JP2009524538A - インクのみの層の装飾転写ラベル - Google Patents

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Abstract

本発明は、バッキング層および転写ラベル組成物を含む転写ラベルであって、該転写ラベル組成物は、少なくとも1つの保護層と、少なくとも1つのインクのみの画像層と、少なくとも1つの接着層とを含み、少なくとも1つの該保護層および/または少なくとも1つの該インクのみの画像層が、少なくとも1種の熱可塑性ポリエステルインクおよび少なくとも1種のニトロセルロースインクの混合物を含み、ポリエステルの量がポリエステルインクおよびニトロセルロースインクの合計重量に基づいて50重量%未満である転写ラベルに関する。

Description

発明の詳細な説明
本発明はプラスチック品やガラス品などの物品に使用するグラフィックな装飾転写ラベルに関する。より詳しくは、本発明はインクのみの転写ラベル、すなわち、基体に適用するときに支持フィルム土台をもたない、インクにのみ基づくラベルに関する。これらのタイプのラベルは、接着剤、多くの染料または顔料で着色されたインク層、および通常1つまたはそれ以上の保護層のみから構成される。
容器(瓶など)やその他の物品(プラスチッククレートなど)はしばしば装飾ラベル、すなわち、装飾および/または情報提供のためのグラフィック像を提供する何らかの適用された層を付けて提供されている。最も普通の方法は、物品、特にガラス品へ紙ラベルを糊付けすることである。しかし、過去において装飾ラベルを確実に、特に高速で、物品にもたらすために、より洗練された方法が開発されてきた。
国際公開第97/34810号パンフレットは、基体上にあるラベルインクをクレート表面に転写することによりラベルがプラスチッククレートに適用される方法を記載している。
国際公開第97/35292号パンフレットおよび国際公開第97/35291号パンフレットは、これらの公開公報にはインクのみのラベルと称している画像転写を記載している。この公開公報に記載されたラベルは、水中に浸すことにより容易に除去され、接着剤層、インクのみの画像層および任意の保護層から構成されている。
不透明であり前から存在する基体表面の永久印刷像の上に適用できる転写ラベルを提供するために、国際公開第01/15915号パンフレットにおいてもまた画像転写プロセスが使われている。
別のアプローチは、スクリーン印刷技術を用いてセラミックインクまたは有機インクを直接に物品の表面に印刷することである。スクリーン印刷によって良好な性質のグラフィックな装飾ラベルが得られるけれども、このプロセスは、スクリーンを通してインク組成物の加圧が必要になると同時に、(不規則な形状もありうる)物品に関してスクリーンの注意深い位置調整が必要となるので、大量の物品の高速印刷には適さない。さらに、より複雑なグラフィックな装飾ラベル、たとえば異なった色が要求される場合、これはそれぞれが注意深く互いに同調されなければならないさまざまな印刷パスが必要になり、このことが工業規模でグラフィックな装飾ラベルを物品にもたらすのにこの技術をさらに不適にする。セラミックインクがスクリーン印刷に使われるとき、この技術は、セラミックインクを溶融し装飾を得るために400℃以上にインクを加熱する次の工程が必要なので、ガラス品に適用される場合にのみ成功する。さらにセラミックインクを溶融するのに十分な温度に物品を加熱することはいつもできるとは限らない。たとえば、印刷される物品が食品で満たされた容器である場合、セラミックインクが溶融する温度で加熱すると内容物が破壊されてしまう。
米国特許第4466994号明細書は、キャリア織物上の離型層にスクリーン印刷されたインクデザインの転写方法を記載している。この公知のプロセスによりインク層を転写する際に、離型層も物品に転写される。続いて光沢特性を改良するためにこの公知の方法で約2秒未満の間火炎後処置が実行される。
画像転写ラベルや、ガラス基体(瓶)などの基体にこれらのラベルを適用するプロセスの開発において、さまざまな困難が克服されなければならなかった。ビールなどの飲料用瓶のラベルの場合には、困難な面は、瓶にたとえば、背面ラベル、本体ラベル、首ラベルを含む少なくとも200〜400ラベルセット/分の高速でラベルを貼る経済的重要性である。さらに、ラベルは殺菌条件(高湿度条件下でおよそ62℃の加熱)に耐えなければならない。
