JPH08504700A - 相溶剤を有する一軸配向ラベルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ラベルの製造に有用で、オレフィンベース材料および軟質極性添加剤（例えば、エチレンビニルアセテート（EVA））から形成される押出し一軸配向フィルムの物理的特性を、ブレンド中に相溶剤またはカップリング剤を用いることによって、なじみやすさを保持しなから、耐磨耗性を向上する方向選択的な様式で変更する。剛性および引張り弾性率を包含する、機械方向強度の特性は向上するが、交差方向への伸長度は、ほとんどまたは全く低下せず、そして交差方向の引張り弾性率は限られた程度低下するにすぎない。これらは共に良好なラベルのなじみやすさに必要である。

Description

【発明の詳細な説明】 相溶剤を有する一軸配向ラベルフィルム 本発明は、スクイーズビン、ガラスビンなどの可とう性の基材および堅い基材 になじみやすい（conformable）ラベリングに関し、このような用途のための樹 脂フィルム形成材料からのダイカットラベルの製造に関する。この樹脂フィルム 形成材料は、「軟質」極性添加剤（本発明において好ましくはエチレンビニルア セテートポリマー（EVA））と、低価格のオレフィンベース材料（特にポリプロ ピレン、ポリエチレン、またはポリプロピレン-ポリエチレンコポリマーを含む それらの組み合わせ、ポリプロピレンおよびポリエチレンの互いのブレンド、ま たはそれらのうちのいずれかと、または両方とポリプロピレン-ポリエチレンコ ポリマーとのブレンド）とのブレンドである。好ましいオレフィンベース材料は 、プロピレン含量の高い材料であり、ポリプロピレンホモポリマー、あるいはポ リプロピレン-エチレンコポリマーまたはエチレン含量の低い（例えば10％より 低い、またはより好ましくは５％より低い）ポリマーブレンドのいずれかである 。軟質極性添加剤は、オレフィンとより極性な部分とのランダムコポリマーであ り、このコポリマーは、このようなオレフィンベース材料より軟質で、かつこの ようなオレフィンベース材料と混和性がない。本発明において好ましい軟質極性 添加剤は、エチレンビニルアセテートコポリマー（EVA）である。 このような軟質極性添加剤をその中に含むオレフィンベース材料のブレンドは 、オレフィン-軟質極性添加剤ブレンド、または「オレフィン-SPAブレンド」、 そしてさらに特定すると、適切な場合には「オレフィン-EVAブレンド」と呼ばれ る。軟質極性添加剤と呼ばれるものは、ポリアミド（例えば、ナイロン）、ポリ エステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（PET））、およびポリスチレ ンを包含する「硬質極性添加剤」とは区別される。硬質および軟質極性添加剤は 、両方とも一般的にオレフィンベース材料との非相溶性により特徴付けされ、添 加剤およびベースは、一方または他方からなる分離したドメインの非混和性混合 物を形成する。 発明の背景 多くのラベルの用途において、そこからラベルがカットされるラベルストック は紙よりもむしろポリマー材料のフィルムである。ポリマーフィルムは、紙にな い性質、例えば、耐久性、強度、耐水性、耐磨耗性、光沢、透明度、およびその 他の性質を提供し得る。明らかに、ポリマー材料は、工業的な製造および使用の 実際的な必要性を満たさなければならない。材料価格は、競合しなければならな い。フィルムは、キャストフィルム押出し、またはブローフィルム押出しなどの 適切な工業的工程により形成可能でなければならず、溶融したフィルム材料が好 ましいフィルムを形成するのに適切な程度の流動性を有することが必要である。 形成されたフィルム は、悪影響を受けることなく熱延伸され得なければならない。なぜなら、フィル ムを配向させ、かつフィルムに機械方向（machine direction）と交差方向（cro ss direction）とで異なる剛性を与えるように、形成したフィルムを熱延伸およ びアニーリングすることは、一般に利点があるからである。このことは、例えば 、米国特許第5,186,782号、および1993年４月29日出願の米国出願番号第08/055, 462号（この両者の譲受人は同一である）に記載されており、これらの開示は、 ある程度本明細書と一致し、それは本明細書中に、全てを繰り返しているものと して、参考として援用されている。フィルムは、印刷適性（printable）な表面 を有し、かつダイカット適性（die-cuttable）でなければならず、そして感圧ラ ベル構造において用いる場合はマトリックス剥離可能（matrix-strippable）で なければならない。ラベルは、用いられる基材または容器に、十分に「与え」な ければならないか、またはよくなじむように可とう性でなければならない（ラベ ルが、プラスチックのスクイーズ用容器（例えば、シャンプービン）といった可 とう性の基材に付与される場合に、特に要求される必要性であるが、表面が不規 則な堅い基材（例えば、ガラスビン）に関してもまた必要である）。他方、フィ ルムからカットされたラベルは、印刷の整合を維持するためには十分な寸法安定 性がなければならない。