JP5647102B2 - 物品に感圧収縮ラベルを貼り付ける方法 - Google Patents
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Description
様々な分野におけるラベルとしての使用に向けてポリマーフィルム材料及びフィルム面材料が説明されている。ポリマーラベルは、多くの用途において益々要求が高まっており、特に、透明ポリマーラベルは、装飾されたガラス及びプラスチックの容器にラベルがないような外見を与えることから要求が高まっている。紙ラベルは、容器及び/又は容器内の内容の可視性を阻害する。透明ポリマーラベルは、容器及び従って製品の視覚的な美しさを高め、消費者向け製品企業が、自らの製品の外観を高めようと絶えず試行しているので、パッケージ装飾市場において紙ラベルよりも極めて急速に成長している。ポリマーフィルムラベルは、引張強度及び耐摩滅性のような優れた力学特性も有する。
また、少なくとも1つの複合曲面を含む面を有する物品と、内面と外面とを有する熱収縮性フィルムを含み、熱収縮性フィルムの内面上に感圧接着層を含み、少なくとも1つの複合曲面に貼り付けられる感圧ラベルとを含む、ラベルを担持する物品を提供する。
熱と圧力は、ラベルの中心から第1及び第2の縁部まで外向きに回転してラベルを物品に貼り付ける少なくとも2つの熱風ナイフスロットを含む熱風ナイフアセンブリによってラベルに印加することができる。
本発明の方法の一実施形態では、第1の熱風ナイフスロットは、ラベルの第1の縁部に向けて外向きにラベルの中心に熱と圧力を印加し、第2の熱風ナイフスロットは、ラベルの第2の縁部に向けて外向きにラベルの中心に熱と圧力を印加する。物品は、第2の熱風ナイフスロットによるラベルへの熱と圧力の印加の前に約180°回転させることができる。
感圧ラベルが容器に貼り付けられた状態で、必要に応じて、ダート、縁部の浮き剥れ、及び皺のようなあらゆるラベル貼り付け欠陥を除去するために熱が印加される。一実施形態では、あらゆる欠陥を除去するために、熱の印加に加えて圧力及び/又は掃拭を用いることができる。
有用な容器は、例えば、ボトルの上部に栓を有するボトル、ボトルの底部に栓を有する逆さボトル、ポンプディスペンサ又は泡立てディスペンサを有するボトル、栓を有するチューブ、及び栓を有する逆立ちボトルを含む。
容器又は物品は、例えば、質感、浮き彫り、レンティキュラレンズ、色、ホログラム、つや消し色、又はマット色などを含む美術的特徴を含むことができる。容器又は物品の面は、ラベルの貼り付けの前に処理することができる。例えば、容器又は物品の面は、火炎処理することができ、又は予備コーティングを付加することができる。
本発明のラベル構成において有用なポリマーフィルムは、均衡のとれた収縮特性を有する。均衡のとれた収縮特性は、ラベルが曲面上に貼り付けられた時に最初にラベル内に形成されたダート及び皺を締め、ラベルの最小のグラフィック歪曲しか伴わずにダート及び皺を掃拭することを可能にする。均衡のとれていない収縮を有するフィルム、すなわち、一方の方向に高度の収縮を有し、他方の方向に低度から中程度の収縮しか持たないフィルムは、一方の方向にはダートを除去することができるが、他方の方向にはダートの形成を悪化させるので、特に有用ということはない。均衡のとれた収縮を有する有用なフィルムは、より様々なラベル形状をより様々な容器形状に対して貼り付けることを可能にする。
一実施形態では、収縮フィルムは、縦方向(MD:machine direction)に約1406kg/cm 2 (約20,000psi(pounds per square inch:1psi=0.0703kg/cm 2 ))から約28120kg/cm 2 (約400,000psi)の「ASTM D882」によって測定された2%割線係数を有し、横(又は横断)方向(TD)には約1406kg/cm 2 (約20,000psi)から約28120kg/cm 2 (約400,000psi)の2%割線係数を有する。別の実施形態では、フィルムの2%割線係数は、縦方向に約30,000から約300,000であり、横方向に約30,000から約300,000である。フィルムは、適合性及び/又は圧迫性の理由から、横(又は横断)方向(TD)において十分に低い係数を維持しながら、ラベルが容易に取り出されるように、縦方向(MD:machine direction)よりも横(又は横断)方向(TD)に低い係数を有することができる。