十分な経済的条件下でラベルを生産するために、幅広い織物に高速でラベルを印刷する(少なくとも80cmの幅広の織物に少なくとも150m/分)ことは有利である。このことがラベルの組成物(インク、接着剤、ラッカーなど)の性質に要求される。
さらにキュア温度(特にスクリーン印刷に比較して)が従来技術のラベルの場合よりも低温になるラベル、また耐擦傷性および/または耐冷水性が改良されたラベルが提供されることができる場合、非常に有利である。
一般的にこれらのそれぞれの要件は非常に容易に満たすことができるが、通常1またはそれ以上のその他の要件が犠牲になる。
したがって、本発明の目的は、上記の要件の組み合わせを満たす画像転写用転写ラベルおよびこれらの転写ラベルを基体に適用するプロセスを提供することである。
本発明のさらなる目的は、物品の表面にグラフィックな装飾転写ラベルを適用するプロセスを提供することである。装飾の適用は比較的単純であり、たとえば、最小限の段階、好ましくは1つの段階でよい。さらにプロセスは高速操作が可能でなければならない。同時に、このプロセスにより得られる装飾品は、装飾品が加熱されるおよび/または水に接触するようなより厳しい条件下でさえ、後の操作および/または装飾品の扱いに問題ないことを確実にするために修正されてもよい物理化学的性質を有していなければならない。また、このプロセスは、ガラスおよびプラスチック表面を含むすべての物品に好ましい外観(分解、色空間(すなわち、色のスペクトル)およびテクスチュアを含む)をもつ装飾ラベルの生産を可能にしなければならない。
本発明のこれらのおよびその他の目的は、画像層中および/または保護層中のインク結合材料として熱可塑性ポリエステルとニトロセルロースの組み合わせを用いることによりラベルの性質に予期しない相乗効果が得られるという驚くべき発見に基づいた、本発明の転写ラベルにより実現された。
したがって、本発明は、バッキング層および転写ラベル組成物を含む転写ラベルであって、
該転写ラベル組成物は、
少なくとも1つの保護層と、
少なくとも1つのインクのみの画像層と、
少なくとも1つの接着層と、
を含み、
少なくとも1つの該保護層、および/または、少なくとも1つの該インクのみの画像層が、1種の熱可塑性ポリエステルインクおよび少なくとも1種のニトロセルロースインクの混合物を含み、ポリエステルインクの量がポリエステルインクおよびニトロセルロースインクの合計重量に基づいて50重量%未満である転写ラベルを提供する。
本発明のラベルは、2つのインク材料の特定の組み合わせを画像層に、または保護層に有してもよいが、好ましくは保護層と画像層の両方に有するのがよい。本発明のこれらの特徴によって加工特性と機械的性質との非常に良好な組み合わせが得られる。
熱可塑性ポリエステルインクの量がニトロセルロースインクおよびポリエステルインクの合計重量に基づいて5〜25重量%であるのが好ましい。これらの範囲内にあると耐水性、強度および加工性の最大の組み合わせに達する。
該保護層は通常インク結合材料としてニトロセルロースインクとポリエステルインクを含有するが、(外の)保護層には耐擦傷性を改良するワックスやワックス状材料および/または画像層中には染料および顔料などのその他の成分が存在してもよいことに注目されたい。
本発明のラベルは、さらに接着剤層を含む。これはただ1つの層、好ましくはアクリレート接着剤層であってもよいし、少なくとも1つの外の接着剤層および該外層と画像層の間の1つまたはそれ以上の結合層を含む、2つまたはそれ以上の層の組み合わせであってもよい。
接着剤層の接着剤は、少なくとも55℃、好ましくは少なくとも65℃のASTM1356−98に定義される(DSCにより測定されるような)ガラス転移温度を有するのが好ましい。ガラス転移温度が75℃以上であると新たな有利な点は付け加わらない。
