JP5839216B2 - インモールド用ラベル及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インモールド用ラベル及びその製造方法に関し、特に交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造を有するヒートシール樹脂層のインモールド用ラベル構造に関するものである。

通常、缶や瓶又はその他の製品の表面上にパターンや文字を印刷しようとする場合には、張り紙のようなラベルを予め製造し、物品の表面上に貼り合わせにより固定させるのが一般的であるが、貼り合わせの過程において、表面の空気を効果的に排出できない場合には、ラベルに意図しないブリスターが発生するか、又は貼り付けが安定しなくなるという問題点があった。

そこで、従来の技術では、容器又は特定製品の製造過程において、容器を射出成形（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）、ブロー成形（ｂｌｏｗ ｍｏｌｄｉｎｇ）、差圧成形（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｍｏｌｄｉｎｇ）、及び発泡成形（ｆｏａｍ ｍｏｌｄｉｎｇ）等により製造する場合、裏面に予め無溶剤タイプの熱溶融型接着剤の加工を行い、印刷加工工程を経て、溶融接着されたラベルをモールド内の所定の位置に置き入れて吸着させ、成形に用いられるプラスチックとともにモールド内に一体成形されることで、予め溶融接着された無溶剤タイプの熱溶融型接着剤で容器に接着させるインモールド用ラベル（Ｉｎ−ｍｏｌｄ ｌａｂｅｌ）が知られている。この製造工程においては、パターンや文字内容が印刷された熱可塑性ラベル材料を製品表面上にインプリントさせることにより、ラベルが製品と一体となるようにする。一つの例として、標示又は製品の説明として缶や瓶の外観上に使用されたラベルは、従来の紙や特定のラベル材料により製品に貼り付ける場合のような問題はなかった。

また、従来の技術では、ラベルそのものの材料が紙やその他の類似材料であり、また、ラベル表面材料としてポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）又はポリスチレン（Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）がよく用いられる等、インモールド用ラベルの製造技術が提案されている。先行文献を参照して、図１は、特許文献１に記載されたインモールド用ラベル（Ｉｎ−ｍｏｌｄ ｌａｂｅｌ）の側面図を示している。

図１は、多層構造であるインモールド用ラベル１０を模式的に示しており、主要の基板構造が熱可塑性樹脂基材層（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｉｃ ｒｅｓｉｎ ｆｉｌｍ ｂａｓｅ ｌａｙｅｒ）１２であり、図の上表面が印刷物１３で、即ち一般的な印刷パターン及び文字の表面であり、基材層１２の下方がヒートシール可能な樹脂層（ｈｅａｔ−ｓｅａｌａｂｌｅ ｒｅｓｉｎ ｌａｙｅｒ）１４であり、必要に応じて、ヒートシール可能な樹脂層１４の表面１５には、製品に適用される場合にブリスターを排除するための凹凸模様が形成されてもよい。

上述したヒートシール可能な樹脂層１４により形成され、製品表面に貼り付けるためのヒートシール層（ｈｅａｔ−ｓｅａｌｅｄ ｌａｙｅｒ）としては、図２に示す特許文献２に記載されたインモールド用ラベルの表面構造の模式図を参照して、貼り付ける場合に空気をスムーズに排出させるために、凹凸模様を有する表面構造を形成する。

図には、ヒートシール可能な樹脂層表面の粘着層２０が示されており、それは、凸部２２及び凹部２４を有し、凹凸配列の模様を介して、シールされた場合には、空気が凹部２４に形成された通路に沿って排出され、最後に粘着層２０が完全に物品の表面に密着され、凸部２２及び凹部２４もなくなってしまう。

米国特許第６５５１６７１号明細書 米国特許第５２５４３０２号明細書

交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造を有するヒートシール樹脂層のインモールド用ラベル構造において、これらの交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造によって多方向の排気ルートが形成され、特定物品に結合された場合には、不必要なブリスターを排除することができ、インモールド用ラベルを物品の表面に密着させることができる。

