JP2012506349A - 改善された接着性とリサイクル性を備えるデジタル印刷されたプラスチック容器 - Google Patents

Abstract

インクの液滴により印刷されたデジタル画像を外面に有する容器が提供される。このデジタル画像はベースコート、およびベースコートに付着された第２のコートを含んでいる。実施例において、デジタル画像は基準を満たした十分な接着スコアで容器に付着し、またこの画像は従来のリサイクルプロセスを使用して取除くことができる。容器にデジタル印刷する方法およびリサイクルを容易化する方法も開示されている。

Description

（関連出願）
本願は、２００８年１０月２０日に出願された米国仮特許出願第６１／１０６，８６０号の優先権を主張するものであり、この出願の全部は参照することにより本明細書に組み込まれる。

（技術分野）
本願発明は、概略的には、デジタル画像が印刷されたプラスチック容器に関し、特に、改善された接着性およびリサイクル特性を有する容器、および、容器にデジタル印刷し、またリサイクル（再生利用）を容易にするための方法に関する。

製品の製造者においては一般的に、それらの製品を保持するためのプラスチック容器にラベル付けを行うことが標準的なものとして要求される。多くの工業ないし産業的に標準化された検査を含む多くの検査や試験が、ラベルの取付ないし貼付けの質や特性を測定・評価するために使用されている。採用されているいくつかの標準的な検査方法としては、これらに限定されないが、例を挙げれば、ＡＳＴＭ国際試験規格番号Ｄ３３５９−０８（テープテスト（テープ試験）による接着を測定するための標準試験方法）、Ｄ５２６４−９８（サザーランドゴム試験器による印刷物の耐摩耗性のための標準的技法）、Ｆ１８４２−０２（薄膜スイッチ用途のためのプラスチック基板上のインクや皮膜の接着を評価するための標準試験方法）、などがある。製品メーカは、ラベル付きの製品に対して許容ないし条件を満たすと考えられるものに合致させた、検査条件や得られるスコア（成績、点数）をしばしば規定する。

容器メーカ（容器製造者）は、近年、従来の代表的なラベル付け技術に匹敵しこれに置き換わる可能性のある、十分な精細度と品質のデジタル印刷されたラベルを備えた容器を製造している。このような印刷技術は、一例として米国特許出願第１１／５６２，６５５号に開示されており、この出願の全部は参照することにより本明細書に組み込まれる。しかしながら、多くの用途に対して、ラベルとして機能する印刷された画像を供給、測定および評価するための基準を利用することが好ましい。

デジタル印刷されたラベルを備えた容器を従来の容器のリサイクル処理（リサイクルプロセス）に組み込むための挑戦がされている。容器製造者、ブランドオーナ、エンドユーザ、および政府事業体の間には、容器のリサイクルの取り組みを向上させたいという明確な傾向ないし趨勢がある。この結果、現在のリサイクルのインフラ（インフラ設備）およびプロセス（処理）に十分に準拠しており、あるいは工業的な大規模な変更を生じさせるのに十分な誘因および／またはボリューム（数量や売上高）を提供するような、工業的に許容できる容器を提供することが望まれている。少なくとも当初は、現在の工業的に標準的なプロセス、例えば腐食性の高温洗浄および研磨を通常は含むプロセス、を使用してリサイクル可能（再生利用可能）であるデジタル印刷された容器を提供することが望まれている。そこで、有効寿命の間は品質の問題なしに容器に接着しているが、プラスチックのリサイクルの間において容易に取除くことができるデジタル画像を備えた、デジタル印刷されたプラスチック容器に対する要求がある。

本発明によれば、インクの液滴（小滴）により印刷されたデジタル画像を外面に有するプラスチック容器が開示されている。デジタル画像は、ベースコート（下地コート部）と、ベースコートに施された第２のコート（二次コート部）とを含んでいる。本発明の各実施例には、改善ないし改良された接着性および／またはリサイクル性（リサイクル特性）を有する容器が開示されている。１つの実施例において、デジタル画像はプラスチック容器に接着ないし付着されており、デジタル画像は基準を満たした、つまり「合格」ないし「及第」の接着スコア（adhesion score）を有している。この接着スコアは特定の評価システムでは６．０以上のスコアである。容器にデジタル印刷する方法およびリサイクルを容易化する方法も同様に開示されている。