ラベルにおいて有用な収縮フィルムは、単層構造又は多層構造とすることができる。単層又は多層の収縮フィルムは、ポリエステル、ポリオレフィン、塩化ポリビニル、ポリスチレン、ポリ乳酸、コポリマー、及びこれらの配合物から選択されたポリマーから形成することができる。
フィルムは、0.5〜20ミル(mils、千分の1インチ)、0.5〜12ミル、0.5〜8ミル、又は1〜3ミルの厚み範囲に及ぶとすることができる。フィルムの層における差異は、熱可塑性ポリマー成分、添加剤成分、配向、厚み、又はこれらの組合せにおける差異を含むことができる。コア層の厚みは、フィルムの厚みの50〜95%、60〜95%、又は70〜90%とすることができる。スキン層の厚み又は2つのスキン層の組合せの厚みは、フィルムの厚みの5〜50%、5〜40%、又は10〜30%とすることができる。
有用な感圧接着剤の説明は、「ポリマー科学工学事典第13巻」、「Wiley−Interscience Publishers」(米国ニューヨーク、1988年)に得ることができる。有用なPSAの更なる説明は、「ポリマー科学技術第1巻」、「Interscience Publishers」(米国ニューヨーク、1964年)に得ることができる。アクリルベースPSA、ゴムベースPSA、及びシリコーンベースPSAを含む従来のPSAは有用である。PSAは、溶剤ベース接着剤又は水性接着剤とすることができる。ホットメルト接着剤を用いることができる。一実施形態では、PSAは、アクリル乳剤接着剤を含む。
一実施形態では、接着剤は、アクリルベースポリマーから形成することができる。本発明では、基材に接着するのに十分な粘着性を有する接着層を形成することができるあらゆるアクリルベースポリマーが機能を提供することができるように考えている。ある一定の実施形態では、米国特許第5,264,532号に開示するように、感圧接着層のためのアクリルポリマーは、アルキル族の中で約4個から約12個の炭素原子を含み、ポリマー又はコポリマーの約35〜95重量%の量で存在する少なくとも1つのアルキルアクリラートモノマーの重合化から形成されるものを含む。任意的に、アクリルベース感圧接着剤は、単一のポリマー化学種から形成することができる。
上述の共役ジエンとビニル芳香族化合物とのコポリマーの多くは、市販で入手可能である。ブロックコポリマーの水素化の前の数平均分子量は、約20,000から約500,000、又は約40,000から約300,000である。
また、水素化の前には、共役ジエン部分のビニル含有量は、一般的に、約10%から約80%、又は約25%から約65%であり、変性ブロックコポリマーがゴム状弾性を示すことが望ましい場合は、特に、35%から55%である。ブロックコポリマーのビニル含有量は、核磁気共鳴を用いて測定することができる。
1,4異性体と1,2異性体との混合物のゴム状セグメントを含むSBSコポリマーの水素化時には、スチレン−エチレン−ブチレンスチレン(SEBS)ブロックコポリマーが得られる。同様に、SISポリマーの水素化は、スチレン−エチレンプロピレン−スチレン(SEPS)ブロックコポリマーを生じる。
Bn(AB)oAp
ここで、n=0又は1、oは、1から100、pは、0又は1であり、各Bは、主に、水素化の前に約20,000から約450,000の数平均分子量を有する重合化共役ジエン炭化水素ブロックであり、各Aは、主に、約2000から約115,000の数平均分子量を有する重合化ビニル芳香族炭化水素ブロックであり、Aブロックは、コポリマーの約5重量%から約95重量%を構成し、ブロックBの不飽和度は、元の不飽和度の10%よりも低い。他の実施形態では、ブロックBの不飽和度は、水素化を受けると元の値の5%未満に低減し、水素化ブロックコポリマーの平均不飽和度は、元の値の20%未満に低減する。
有用なブロックコポリマーは、日本国東京都千代田区丸の内2−1に所在の「Nippon Zeon Co.」からも入手可能である。例えば、「Quintac 3530」が「Nippon Zeon」から入手可能であり、線形スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマーであると考えられる。