本発明は、交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造を有するヒートシール樹脂層のインモールド用ラベル構造であって、このインモールド用ラベルが特定物品の表面に結合された場合には、これらの交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造によって多方向の排気ルートが形成され、不必要なブリスターを効果的に排除することができ、インモールド用ラベルが物品表面に密着されることが可能となる。

このインモールド用ラベルは、熱可塑性樹脂材料からなる基板を備え、その基板の一方の表面が、パターンや文字が印刷され、印刷内容を表示させるための印刷層であり、他方の表面には、ヒートシール樹脂材料が塗工される。特に、このヒートシール層は、主に、その表面上にインプリント工程により交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造を形成することで、複数の空気排出有効ルートを形成する。従って、インモールド用ラベルが物品の表面に結合された場合には、このヒートシール層上に交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造によってブリスターを排出することができ、インモールド用ラベルが物品の表面上に密着されることが可能となる。

上述したインモールド用ラベルの製造方法では、熱可塑性樹脂基板、及び表面グルーブを有するインプリント装置を予め用意する。熱可塑性樹脂基板上にヒートシール樹脂材料を塗工し、その後、インプリント装置によりインプリント工程を行い、例えば表面グルーブを有するローラーによりインプリントを行うことにより、ヒートシール樹脂材料上に交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造を形成する。その後、印刷層、熱可塑性樹脂基板及びヒートシール可能な樹脂層をインモールド用ラベルとして結合形成する。

実施の態様によれば、上述したインモールド用ラベル全体の膜厚は、６０〜１２０μｍであり、全体の密度は０．５０〜１．０５ｇ／ｃｍ^３であり、交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造は、グルーブによって離間され、グルーブの深さは、８〜１４μｍであり、複数の突起マイクロ構造が連続的に配列された方向と直交する方向（第２の方向）におけるグルーブの中心から隣のグルーブの中心までの距離は、１０〜１０００μｍであり、マイクロ構造が連続的に配列された方向（第１の方向）におけるそれぞれの幅は、１０００〜１６００μｍである。

本発明は、交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造を有するヒートシール樹脂層のインモールド用ラベル構造が提供され、インモールド用ラベルが特定物品の表面に貼り付けられた場合に良好な接触効果を有するとともに、このヒートシール樹脂層構造によりインモールド用ラベルが特定物品の表面に結合される場合には、ブリスターをスムーズに排出させることができる。

従来技術のインモールド用ラベルの側面を模式的に示した図である。 従来技術のインモールド用ラベルの表面構造を模式的に示した図である。 本発明に係るインモールド用ラベルを模式的に示した図である。 ローラーによるインモールド用ラベルのインプリント製造を模式的に示した図である。 本発明に係るインモールド用ラベルの製造フローチャートを示す。 二軸延伸ポリプロピレン光沢合成紙及び透明膜の製造工程システムを模式的に示した図である。

インモールド用ラベルが特定物品に貼り付けられた場合に、小さなブリスターによる貼り付けの不具合を生じるおそれがあることに鑑み、本発明は、交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造を有するヒートシール樹脂層のインモールド用ラベル構造が提供され、インモールド用ラベルが特定物品の表面に貼り付けられた場合に良好な接触効果を有するとともに、試験の結果によれば、交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造は、その排気効果が従来の技術から提供された表面構造よりも優れている。

インモールド用ラベルは、主に、熱可塑性樹脂材料からなる基材層である基板を備えてなり、前記基板が上表面である第１の表面及び下表面である第２の表面を有している。所定の実施例においては、基板が熱可塑性樹脂基板（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｒｅｓｉｎ ｆｉｌｍ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）であり、加熱により可塑性の特性が生じ、特定物品の表面に結合されやすいようにする。