デジタル画像が印刷された容器の一部を概略的に示した側面図である。 容器に印刷された画像のアクセプタビリティ（容認性：使用するための最低限の基準を満足する条件または状態）を評価するために使用される品質審査表／マトリクスを示した説明図である。

添付図面を参照して、本願発明の一例としての、実施例を説明する。

本願発明の実施例を以下に詳細に説明する。実施例の一例は添付図面に例示されている。本願発明を実施例と関連させて説明するが、本願発明はこれら例示された各実施例に限定されない。むしろ、本願発明は、添付された特許請求の範囲により規定される発明の技術思想および範囲内に含まれる代替え、変形および同等物を包含することを意図している。

印刷されたデジタル画像２０を備えた容器の表面１０の一部が図１に例示されている。このデジタル画像２０は、複数のベースコート用インク液滴３２から構成されるベースコトーと３０と、複数の第２コート用インク液滴４２から構成される第２のコート４０とを含んでいる。

ベースコート３０は、インクの液滴の付着を改善したり、および／または視覚的な特徴を提供するために機能ないし作用する材料を有しても良い。実施例によっては、ベースコート３０は白色部分および／または無色部分を有しても良い。本発明の実施例において、少なくとも最初ないし第１のベースコート３０は、第１の時間ｔ_１および第１の温度Ｔ_１で容器の表面に付着ないし塗布される。第１の温度Ｔ_１は、関連するベースコートの付着に適切な温度範囲内にある。１つの実施例において、ベースコート３０は、紫外線（ＵＶ）硬化型（硬化性）のものでも良く、また第２のコートの付着ないし塗布前に硬化しても良い。

第２のコート４０は、少なくともベースコート３０の一部上に分布ないし配分された、複数の第２コート用インク液滴４２から構成される。複数の第２コート用インク液滴４２は、集合的に、塗布パターン（付着パターン）の一部を形成し、このパターンは、デジタル画像の全部あるいは一部を形成する。さらに、図１に概略的に例示したように、隣接する第２コート用インク液滴４２の１つ以上の一部は互いに重なり合い、混ざり合っている。第２のコート４０、およびその構成要素である第２コート用インク液滴４２は、これに限定されないが、シアン（青緑色）、マゼンタ（赤紫色）、およびイエロー（黄色）のような主要ないし基礎的な印刷用の色を含む、種々の公知の色で構成することができる。更に、特定の領域における特定の色の重ね合わせや組合せを操作ないし制御することで、追加ないし別のプロセスカラーを設けることができる。また、第２コート用インク液滴４２は硬化性（硬化型）でも良い。例えば、ＵＶ硬化性の第２コート用インク液滴により所要のデジタル画像の全部あるいは一部を構成しても良い。用途に応じて、第２コート用インク液滴の直径を変化ないし変更してもよく、例えば、約１０ミクロンから約２００ミクロンの範囲とすることができる。第２のコート４０は容器の表面１０に、第２の時間ｔ_２で第２の温度Ｔ_２で塗布ないし付けられ、第２のコート４０が塗布ないし付けられる第２の温度Ｔ_２はベースコート３０が塗布ないし付けられる第１の温度Ｔ_１よりも通常は低い。

本願発明の実施例において、ベースコートの塗布と第２のコートの塗布との間の時間（例えば、ｔ_２−ｔ_１）は、例えば、１０秒以下の長さに減らされる。いくつかの実施例では、塗布時間の差は２秒から６秒の範囲内である。さらに、実施例において、ベースコート３０が塗布される際の温度とベースコート３０の一部に第２のコート４０が塗布される温度との間の塗布温度差、つまりＴ_１−Ｔ_２は、約１０°Ｆ（１１．１１℃）以下に制御されても良い。いくつかの実施例では、塗布温度差は約５°Ｆ（５．５５℃）から約１０°Ｆ（１１．１１℃）の範囲内である。さらに、いくつかの用途において、ベースコート３０および第２のコートの塗布に関連した各温度を、それぞれの塗布温度が共に互いにより近づき、つまり、塗布された各コートの温度差が減じられ最小限に抑えられるように、変更することが好ましい。これは、例えば、（ａ）Ｔ_１を低下/減少させること、（ｂ）Ｔ_２を上昇／増大させること、（ｃ）（ａ）と（ｂ）の組合せ、により達成できる。ベースコートと第２のコートに関する上記した時間および／または温度の制御ないし調整は、得られたデジタル印刷画像（印刷されたデジタル画像）の容器へのより良い優れた付着性ないし接着性を提供できる。