転写ラベル、すなわち、転写ラベル材料の付いたバッキング層にも、上の保護層とバッキング層の間に離型層が存在する。この離型層の材料は、離型性を与える適切な組成物であればよく、好ましい材料はカルナバワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、ミネラルワックスなどのワックス状材料であり、好ましくはカルナバワックスかシリコーン材料である。シリコン処理をしたキャリアを単独または別の離型層と組み合わせて用いることも可能である。
本発明によれば、インク組成物を選択することにより、特にその中にバインダーを含むことにより、装飾のすべての機能(装飾的/情報、耐擦傷性、接着性など)が得られる。この理由でこの方法はインクのみの装飾と呼ばれる。
本発明により得られる装飾ラベルの特徴は鮮明度である。すなわち、印刷領域と非印刷領域との間で非常に鮮明なコントラストがある。特に非印刷領域は物品の表面を直接に示すが、不透明な領域や、従来の画像転写印刷技術により得られる装飾に典型的に生じる縁がない。装飾品をある時間(数時間など)冷水または温水に浸した後でさえ、画像の特徴は維持されている。
パターン(パターンは最終の装飾のネガである)が形成されるインク組成物をキャリアシートに転写するステップでは、原則としてスクリーン印刷やグラビア印刷プロセスなどのあらゆる印刷プロセスやその他の応用の方法が使用されてもよい。好ましくは輪転グラビア印刷が使用される。輪転グラビア印刷により高速印刷ができる。
たとえば、パターンや異種の色および/またはテクスチュアからできている相当する装飾を得るために、その後のさまざまな印刷ステップ(ここで必要に応じてそれぞれのステップには乾燥ステップが続いて行われてもよい)が用いられてもよい。パターンは非常に高解像で印刷でき、特に輪転グラビア印刷プロセスが用いられるときは、非常に幅広い色空間が達成できる。
キャリアシートはあらゆる適切な材料から作られる。適切な材料の例として、ポリ(エチレンテレフタレート)(PET)、(配向)ポリプロピレン((O)PP)、ポリエチレン(PE),ポリスチレン(PS)、それらの紙またはラミネートが挙げられる。記載されたこれらのシートに基づいたその他のポリマーを用いてもよい。キャリアシートの適切な厚さは、概して10〜50μmのような数十μmから数百μmである。とりわけ上記材料としてPETを用いるのが本発明に有利である。PETは特に高速印刷ができ高速高温で適用できるので、バッキング層として明確な有利性を有するが、ラベルの適用の問題のために今まで実質的にPETを使うことができなかった。
PETの特別な有利性は、強度、使用済バッキング層をリサイクルできる可能性、良好な温度耐性である。
現在までPETバッキング層が使用不可能であった理由の1つは、PETがほとんどのインク、特にポリエステルインクとブロッキングすることである。本発明で規定されたようなインクとの組み合わせを特別に用いれば、ブロッキングは生じない。
インクパターンの適用に先立って、キャリアシートに離型促進層、すなわち、キャリアから物品への装飾の転写を改良するあらゆるコーティングを設けてもよい。
物品への装飾の転写の後に促進剤の部分が物品の表面に現れ、特にガラス品の場合には可視のマークが残ることを抑制するために、装飾に一致した、すなわち、装飾の輪郭に合わせた離型促進層を印刷することが好ましい。そのようなマークはもちろん後のクリーニングにより容易に除去されるが、これらのマークはそもそも形成されないのが好ましい。この理由で離型促進化合物はできるだけ少量用いるのが好ましい。好ましくは離型促進化合物の量は1g/m未満、より好ましくは0.7g/m未満である(キャリアの単位面積当たりの離型促進層に使用される化合物の量として示される)。最も好ましいのは離型促進層が存在しないことである。
離型促進層が存在する場合には、転写がたとえば熱が適用される場合、離型促進作用は、ワックスなど、より好ましくはカルナバおよび/またはモンタンワックス、またはその混合物のような化合物で生じる溶融に起因してもよい。また、この層における使用で離型促進化合物として適切なものは、シリコーンなどの非溶融型離型コーティングである。この目的の市販品として非常に適切なワックス化合物はMichem(商標) Lube 156である。
本発明の興味ある点は画像と一致した離型層の印刷である。このようにしてそれが基体に転写された後には最終のラベルでは離型層は実質上見えないであろう。この点において「一致した」の語句は、離型層は好ましくは最大で約0.5mm、より好ましくは最大で約0.2mmの高印刷許容誤差で適用されることを示している。