また、第１の表面に形成され、印刷内容を表示させるための印刷層をさらに有しており、つまり、特定物品の説明のための図面又は文字として、印刷材料をこの印刷層の表面に印刷することができる。基板の第２の表面上には、主に、複数の空気排出有効ルートを形成するために、ヒートシール層（ｈｅａｔ−ｓｅａｌａｂｌｅ ｒｅｓｉｎ ｌａｙｅｒ）が設けられており、前記ヒートシール層上にインプリント工程により交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造を形成することができる。「交互かつ連続的に配列」とは、ヒートシール層の表面に平行な第１の方向に沿って突起マイクロ構造が並ぶ第１の突起列と、前記第１の方向に沿って前記突起マイクロ構造が並ぶ第２の列とが、前記表面に平行かつ前記第１の方向に垂直な第２の方向に沿って互い違いとなる配列を意味する。

本発明に係る実施例によりインモールド用ラベルを製造する場合には、まず被インプリント材料（例えば熱可塑性樹脂材料）に対して加熱工程を行った後、表面上にローラーインプリント（ｒｏｌｌｅｒ ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）又はプレートプレッシング（ｐｌａｔｅ ｐｒｅｓｓｉｎｇ）により模様をインプリントして、適当な冷却工程により模様をインモールド用ラベルに固定成形する。上述したインプリントされた模様に対するインモールド用ラベルの他方の表面には、パターン又は文字が印刷されてもよい。

上述した模様を有する表面を、貼り付け対象物の表面に結合させようとする場合には、真空吸引、又は外力による物品の表面への圧印により、余計なブリスターを模様を通してスムーズに排出させることができ、インモールド用ラベルが物品の表面上に密着されることが可能となり、貼り付けの不均一によるブリスター現象が発生することはない。

図３Ａは、本発明に係るインモールド用ラベルの表面構造の一を模式的に示した図であり、インモールド用ラベル表面３０は、長方状に近い構造により模式的に描かれた突起部３０１を有し、これらの突起部３０１が交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造であり、突起部３０１の部分の以外については、平面３０３である。

また、図３Ｂに示す表面構造の模式図その二を参照して、この模式図は、表面突起の態様であり、インモールド用ラベル表面３０上の突起部３０１を示し、突起部３０１のそれぞれが交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造である。

実際の写真によれば、図３Ｃに示すインモールド用ラベルの排気模様の表面マイクロ構造の図を参照して、本発明に係るインモールド用ラベル表面から、実際に交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造の態様が分かる。それぞれの突起構造の間は図３Ｂの破線に示す排気ルートに形成されており、このインモールド用ラベルが特定物品の表面に結合された場合には、これらの交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造によって多方向の排気ルートが形成され、不必要なブリスターを効果的に排出することができ、インモールド用ラベルが物品の表面に密着されることが可能となる。

図４は、ローラーインプリントによるインモールド用ラベルの製造を模式的に示した図であり、ローラーインプリント製造工程により交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造を有するインモールド用ラベルを製造することを示す。インプリントローラー４２の表面には表面グルーブ４２１が設けられることにより、ヒートシール可能な材料４０上に交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造、例えば図に示す表面模様４０１をインプリントすることができる。関連したフローチャートについて図５の製造工程フローチャートを参照して、この製造工程の実施例では、中華民国特許第ＴＷ５２６１３６号（出願番号：０８８１１３５９０号。出願人は同じく南亜プラスチック工業株式会社である）に記載されたインモールド用ラベル用の三層の共押し出し延伸ポリプロピレン光沢合成紙及び透明膜の製造方法を参照している。

実施例によれば、ステップＳ５０１において、製造工程では、熱可塑性樹脂材料である基板を予め用意する。

ステップＳ５０３において、基板上に熱可塑性樹脂材料を塗工することで、ヒートシール樹脂層、即ちインモールド用ラベルのヒートシール層を形成し、その後、ステップＳ５０５において、表面に刻んだグルーブを有するインプリントローラーを用意する。