単層の接着剤を用いることができ、又は複数の接着層を用いることができる。用いられる収縮フィルム、及びラベルを貼り付けられる物品又は容器によっては、収縮フィルムに隣接する第1の接着層と、十分な粘着性、剥離強度、及びせん断強度をもたらす物品又は容器に貼り付けられる面上の異なる組成を有する第2の接着層とを用いるのが望ましいとすることができる。
透明な保護層は、UV光吸収剤及び/又は他の光安定剤を含有することができる。有用なUV光吸収剤の中には、「Tinuvin」という商品名で「Ciba Specialty Chemical」から入手可能な束縛アミン吸収剤がある。用いることができる光安定剤は、「Tinuvin 111」、「Tinuvin 123」、(セバシン酸ビス−(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル))、「Tinuvin 622」、(4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールを有するコハク酸ジメチルポリマー)、「Tinuvin 770」、(セバシン酸ビス−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)、及び「Tinuvin 783」という商品名で「Ciba Specialty Chemical」から入手可能な束縛アミン光安定剤を含む。更に別の光安定剤は、「Chemassorb」、特に、「Chemassorb 119」及び「Chemassorb 944」という商品名で「Ciba Specialty Chemical」から入手可能な束縛アミン光安定剤を含む。UV光吸収剤及び/又は光安定剤の濃度は、約2.5重量%までの範囲にあり、一実施形態では、約0.05重量%から約1重量%である。
ラベルを物品又は容器に貼り付ける工程は、非従来的な操作及び機器を伴う。工程は、接着剤が露出したラベルを装飾される容器又は物品に呈示する剥離板又は先端によって剥離ライナからラベルを分離する従来の分配機器によって始まる。図6Aから図6Dを参照すると、中心部分61及び中心部分を取り囲む周囲部分63を有し、更にラベル縁部によって定められる外側境界を有するラベル62が、最初にラベルの中心部分に圧力を印加することによって容器60に接触される。ラベルの前縁又は周囲部分よりもラベルの中心部分に向けて位置した初期粘着点64を有することにより、貼り付けられるラベルの前縁と後縁の間に形成されるあらゆるダート又は皺のより均等な分布が容易になる。更に、それによって熱印加によるダート又は皺の除去が容易になる。
一実施形態では、ラベルは、収縮フィルムを軟化させ、及び/又は接着層を活性化するために予備加熱される。
ラベルと容器又は物品との間の密な接触を得るために、転写されたラベルに対して一連のブラシ、ローラ、ワイパー、ゴム雑巾、空気圧ローラ、又は移動ビームを用いて、矢印65で示しているように中心外向き方向に圧力が印加される。本明細書ではこの工程をラベルの「掃拭」と呼ぶ。中心から縁部への掃拭運動は、ラベルの下に捕捉されたあらゆる空気を矢印66で示しているように外縁へと追いやり、ラベルの縁部に、より小さくより均等に分布されたダートを発生させる。ラベルが物品の複雑な曲面を覆う時に、過剰なラベル材料は、一般的に、ラベルの周囲部分にダート、ひだ、溝、気泡、及び他の貼り付け欠陥という形態で蓄積する。図6Dに示しているようにラベルが容器に完全かつ滑らかに接着するように、ラベルの少なくとも一部分に熱が印加される。
ラベルを物品又は容器に貼り付ける時には、ラベルは、最初にラベルの接触領域内に圧力を印加することによって物品に接着することができ、次に、ラベルの第1の縁部の方向にラベルにわたって圧力が印加される。接触領域は、ラベルの中心にあるとすることができ、又は第1の縁部と反対のラベルの第2の縁部に近いとすることができる。例えば、最初の接触をラベルの中心で起こすことができ、次に、圧力が、ラベルの縁部又は外縁部へと外向き方向に印加される。代替的に、最初の接触をラベルの1つの縁部の近くで起こすことができ、次に、ラベルの反対の縁部へとラベルにわたって圧力が印加される。物品又は容器にラベルを貼り付ける時には、過剰ラベル材料、すなわち、ダート又は皺を少なくとも1つのラベル縁部へと移動させることが望ましい。過剰材料は、一般的に、複合曲面の方向に移動され、そこでラベルに印加される熱がラベルを収縮させることになり、ラベルが複合曲面に適合し、形成されたあらゆるダート又は皺を除去することを可能にする。熱及び圧力は、同時にラベルに印加することができる。