ここで、時間および温度に加えて、放射照度も、印刷された画像の実効ないし有効硬化速度に影響を与える要因である。即ち、特定の時間（例えば、ｔ_１とｔ_２）および温度（例えば、Ｔ_１とＴ_２）について、関連ないし関係付けされた放射照度、つまりε_１およびε_２があるとする。例えば、ある実施例において、ベースコートは放射照度ε１で硬化され、また関連する第２のコートは放射照度ε２で硬化される。さらに、実施例において、実効硬化速度は、時間、温度および放射照度の組合せに基づくものであり、放射照度は一般的に次の式により与えられる。

［数１］
放射照度（ε）＝（ｄΦ／ｄＡ）
ここで、Φ＝放射束（単位：ワット）であり、Ａ＝面積（ｃｍ^２）である。

例えば、これに限定されないが、いくつかの実施例において放射照度の範囲は、約０．１ワット／ｃｍ^２と約１０．０ワット／ｃｍ^２の間である。

本願発明に係わる容器（ボトルないし瓶を含む）は、プラスチック材料（例えば、ＰＥＴ、ＨＤＰＥ、ＰＰ、ＰＥなど）から構成される。容器は、単層あるいは多層の容器であり、ブロー成形、熱成形などを含む種々の従来の成形技術を使用して作られるが、これらに限定さない。特定の実施例では、最も外側の層／表面は未使用ないし最初に使用されるプラスチック材料から構成される。しかしながら、本願発明の教示に係わる容器は、容器の外側層に、少ない割合（例えば、２０％以下））を含む、多少の割合のリサイクル含有物（再生物）を含ませても良い。

硬化形インク（例えば、ＵＶ硬化形インク）が使用されるような、何らかの用途においては、、関連するコートあるいはインクは、それぞれの印刷ステーションの後で硬化される。例えば、これに限定されないが、本願の方法の実施例は、少なくとも一部に、ベースコートの塗布ないし付着、硬化ステップ、第２のコートの塗布ないし付着、および硬化ステップを有しても良い。あるいは、一例であってこれに限定されないが、本願の方法は、少なくとも一部に、ベースコートの塗布ないし付着、硬化ステップ、ベースコートの塗布ないし付着、硬化ステップ、第２のコートの塗布ないし付着、および硬化ステップを有しても良い。さらに、本願発明の実施例において、容器／ボトルの製造／続くハンドリング（取扱）速度を、関連する印刷装置の流れ／処理速度に適合（合致）ないし実質的に適合（合致）させることが好ましい。

さらに、印刷されたデジタル画像の品質は、少なくとも一部は、次の技術の１つ以上によって制御および／または改善（改良）されることが知得されている。

（ａ） インクセット（ink set）の選択および／または較正（修正）

（ｂ） 基材（つまり、容器の表面）温度の制御、および／または

（ｃ） タイミングの制御

インクセットの選択および／または較正については、これは、少なくとも部分的には、ベースコートおよび第２のコートを構成する各インクの選択および／または較正によって達成することができる。使用されるインクは、所要ないし所望の時間特性および／または温度特性（これら特性同士の組合せを含む）を提供するように選択できることが知得されている。例えば、所定の粘性（粘度）を有する特定のインクの選択することで、温度に関連ないし相関した特定の効果を提示ないし提供できる。

基材（つまり、容器表面）の温度の制御に関して、側壁（あるいは容器の他の部分）の関連部分の温度がある程度処理ないし制御される。例えば、容器の所定の部分を前処理しても良い。このような前処理は、これらに限定されないが、火炎処理、コロナ処理、およびプラズマ処理を含む、種々の公知の技術を使用して容易に行うことができる。しかしながら、本願発明はこれらの特定の前処理技術に限定されない。

タイミング制御については、ベースコートおよび／または第２のコートの塗布ないし付着のタイミングと共に、容器の移動に関連する時間、例えば製造装置を通過する時間を制御することができる。容器／ボトルの製造／続くハンドリング（取扱）速度を、関連する印刷装置の流れ／処理速度に適合（合致）ないし実質的に適合（合致）させることが好ましい。