さらに、ステップＳ５０７において、加熱、圧印及び冷却工程を行うことで、ヒートシール樹脂層上に交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造を形成する。その後、印刷層、熱可塑性樹脂基板及びヒートシール樹脂層をインモールド用ラベルとして結合形成する（ステップＳ５０９）。

上述した熱可塑性樹脂基板の用意工程は、押し出し装置により押し出し製造工程を含む。熱可塑性樹脂材料（ヒートシール可能な樹脂層は同時に塗工してもよく、又は後に塗工してもよい）に対して加熱工程を行うことにより、材料をスムーズに利用可能な形式に押し出し成形することができる。押し出し製造工程の後、冷却成形ロール装置により冷却工程を行う。材料そのものは、加熱ストレッチング（ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ）により表面構造の様子を変更することができ、その後、コロナ処理装置によりコロナ処理工程を行い、物理的な特性を表面処理により変更させることにより、インモールド用ラベルが印刷、塗布、溶融接着、貼り合わせ等の、異なる加工用途に適用することが可能となる。

好ましい実施例によれば、上述したインモールド用ラベル全体の膜厚は、６０〜１２０μｍであり、全体の密度は、０．５０〜１．０５ｇ／ｃｍ^３であり、交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造は、グルーブによって離間され、グルーブの深さは、８〜１４μｍであり、複数の突起マイクロ構造が連続的に配列された方向と直交する方向（第２の方向）におけるグルーブの中心から隣のグルーブの中心までの距離は、１０〜１０００μｍであり、マイクロ構造が連続的に配列された方向（第１の方向）におけるそれぞれの幅は、１０００〜１６００μｍである

図６に示す二軸延伸ポリプロピレン光沢合成紙及び透明膜の製造工程システムの模式図を参照しながら、本発明に係るインモールド用ラベルの基板製造工程を説明する。この実施例において、インモールド用ラベルは、３層の構造からなり、３層の共押し出しの製造工程により生成され、その材料の部分については、ポリプロピレン原料を主とする。以下、下記の実施例に基づいて本発明に係る方法を説明するが、これらが本発明に係る範囲を限定するものではない。

上述した本発明に係るインモールド用ラベルの製造において、熱可塑性樹脂基板は共押し出し製造工程により製造されてなる。図６に示す製造工程システムを参照しながら、下記の実施例を説明する。

本発明に係るインモールド用ラベルでは、二軸延伸ポリプロピレン光沢合成紙及び透明膜の製造工程において３層の構造が使用されており、実施例の一つによれば、その構造が霧面紙面層／発泡中間層／接着層、光沢面紙面層／発泡中間層／接着層、樹脂層／樹脂層／接着層を含み、接着層に使用された材料は、例えばＰＰ、ＬＰＰＥ、ＨＤＰＥ、及び、ＰＰ、ＬＰＰＥ、ＨＤＰＥと缶や瓶を製造可能な材質であり、インモールド用ラベルがボトルブロー及び射出成形のモールド内において一体成形に接着され、化学ボンドにより完成される。

図におけるシステムの先端に６１及び６１’が示されており、符号６１は、光沢合成紙によって製造された、側面フィーダーを有する抽気可能式二軸スクリュー押し出し装置であり、この二軸スクリュー押し出し装置６１は、側面フィーダーを有する抽気可能式二軸スクリューメイン押し出し機６１１を一台、側面フィーダーを有する抽気可能式二軸スクリューサブ押し出し機６１３ａ、６１３ｂを２台有し、その温度の設定範囲は、樹脂組成物の原料の組み合わせ、ＭＦＩ、結晶度及び生産ラインスピード、製品の厚さに応じて異なっている。特に、インプリントの製造工程を行った後、表面に特定グルーブを有するインプリント装置、例えばインプリントローラーによりインプリントを行うことで、インモールド用ラベルにおけるヒートシール可能な樹脂層の表面に、実施例の図３Ａ〜Ｃに示す構造のように、交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造を形成することができる。