本発明のラベル貼り付け済み物品は、以下に限定されるものではないが、パーソナルケア製品、家庭用化学製品、食品及び飲料品、玩具、電子機器、医薬品、ヘルスケア製品、工業製品、並びに電化製品を含む様々な用途に用いることができる。
以下の実施例は、本発明による方法及び実施形態を示すことのみを意図したものであり、従って、特許請求の範囲に制約を加えるものと解釈すべきではない。
より大きいラベル区域、及びより多くのグラフィック内容を有して仕上がったラベル貼り付け済みボトルは、一般的な特大サイズの感圧ラベルに存在するダート、ひだ、隆起、又は皺の欠陥なしに滑らかに掃拭される。ダートは、時間と共にも戻ることはない。下記の表1は、ラベル構成要素の特性を示している。
実施例1で説明した工程に従って「Avery Dennison」からの2ミル厚の機械方向配向ポリプロピレン単層回転収縮定着フィルムから構成された感圧収縮ラベルが、複合曲面を有するボトルに貼り付けられる。高速の高温空気は、ボトル及びラベルを70℃まで加熱する。ラベルの上部及び底部に形成されたダートは、熱印加を受けて収縮し、容易に掃拭されるが、前縁及び後縁に形成されたダートは残留する。除去されたダートは、時間と共にも戻らない。
実施例1で説明した工程に従ってKloecknerからの「Penta Label」という名称の1.9ミル厚の横方向配向塩化ポリビニル単層フィルムから構成された感圧収縮ラベルが、複合曲面を有するボトルに貼り付けられる。高速の高温空気が、ボトル及びラベルを60℃まで加熱する。ラベルの前縁及び後縁に形成されたダートは、熱印加を受けて収縮し、容易に掃拭され、それに対してラベルの上部及び底部に形成されたダートは残留する。除去されたダートは、時間と共にも戻らない。
実施例1で説明した工程に従ってMitsubishiからの「Fusion 1775E」という名称の2ミル厚の横方向配向グリコール変性ポリエチレンテレフタレート(PETG)単層フィルムが、複合曲面を有するボトルに貼り付けられる。高速の高温空気が、ボトル及びラベルを50℃まで加熱する。ラベルの前縁及び後縁に形成されたダートは、熱印加を受けて収縮し、容易に掃拭され、それに対してラベルの上部及び底部に形成されたダートは残留する。除去されたダートは、時間と共にも戻らない。
実施例1で説明した工程に従ってKloechnerからのMF−L243/01という名称の1.4ミル厚の機械方向配向塩化ポリビニル単層フィルムが、複合曲面を有するボトルに貼り付けられる。高速の高温空気が、ボトル及びラベルを60℃まで加熱する。フィルムは、容器に適合しない。最初の掃拭は不完全であり、全ての方向に多くのダートが形成される。熱印加及び第2の掃拭の後にダート及び隆起が残留する。フィルムは過度の収縮を示している。
実施例1で説明した工程に従ってVifanからのBTNYという名称の2.0ミル厚のポリプロピレン多層フィルムが、複合曲面を有するボトルに貼り付けられる。高速の高温空気が、ボトル及びラベルを100℃まで加熱する。形成されたダートは高温で完全には収縮せず、掃拭されても完全には平坦化しない。ダートは、時間と共に戻る。
実施例1で説明した工程に従って「Charter Films」からの「PE 85」という名称の3.4ミル厚の中密度ポリエチレン(MDPE)多層フィルムが、複合曲面を有するボトルに貼り付けられる。高速の高温空気が、ボトル及びラベルを100℃まで加熱する。形成されたダートは、高温で完全には収縮せず、掃拭されても完全には平坦化しない。ダートは、時間と共に戻る。
12 ラベル
16 少なくとも1つの複合曲面を含む面
Claims (18)
- 物品にラベルを貼り付ける方法であって、
少なくとも1つの複合曲面を含む面を有する物品を準備する段階と、
(i)内面と外面とを有する熱収縮性フィルム及び(ii)前記熱収縮性フィルムの前記内面上の感圧接着の層を含み、第1の縁部と接触領域とを有するラベルを準備する段階と、
前記ラベルの前記接触領域内の前記接着層を前記物品と接触させる段階と、
前記ラベルの前記第1の縁部が前記物品に接着し、かつ、前記ラベルが収縮して前記物品の前記複合曲面に適合するように前記接触領域から前記第1の縁部への方向に前記ラベルに熱と圧力を同時に印加し、前記熱及び圧力が、加熱空気源、流量制御機構、及び1つ又はそれよりも多くの熱風ナイフスロットを含む少なくとも1つの熱風ナイフアセンブリによって印加される段階とを含み、