本願発明はさらに、デジタル印刷されたラベルのようなデジタル印刷された画像を有する容器において、工業用（業務用）アクセプタビリティのような「アクセプタビリティ」を査定または評価するためのシステムを含んでいる。つまり、本願発明の実施例において、査定または評価するためのシステムは、「接着スコア」を提供することができる。図２に、容器に印刷された画像のアクセプタビリティを査定または評価するために使用できる品質審査表／マトリックスを概略的に示した。概略的に示したように、Ｙ軸は全体の合格または不合格のスコアに関連した数字を含んでいる。例示した実施例において、１から５の数字は、容器が許容できないことを示す一方、６から９の数字は関連ないし対応する容器が許容できるものであることを示している。ここで重要なことは、この表／マトリックスにおいて少なくとも６のスコアが許容できるとして「合格」であるが、本願発明はこの図示した特定の表／マトリックスに限定されることはなく、要望ないし必要に応じてより多くのスコアを設けたり、および／または合格スコアを上げたり下げたりしても良い。上述したものを含む、種々の標準検査を含み得る複数のテストが、Ｘ軸に設けられた各欄（縦列）に示されている。例えば、これに限定されないが、テスト１は「サザーランド摩耗試験」、テスト２は「３Ｍ＃６１０テープテスト（3M #610 Tape Test）」、テスト３は「疑似出荷テスト（Simulated Ship Test）」、テスト４は「３Ｍ＃８１０テープテスト（3M #810 Tape Test）」をそれぞれ含むものでも良い。表に概略的に示したように、各テストについて、種々の合格または不合格の記号表示が表に表示されている。上記した「標準テスト」のいくつかについて、従来のように付着されたラベルとは対照的に、印刷された画像に関して使用するのに適したように変更しても良い。例えば、ＡＳＴＭＤ３３５９−０８標準テストに準拠する種々の「テープ」テストについて、表／マトリックスに関連した各テストは、粘着テープを塗布する前に切削工具でデジタル画像部分を切断することを含んでも良く、あるいは含まなくても良い。つまり、実施例において、テストを受ける容器のデジタル画像部分の一部がクロスカットされることがなく、あるいは容器から分離しない限りにおいて、「テスト２」は「修正された」３Ｍ＃６１０テープテストを含んでも良い。さらに、図２に示した表について、修正されたＡＳＴＭ標準テスト（つまり、クロスカット／分離を含まないテスト）を直接実行しないテープテストに関して「合格」の表示は、いずれかの剥がれた部分が２．０ｍｍ^２以下であることを一般的に示している。ＡＳＴＭ標準テストをそのまま実行するテープテストについては、「合格」の表示は、一般的には（ＡＳＴＭの接着テスト結果の分類の図１に基づく）分類「４Ｂ］または「５Ｂ］であるか、あるいは剥がれた印刷領域が５％未満であるものを含むことを示す。

実施例において、少なくとも、修正された３Ｍ＃６１０テープテストに合格し、また「リサイクル可能」である、印刷された画像を備えた容器を提供することが好ましい。容器に印刷されたデジタル画像は、ＡＳＴＭＤ３３５９標準＃８１０テープテストを使用して「４Ｂ」に満たない分類（つまり、領域の５％以上が剥がれる）を達成した場合、「リサイクル可能」であると見なされる。テスト２（修正された３Ｍ＃６１０テープテスト）とテスト３（疑似出荷テスト）に合格したがテスト４（３Ｍ＃８１０テープテスト）には不合格であるデジタル画像は、６．０または７．０のいずれかの接着スコアに達している。６．０または７．０の接着スコアを有するデジタル画像を備えたこの容器は、出荷用として工業的（業務的）に適しており（つまり、疑似出荷テストに合格）、一方で、通常／所望の使用のために十分であるが、続くリサイクル処理において都合が良いことに分離可能である。言い方を変えれば、設定されたデジタル画像に関連した接着性は、用途（使用目的）のためには十分に強固であるが、リサイクル処理の間の分離を妨げることはない。

このような表／マトリックスに関して、各テストは、適切ないし適正な（統計的に有意あるいは代表的である）容器のサンプルについて行われる。全てのテストが完了したならば、「接着」スコアを得るために、結果は集計され、表／マトリックス内に入力される。関連するスコアの結果は次いで相関関係が求められる。