他の実施例においては、透明膜により製造され、単軸スクリューメイン押し出し機６１５を一台、単軸スクリューサブ押し出し機６１７ａ、６１７ｂを２台有する単軸スクリュー押し出し装置６１’が適用され、その温度の設定範囲も、原料の種類、ＭＦＩ、結晶度及び生産ラインスピード、製品の厚さに応じて異なっている。

材料は、押し出し装置６１、６１’により成形され加熱された後、冷却成形ロール装置６２により冷却工程、例えば水冷式又は空冷式冷却を行うことにより、高温工程及び三層共押し出しされた溶融押し出し物に対して冷却を行う。特に、この製造工程における冷却温度の制御が適当であるかは、その後の製造工程がスムーズに進めているかに深く係わっている。製造工程の温度は、通常、インモールド用ラベル材料（例えば熱可塑性樹脂材料）の厚さ及び生産ラインスピードに応じて決められるが、この範囲内において適当に調整することができる。

冷却成形された後、成形された材料基板を縦方向延伸装置６３に置き入れ、縦方向延伸工程を行う。ここで、特定の温度（製造に必要なインモールド用ラベル材料の厚さ及び生産ラインスピードに応じて決められる）で、材料を軟化させるようにプリ加熱して、低速及び高速の延伸を２段階に分けて行うことにより、インモールド用ラベルに縦方向における機械強度を付与させ、焼戻し定形させる。

その後、縦方向に延伸された材料を横方向延伸装置６４に置き入れ、横方向延伸工程を行い、上述した縦方向に延伸された薄い材料に対して、特定の温度（材料の厚さ及び生産ラインスピードに応じて決められる）において軟化させるようにプリ加熱して、横方向延伸を行い、最後に焼戻し定形させることにより、光沢合成紙の一部を逆戻りさせ、寸法の安定性を増加させることができる。これは、製品の特性に応じて決められてもよいことはいうまでもない。

その後、コロナ処理装置６５によりコロナ処理工程を行う。この工程は、主に、印刷、塗布、溶融接着、貼り合わせ等の異なる加工用途に適用できるように、光沢合成紙及び透明膜における紙面及び膜面の物理的な特性を改善することを目的とし、処理パワーとしては、特定の高周波数放電装置（生産ラインスピードに応じて調整される）により単面又は二面のコロナ処理を行うことにより、表面の濡れ張力が特定値に達する。

最後に、コロナ処理を行った後、製造されたインモールド用ラベルを、巻き取り装置６６により成形させる。一つの実施例として、製造された光沢合成紙を金属管を利用して所定の幅の完成品に巻き取った後、必要に応じて条分けし、スライスし、巻き状又はスライス包装の製品として包装する。

上述のように、本発明では、インモールド用ラベルにおけるヒートシール層表面にインプリント製造工程により交互かつ連続的に配列された複数の突起マイクロ構造を形成しており、このヒートシール樹脂層構造によりインモールド用ラベルが特定物品の表面に結合される場合には、ブリスターをスムーズに排出させることができる。
しかしながら、上述したものは本発明の好ましい実施例にに過ぎず、本発明の請求範囲を限定するためのものではなく、本発明の明細書及び図面内容に基づいてなされる均等な構造変更は、いずれも本発明の特許請求の範囲に属すべきである。

１０ インモールド用ラベル
１２ 熱可塑性樹脂基材層
１３ 印刷物
１４ ヒートシール樹脂層
１５ 表面
２０ 粘着層
２２ 凸部
２４ 凹部
３０ インモールド用ラベル表面
３０１ 突起部
３０３ 平面
４０ ヒートシール可能な材料
４２ インプリントローラー
４２１ 表面グルーブ
４０１ 表面模様
６１、６１’ 押し出し装置
６１１ 抽気可能式二軸スクリューメイン押し出し機
６１３ａ、６１３ｂ 抽気可能式二軸スクリューサブ押し出し機
６１５ 単軸スクリューメイン押し出し機
６１７ａ、６１７ｂ 単軸スクリューサブ押し出し機
６２ 冷却成形ロール装置
６３ 縦方向延伸装置
６４ 横方向延伸装置
６５ コロナ処理装置
６６ 巻き取り装置
ステップＳ５０１〜Ｓ５０９ インモールド用ラベル製造フローチャート