前記ラベルは、中心と、前記第1の縁部の反対側の第2の縁部とを含み、前記接触領域は、前記ラベルの前記中心に近いか、又は、前記中心にあり、
前記熱風ナイフアセンブリは、前記物品に前記ラベルを貼り付けるために前記ラベルの前記中心から前記第1の縁部及び前記第2の縁部まで外向きに回転する少なくとも2つの熱風ナイフスロットを含む、
ことを特徴とする方法。 - 第1の熱風ナイフスロットが、前記ラベルの前記中心への熱と圧力を前記ラベルの前記第1の縁部へ印加し、第2の熱風ナイフスロットが、前記ラベルの前記中心への熱と圧力を前記ラベルの前記第2の縁部へ印加することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第2の熱風ナイフスロットによる前記ラベルへの熱と圧力の前記印加の前に前記物品を180°回転させる段階を更に含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記ラベルには、前記接着層に接着された剥離ライナが設けられ、前記ラベルを前記物品と接触させる前に前記剥離ライナを前記ラベルから分離する段階を更に含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ラベルは、少なくとも40°Cの温度まで加熱されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記熱収縮性フィルムは、ポリエステル、ポリオレフィン、塩化ポリビニル、ポリスチレン、ポリ乳酸、これらのコポリマー、及び、これらの配合物から選択されたフィルムを含むことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記熱収縮性フィルムは、ポリオレフィンを含むことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記熱収縮性フィルムは、コア層と少なくとも1つのスキン層とを有する多層フィルムを含むことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記フィルムの剛性が、縦方向に少なくとも5mNであることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ラベルは、前記熱収縮性フィルムと前記接着層の間の印刷層を更に含み、前記熱収縮性フィルムは、透明である、ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ラベルは、前記熱収縮性フィルムの前記外面上の印刷層を更に含むことを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ラベルは、前記熱収縮性フィルムの前記外面上の印刷層の上に重なる保護層を更に含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記接着層は、乳剤接着剤を含むことを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記接着層は、ホットメルト接着剤を含むことを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記接着層は、溶剤ベース接着剤を含むことを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記感圧接着層は、連続的であることを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記感圧接着層は、パターン形成され、前記パターンは、前記フィルムの前記内面を実質的に覆うことを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記熱風ナイフアセンブリによる前記ラベルへの熱と圧力の前記同時印加に続いて前記ラベルを加熱する段階を更に含むことを特徴とする請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の方法。
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