤は、典型的には、化学的発泡剤と熱可塑性ポリマー材料のペレットまたは粉末との混合、およびブレンドした材料のエクストルーダー入口への導入のような、当該分野で知られたプロセスにおいて熱可塑性材料と混合される。発泡剤がエクストルーダー中の熱のために分解する際に放出されるガスは、次いで、物理的発泡剤について前記したように得られたフォーム中に気泡構造を形成する。

本発明のラベルで有用な他の材料は、限定されるものではないが、フォームの層およびその上に表示を印刷することができるポリマーフィルム材料を含む熱可塑性ポリマーと共押出される前記タイプのフォームを含む。そのような共押出およびその方法は当該分野で知られている。

上述のように、商標、テキストおよびデザインのような表示をフォームの表面に直接印刷して、ラベルを供することができるか、あるいは印刷されたフィルム、好ましくはポリプロピレンのようなポリオレフィンをフォームの表面に付着させて、ラベルの印刷部分を形成することができる。フィルムは、例えば、押出によってフォームに直接付着させることができるか、あるいは接着剤を用いてフィルムおよびフォームを付着させることができる。また、典型的には接着剤の層を用いて、本発明の断熱ラベルをカン、ジャー、またはビンのような容器に付着させる。本発明による断熱ラベル１０は図１に示される。示されるごとく、断熱ラベル１０は、上記したタイプの発泡ポリプロピレン１２の層、およびその上に表示１６を印刷することができるポリプロピレンの外側フィルム１４を有する。外側フィルム１４は、所望により、接着剤１８の層によってフォーム層１２に付着させ、ラベル１０を容器に付着させるために接着剤２０の層が設けられる。

本発明によるラベル２４を有するビン２２は図２に示される。示されるごとく、ラベル２４は、フォーム層２６および外側フィルム層２８を含む。当業者によって認識されるように、表示はフィルム層２８の外側表面に印刷することができるか、あるいはフォーム層２６の表面に印刷された表示が目に見えるように、外側フィルム層２８を透明とすることができる。所望により、外側フィルム層２８は、接着剤の層（図示せず）によってフォーム層２６に付着させることができる。

本発明のこれらのおよび他の態様は、以下の実施例を参照することによってより十分に理解することができる。実施例は本発明による断熱ラベルを説明することを意図し、本発明は以下の実施例によって限定されることを意味しない。

本発明の断熱ラベルを、Ｂｅｎｉｍらによる米国特許出願公開第２００３／０２０７０５９に開示されたものと同様なタイプのものと比較した。試料ビンは２０オンスのポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）炭酸処理ソフトドリンクビンであり、各々は、本発明による断熱ラベルまたは先行技術断熱ラベルいずれかを有する。各試料ビンに２０オンスの水でビンの標準充填レベルまで充填し、温度モニタリング熱電対の導入用の１／１６インチ穴を予めドリルで開けたライニング処理プラスチッククロージャーで蓋をした。

各々が２０オンスの水を含有する断熱ラベルビンを調製し、与えられたテスト手順の開始に先立って、５℃の温度制御チャンバー中に最小２４時間貯蔵した。環境チャンバーを４５℃の温度に設定して、必要な雰囲気温度条件を供した。

テスト手順は、５℃まで予め冷却した５つの断熱ラベルビンを、チャンバー中の金属表面と直接接触した温度制御チャンバーに入れることを含んだ。５℃チャンバーから４５℃チャンバーへ試料を移動させる直前に、各ビン中の水の温度の読みを、各試料中の熱電対からデジタル的に記録し、タイマーを用いて、各引き続いての温度読みについての経過時間を記録した。各試料の液体内容物の温度を、各試料につき経過時間の関数として記録した。

各ビンの内容物についての温度対経過時間を、各ビンの内容物が１２．８℃または５５°Ｆに到達するのに必要な合計経過時間で記録した。加えて、先行技術ラベル材料を含むビンの内容物が１２．８℃に到達した時点で、本発明の断熱ラベルを有するビンの内容物の温度を記録した。

先行技術ビンの内容物および本発明のビンの内容物が１２．８℃に到達するのに必要な時間の差を表１に記載する。

１２．８℃（５５°Ｆ）における時間差

先行技術ビン中の水が１２．８℃に到達した時、先行技術ラベルを有するビンおよび本発明のラベルを有するビンの間の温度差は−３．４℃であった。つまり、先行技術ビン中の水の温度が１２．８℃に到達した時、本発明のラベルを持つビンにおける温度は９．４℃に過ぎなかった。従って、先行技術のそれと比較した本発明のラベルによる断熱の改良は明らかである。

本発明をある実施形態および実施例との関係で開示してきたが、本発明は、具体的に開示された実施形態を超えて、他の別の実施形態および／または使用およびその明白な変形またはそれと同等なものまで及ぶことは当業者に理解されるであろう。従って、本発明は、本明細書中の好ましい実施形態の特別な開示によって限定される意図はない。

本発明の断熱ラベルを示す図である。 本発明の断熱ラベルを有する容器を示す図である。

Claims (14)

1. パッケージの内容物の温度を維持するための断熱ラベルであって、
   第一および第二の表面と、立方インチ当たり約５，０００から約２５０，０００の独立気泡と、を有するポリマー熱可塑性独立気泡フォームを備えた断熱ラベル。
2. 前記ポリマーフォームは、溶液フラッシュ押出プロセスマイクロフォームから形成されたポリマーマイクロフォームである請求項１記載の断熱ラベル。
3. 前記フォームは、立方インチ当たり約２５，０００から約１００，０００の独立気泡を有する請求項１記載の断熱ラベル。
4. 前記フォームは、立方インチ当たり約２５，０００から約７５，０００の独立気泡を有する請求項１記載の断熱ラベル。
5. 前記フォームは、立方インチ当たり約４０，０００から約６０，０００の独立気泡を有する請求項１記載の断熱ラベル。
6. 前記フォームは、少なくとも約０．２５ｍｍの厚みを有する請求項１記載の断熱ラベル。
7. 前記フォームは、約１から約４ｍｍの厚みを有する請求項１記載の断熱ラベル。
8. 前記フォームは、押出されたポリプロピレン、ポリエチレンまたはそれらの混合物を含む請求項１記載の断熱ラベル。
9. 前記第一の表面に付着された印刷可能なフィルム層を、さらに備えた請求項１記載の断熱ラベル。
10. 前記フォームと前記フィルム層との間に接着剤の層を、さらに備えた請求項９記載の断熱層。
11. 前記第二の表面上に接着剤の層を、さらに備えた請求項９記載の断熱層。
12. 請求項１記載の断熱ラベルを備えた断熱容器。
13. 請求項１記載のラベルを得、次いで、
    前記ラベルをパッケージまたは容器に付着させる断熱パッケージまたは容器の製造方法。
14. 請求項９記載の層を得、次いで、
    前記層をパッケージまたは容器に付着させる断熱パッケージまたは容器の製造方法。

Images