装飾を有するバッキング層は続いて、直接にまたはある時間保存された後に装飾の物品への転写である装置に転写されてもよい。このようにして最終の装飾の形成が実行される。
本発明によれば、転写ラベル材料を有するシートはたとえば、国際公開第97/34810号パンフレット、国際公開第97/35292号パンフレット、国際公開第97/35291号パンフレットおよび国際公開01/15915号パンフレットに記載された転写印刷プロセスを用いて、装飾される物品に接触する。これらの公開公報の内容はここに参考に記載される。このステップにおいて、装飾はある温度、圧力下においてある接触時間の間物品に接触する。熱賦活転写とは別に、装飾の転写はたとえば圧力の適用によって、放射線(UV、IRまたはマイクロ波放射などであるが、これらに限定されない)の適用によって、または水(水賦活)との接触によって賦活されてもよい。
装飾が物品に適用された後、任意に加熱ステップに移る。この最終の加熱ステップは、グラフィックな装飾ラベルをガラス品に供給するのが好ましいが、通常50〜250℃の温度で実行される。好ましくは加熱温度は230℃以下であり、より好ましくは60〜220℃の温度である。最終の加熱ステップの持続時間は好ましくは2秒を超え、より好ましくは約1分から約30分までである。
さらに装飾の機械的化学的性質が、たとえば物品が低温殺菌ステップを受けるとき実際に生じる、高温下のようなより厳しい条件下でさえも改良された耐擦傷性が得られるように修正されてもよい装飾が提供されてもよい。本発明で用いられる組成物は、必要がないのではあるけれども、本質的にメラミンなどの架橋剤を含まない。
本発明はガラス表面にラベルを適用するのに特に有用である。一般的にガラス表面はガラスの不活性特性のために他の表面よりもラベルを貼るのは困難である。加えて、瓶などのガラス品は、通常擦り傷および/または高温下での水との接触を含む厳しい工程条件を受ける。本発明によればガラス表面、特に瓶、は耐擦傷性に関して所望の機能を有するラベルが提供されることは驚くべきことである。
インク組成物の製造は概して次のステップを含む。
a.「ビヒクル」またはエクステンダーの製造、ポリマーのバインダー(たとえば、ポリエステルおよび/またはニトロセルロースの混合物)を選択し、バインダーを適切な溶媒に溶解する。溶媒の量は通常70〜80重量%である。代表的な溶媒は酢酸エチルである。
b.ビヒクルまたはエクステンダーへのインク顔料(「着色剤」)の添加。無機顔料(たとえば、チタンホワイト、TiO)の場合、顔料:バインダーの比率は通常2:1〜3:1である。顔料の添加の後、組成物は、たとえば、三本ロールミルまたはショットミルにより混練される。固形分は通常バインダー25%に対して顔料75%である。溶媒の含有量は顔料の添加後通常25〜35重量%に下がる。カーボンブラックなどが使われる有機顔料のときは、顔料:バインダーの比率は通常無機顔料の場合の比率の反対の約1:2〜1:3である。
c.溶媒を添加して印刷適正粘度に調整。したがって、溶媒の含有量は25〜35重量%から65〜75重量%に増加する。水が使われるとき、溶媒含有量は通常この段階ではいくらか低くなり、通常25〜50重量%である。
d.耐擦傷性を改良するためにワックス添加剤が添加される。通常ミクロ大(
microsized)のPEが用いられ、バインダーの0.3〜1.6重量%であり、粒径は通常3〜8μmである。単量体型可塑剤はラッカーに添加されなかった。
少なくとも1種のポリビニルアルコール、特にここに参照によって組み込まれる国際公開第02/28732号パンフレットに記載されたポリビニルアルコールのプレコーティングが非常に適切である。
本発明の1つは、瓶へのプレコーティングとしてPVAはPEの理想的な代替物であることである。PVAは(PEとは反対に)ガラスにラベルを可能な限り良好な接着を与え、PVAの潤滑性はPEと互換性がある。アクリレート接着剤を用いる場合には、PVAコーティングと本発明の転写ラベルとの組み合わせは、コートされた基体と転写されたラベルとの間の優れた接着という利点をさらに有する。