Claims (5)

1. 基板と、
   前記基板の第１の表面に形成され、印刷内容を表示する印刷層と、
   前記基板の第２の表面に形成されたヒートシール層であって、前記ヒートシール層の表面に平行な第１の方向に沿って突起マイクロ構造が並ぶ第１の突起列と、前記第１の方向に沿って前記突起マイクロ構造が並ぶ第２の列とが、前記表面に平行かつ前記第１の方向に垂直な第２の方向に沿って互い違いに配列されたヒートシール層と、
   を具備し、
   前記複数の突起マイクロ構造はグルーブによって離間されており、前記突起マイクロ構造の高さは８μｍ以上１４μｍ以下であり、前記グルーブの中心から隣の前記グルーブの中心までの前記第２の方向における距離は１０μｍ以上１０００μｍ以下であり、前記突起マイクロ構造の前記第１の方向におけるそれぞれの幅は１０００μｍ以上１６００μｍ以下であり、
   前記基板、前記印刷層及び前記ヒートシール層の全体の膜厚は６０μｍであり、前記基板、前記印刷層及び前記ヒートシール層の全体の密度は、０．５０ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とするインモールド用ラベル。
2. 前記基板は、熱可塑性樹脂材料からなる基材層であることを特徴とする請求項１に記載のインモールド用ラベル。
3. 前記ヒートシール層は、熱可塑性樹脂材料からなることを特徴とする請求項１に記載のインモールド用ラベル。
4. 熱可塑性樹脂基板を用意する工程と、
   熱可塑性樹脂材料を前記熱可塑性樹脂基板の表面に塗工することによってヒートシール層を形成する工程と、
   表面グルーブを有するインプリント装置を用意する工程と、
   前記インプリント装置により、前記ヒートシール層上に、前記ヒートシール層の表面に平行な第１の方向に沿って突起マイクロ構造が並ぶ第１の突起列と、前記第１の方向に沿って前記突起マイクロ構造が並ぶ第２の列とが、前記表面に平行かつ前記第１の方向に垂直な第２の方向に沿って互い違いに配列された複数の突起マイクロ構造を形成する工程と、
   前記熱可塑性樹脂基板に形成された印刷層、前記熱可塑性樹脂基板及び前記ヒートシール層を、全体の膜厚が６０μｍであり且つ全体の密度が０．５０ｇ／ｃｍ^３であるインモールド用ラベルとして結合形成させる工程と、
   を備え、
   前記突起マイクロ構造を形成する工程では、前記複数の突起マイクロ構造を離間する深さが８μｍ以上１４μｍ以下のグルーブであり、前記グルーブの中心から隣の前記グルーブの中心までの前記第２の方向における距離は１０μｍ以上１０００μｍ以下であるグルーブを形成し、前記突起マイクロ構造の前記第１の方向におけるそれぞれの幅を１０００μｍ以上１６００μｍ以下とすることを特徴とするインモールド用ラベルの製造方法。
5. 前記熱可塑性樹脂基板を用意する工程は、
   押し出し装置により加熱工程を含む押し出し製造工程を行う工程と、
   冷却成形ロール装置により冷却を行う工程と、
   縦方向延伸装置により縦方向延伸を行う工程と、
   横方向延伸装置により横方向延伸を行う工程と、
   コロナ処理装置によりコロナ処理を行う工程と、
   を有することを特徴とする請求項４に記載のインモールド用ラベルの製造方法。