特に、本願発明は、改善ないし改良されたリサイクル性を提供することができる。例えば、これに限定されないが、デジタル印刷された画像（例えばＵＶ硬化型インクを硬化することで形成される）を備えた容器は、都合の良いことに、従来のプラスチックのリサイクル処理に関連して取除くことができる。プラスチック容器の工業的に標準的なリサイクル処理は、従来より、容器を粒状のプラスチックフレーム（プラスチックの破片）に粉砕する（砕く）工程、これらフレークを高熱の苛性洗浄するステップ、洗浄されたフレークを乾燥するステップ、選別（分類）する工程、および再販売（転売）のために樹脂ペレットに押出し成形するステップを含んでいる。本願発明の実施例において、容器上のデジタル画像は粉砕工程の後は樹脂フレークと共に残存しており、このデジタル画像は高温での苛性洗浄工程の間に樹脂フレークから実質的に分離され、これにより、樹脂ペレットに形成される清浄な樹脂フレークを汚染することがない。

上述した本願発明の特定の実施例についての記載は、例示および説明を意図して提示した。これら記載は開示されたそのままの形態に本願発明を限定することを意図したものではなく、上記教示した内容において種々の変更および変形が可能である。これら実施例は、本願発明の原理およびその実用的な用途を説明するために選択され説明したものであり、これにより、当業者は、意図した特定の用途に適したように、本願発明およびその種々の実施例をその種々の変更と共に利用することができる。本願発明の範囲は添付した特許請求の範囲およびその等価物により規定される。

Claims (21)

1. インクの液滴によりデジタル画像が印刷された外面を有してなり、
   前記デジタル画像が少なくとも６．０の接着スコアを有している、リサイクル可能なプラスチック容器。
2. 前記デジタル画像が、
   複数の硬化されたベースコート用インク液滴を含むベースコートと、
   複数の硬化された第２コート用インク液滴を含む第２のコートとを含み、
   前記第２のコートが前記ベースコートの少なくとも一部に塗布される、請求項１記載の容器。
3. 前記印刷されたデジタル画像が、リサイクル処理の間において容器の残留物から実質的に分離されるように作られている、請求項１記載の容器。
4. 前記デジタル画像が、少なくとも、テープテストおよび疑似出荷テストに合格するように作られている、請求項１記載の容器。
5. 前記テープテストが、修正された３Ｍ＃６１０テープ試験を含む、請求項４記載の容器。
6. 前記デジタル画像が、６．０または７．０の接着スコアを有している、請求項１記載の容器。
7. 第２のコートがベースコートに塗布される際の、ベースコートと第２のコートの温度差が約５．５５℃（１０°Ｆ）より小さい、請求項２記載の容器。
8. 前記容器が、基部、側壁部、肩部、および首部を含み、前記首部が分配用の開口を含む、請求項１記載の容器。
9. 前記基部が白色部または無色部を含む、請求項２記載の容器。
10. １つ以上の隣接する第２コート用インク液滴が重なり合い、あるいは混ざり合っている、請求項２記載の容器。
11. 第２コート用インク液滴が色付きである、請求項２記載の容器。
12. 前記色が、シアン、マゼンタ、およびイエローの１つ以上を含む、請求項１１記載の容器。
13. 前記第２コート用インク液滴の直径が変化している、請求項２記載の容器。
14. 前記第２コート用インク液滴の直径が、約１０ミクロンから約２００ミクロンの範囲内である、請求項１３記載の容器。
15. 容器が、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、高密度ポリエチレン、およびポロプロピレンの１つ以上の材料から構成される、請求項１記載の容器。
16. 容器が多層容器である、請求項１記載の容器。
17. 容器がリサイクルされたプラスチック材料を含む、請求項１記載の容器。
18. 容器の最外層がリサイクル含有物を有し、前記リサイクル含有物が２０％以下である、請求項１７記載の容器。
19. 前記ベースコートおよび前記第２コート用インク液滴がＵＶ硬化される、請求項２記載の容器。
20. インクの液滴によりデジタル画像が印刷された外面を有してなり、
    前記デジタル画像が、
    複数の硬化されたベースコート用インク液滴を含むースコートと、
    複数の硬化された第２コート用インク液滴を含み、前記ベースコートの少なくとも一部に塗布された第２のコートとを含み、
    前記デジタル画像が、修正された３Ｍ＃６１０テープテストに合格するように作られ、およびリサイクル処理の間において容器の残留物から実質的に分離されるように作られる、リサイクル可能なプラスチック容器。
21. 前記デジタル画像が、標準３Ｍ＃８１０テープテストに不合格となるように作られる、請求項２０記載の容器。

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