本発明に従ってグラフィックな装飾ラベルがガラス表面にもたらされるとき、接着性を改良するためにガラス表面にプレコートが実施されるのが好ましい。この目的にとって適切なものは、たとえば通常水溶性であるアミノシラン化合物、通常アルコールに可溶のエポキシシラン化合物(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなど、市販品では、たとえば、ベルギー、ズウェインドレヒトのOSI Specialties/Crompton NV社製のA−187)が挙げられる。この目的にはアミノシラン化合物がより好ましい。適切なアミノシラン化合物としては、たとえば、A−1100(OSI Specialties/Crompton NV社製のγ−アミノプロピルトリエトキシシラン)およびDynasylan(商標)HS 2776(ドイツ、ハナウのDegussa−Huels AG社製、アミノ修飾されたアルキルポリシロキサン、30%水溶液)が挙げられる。全てが必要というわけではないが。
本発明のバインダーとして用いることができる非常に適切な市販のポリエステル化合物として、特にガラス表面の修飾用には、Dinapol(商標)(米国、ニュージャージー州、サマセットのCreanova社製)およびVitel(商標)(米国、マサチューセッツ州、ミドルトンのBostik社製)が挙げられる。特に好ましいのはDinapol(商標)S−1606、Dinapol(商標)S−1611、およびこれらの混合物である。
本発明に使用される適切なニトロセルロースバインダーは、保護層と画像層との両方において、EタイプのNC(標準的な窒素含有量が11.8〜12.3%である)が挙げられる。これらのNCタイプはエタノールのみにはもはや溶解しない。これらのタイプのNCバインダーの代表的な主溶媒は酢酸エチルである。単量体型可塑剤はラッカーには添加されない。
本発明のインク組成物には、さらに1種もしくはそれ以上の可塑剤、溶媒および/または1種もしくはそれ以上の顔料を含んでいてもよい。さらに樹脂形成化合物(たとえば、メラミンホルムアルデヒド樹脂)などの添加剤が任意に架橋剤(たとえば、米国、ミズーリ州、セントルイスのSolutia社製のResamine(商標)797)と組み合わせて存在していてもよい。その他の添加剤は架橋反応を開始する触媒(酸触媒のスルフフォン酸/アミン塩、たとえば、市販のCycat(商標)4045およびK−cure(商標)1040など)および/またはトリ安息香酸グリセリル(たとえば、Uniplex260)などの可塑剤である。
実施例
36μmのポリエステルのバッキング層の上に、カルナバワックスの離型ラッカーが超過量+0.5mmのアートワークにより0.7g/mで最初塗布された。次いで、ニトロセルロースとポリエステルとが重量比95/5で構成される第1の保護層が1g/mで塗布された。続いて第1の保護層と同じ組成の第2の保護層が同じ量で塗布された。この保護層の上に青、黒、赤、白色の4つのインクのみの画像層が塗布された。青、黒、赤のインクはニトロセルロースのみから構成されている。白色インクはニトロセルロースとポリエステルとが90/10の比率で構成されている。2つの白色画像層の合計量は10g/mであった。最後の層として接着層が1g/mで塗布された。この層はポリアクリレートのみで構成されている。
完全なラベルが、200bpmの適用速度、135℃のプレ加熱容器温度、100℃のウェブヒーター、160℃のタレット(本体適用)温度の条件の画像転写プロセスにおいて使用された。容器の上に適用されたラベルは、硬化オーブン内において190-200-210−210−220−189の6つの領域のプロフィルで合計24分間硬化された。ここでそれぞれ続いておこる温度の滞留時間は1つのゾーンに対して8分間であった。最終的なラベルの性質は、
1.65℃の水に120分間でのいかなる種類の損傷に対する十分な耐性、
2.適用後72時間7Nの乾式耐擦傷性、
3.耐アルコール湿摩擦性、
4.AGR容器試験機で18分間の耐性、
を有していた。

Claims (14)

  1. バッキング層および転写ラベル組成物を含む転写ラベルであって、
    該転写ラベル組成物は、
    少なくとも1つの保護層と、
    少なくとも1つのインクのみの画像層と、
    少なくとも1つの接着層と、
    を含み、
    少なくとも1つの該保護層、および/または、少なくとも1つの該インクのみの画像層が、少なくとも1種の熱可塑性ポリエステルインクおよび少なくとも1種のニトロセルロースインクの混合物を含み、ポリエステルの量がポリエステルインクおよびニトロセルロースインクの合計重量に基づいて50重量%未満であることを特徴とする転写ラベル。
  2. 前記保護層が少なくとも1種の熱可塑性ポリエステルインクと少なくとも1種のニトロセルロースインクを含み、ポリエステルインクの量がポリエステルインクおよびニトロセルロースインクの合計重量に基づいて50%未満であり、好ましくは10%未満であることを特徴とする請求項1記載の転写ラベル。
  3. 前記画像層が少なくとも1種の熱可塑性ポリエステルインクと少なくとも1種のニトロセルロースインクを含み、ポリエステルインクの量がポリエステルインクおよびニトロセルロースインクの合計重量に基づいて50%未満であり、好ましくは10%未満であることを特徴とする請求項1または2記載の転写ラベル。
  4. 前記接着剤層がアクリレート接着剤を含み、好ましくは少なくとも45℃のTg、より好ましくは少なくとも55℃のTgを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の転写ラベル。
  5. 前記保護層が二層からなり、好ましくはそれぞれの層の量が0.5〜5g/mであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の転写ラベル。
  6. 転写ラベルがさらに離型層を含み、該離型層が保護層とバッキング層の間に位置し、好ましくはワックス状の離型層であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の転写ラベル。
  7. 離型層のワックスがカルナバワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、ミネラルワックスからなる群から選択され、好ましくはカルナバワックスであることを特徴とする請求項6記載の転写ラベル。
  8. バッキング層がポリエステル、好ましくはポリエチレンテレフタレートに基づいていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の転写ラベル。
  9. 接着剤層が少なくとも0.5g/mの量で存在することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の転写ラベル。
  10. 前記画像層が2つの不透明な顔料層、および少なくとも1種の顔料または染料で着色された付加的な画像層を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の転写ラベル。
  11. 離型層がラベル画像と一致して存在することを特徴とする請求項6〜10のいずれか1項に記載の転写ラベル。
  12. ラベルを基体材料、好ましくはガラス、好ましくはポリビニルアルコールが被覆されたガラスに適用するプロセスにおいて、
    ラベル組成物であって、
    少なくとも1つの保護層と、
    少なくとも1つのインクのみの画像層と、
    少なくとも1つの接着層と、
    を含み、
    少なくとも1つの該保護層、および/または、少なくとも1つの該インクのみの画像層が、少なくとも1種の熱可塑性ポリエステルインクおよび少なくとも1種のニトロセルロースインクの混合物を含み、ポリエステルインクの量がポリエステルインクおよびニトロセルロースインクの合計重量に基づいて50重量%未満であるラベル組成物を、請求項1〜11のいずれか1項に記載の転写ラベルを用いて、前記基体材料に適用することを含むプロセス。
  13. 転写された転写ラベル組成物が基体材料に適用した後に高温硬化を受けることを特徴とする請求項12記載のプロセス。
  14. 前記硬化がラベル材料を少なくとも160℃に、好ましくは最大1800秒間加熱することを含むことを特徴とする請求項13記載のプロセス。
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