また、インモールドラベルとして適切に施用（dispense ）されるため、またはピールプレートまたはピールバックエッジ（ここで、ライ ナーまたはキャリアは、ある速度で剥 離され、その速度は、工業的に実行可能な十分な早さ、すなわち、200ピース/分 であり、好ましくは、少なくとも約250ピース/分を越え、これは約80〜100フィ ート/分のライン速度に対応する）を適切に通過して施用されるために、十分な 剛性でなければならない。これらの速度で施用するためには、一般的に10Gurley と60Gurley（TAPPI Gurley硬質度試験T534pmで測定）との間の機械方向（MD）で の剛性が必要である。良好ななじみやすさのために、交差方向（CD）でのGurley はMDでのGurleyの約0.75倍を越えてならない。 オレフィン-SPAブレンドは、多くの点でポリマーダイカットラベル製造におけ る要求を満たす好ましい材料であると考えられている。ダイカットラベルの製造 におけるオレフィン-SPAブレンドの使用は、前述の米国特許第5,186,782号、お よび1992年２月21日出願の米国出願第07/839,369号および1992年９月９日出願の 第07/942,511号に示されており、これらの譲受人もまた同一であり、これらの開 示は本明細書中に全てを繰り返しているものとして、参考として援用されている 。オレフィン樹脂は比較的低価格であり、そして強度が高いので、薄い（low ca liper）フィルムとすることができ、材料全体の価格を最小限にする傾向にある 。熱延伸したポリプロピレンおよび／またはポリエチレンは、比較的厚みが薄く ても、機械方向に、印刷の整合および施用に適した剛性を提供する。その一方で 、交差方向に、十分な引張り弾性率、および特に十分に大きい伸長度を提供し、 良好な「なじみやすさ」を可能 とする。EVAのような軟質極性添加剤は、印刷適性を改善し、そしてなじみやす さにも寄与する。なぜなら、それらが軟質ゴム状材料となる傾向があるからであ る。 オレフィン-SPAブレンドは、経済的な根拠からは、一軸熱延伸フィルム（この フィルムは、耐久性で、強靭、かつ耐水性であり、そして一般的に、良好な構造 および表面特性および性能特性を有している）からダイカットした、印刷適性の 3.5ミルの共押出ししたラベルを製造するのに有用であることが見いだされてお り、そしてこのようなラベルが本発明に先立ち製造され、そして販売されている 。軟質極性添加剤を含有することは、重要なことにラベルの印刷適性、なじみや すさおよびダイカット適性に寄与し、そして最終的に得られる一軸配向した生成 物の剛性および引張り強度を大きく減少させることはない。一軸延伸はまた、機 械方向（MD）と交差方向（CD）との間の剛性、引張り弾性率、伸長度および他の 性質に実質的な差異を生じさせることにより、性能に重要な寄与をする。 しかし、耐磨耗性の乏しさが、先行技術のこのような一軸配向オレフィン-SPA ブレンドフィルムの問題であった。このようなフィルムの耐磨耗性を改善するこ とが、市場の拡大を約束したが、耐磨耗性をおそらくは改善するために強化剤を 用いることは、許されない。なぜならば、フィルムを強化する際に、このような 強化剤はMDおよびCDの両方向における剛性および引張り弾性率を増大させ、そし て、特にフィルムの なじみやすさを損なうと予想されるからである。 従って、相溶剤（compatibilizer）の使用が、極性添加剤とベース材料との非 相溶性の、または非混和性ブレンドを含有する種々の樹脂フィルム形成材料を強 化することが長い間公知であったが、「相溶剤」のような強化剤は、一軸配向オ レフィン-SPAブレンドフィルムには用いられなかった。相溶剤の使用によって、 ２つの混和性のないフィルム相を互いに結びつけ、それによってフィルムの強度 を増大させる例が、米国特許第4,410,482号；第4,615,941号、第4,770,837号お よび第5,151,309号に見いだされる。すぐ上で述べたように、一軸配向オレフィ ン-SPAブレンドフィルムに、ある程度同じように相溶剤を用いることは、いくつ かの物理的性質を好ましく変化させるが、交差方向の伸長度のような特性の変化 は、他の特性の好ましい変化の度合いに対して、大まかにつり合って好ましくな い方向へ変化することが予想される。そして例えば、剛性の増大により得られた ものは、なじみやすさにおいて損失となる。 発明の要旨 本発明は、先行技術においてラベル製造に用いられる種類の一軸熱延伸オレフ ィン-SPAブレンドフィルムに相溶剤を用いることで、耐磨耗性が増強され、一方 フィルムの物理的性質が、フィルムのなじみやすさを保持する方向選択的な様式 で変化するという発見を包含する。相溶剤の使用は、剛性お よび引張り弾性率を含むMDの物理的性質を増加し、CDの伸長度を少ししか減少さ せないか、または全く減少させず、そして良好なラベルのなじみやすさに必要な MDの剛性とCDの剛性との間の比率の関係を乱さない。剛性および引張り弾性率と いった性質が、相溶剤の使用により実質的に増加されるとはいえ、CDの伸長度は あまり変化せず、そして良好なラベルなじみやすさは保持される。先行技術にお いてラベル製造に用いられる種類の一軸熱延伸オレフィン-SPAブレンドフィルム は、満足ななじみやすさを与えるためには、軟質極性添加剤を比較的高い比率で 有するコア層を必要とする。このようなフィルムは、代表的には、比較的薄い皮 膜層（skin layer）および比較的厚いコア層を有し、3.5ミル厚である。本発明 は、以下の更なる概念を含む。記載のタイプの3.5ミルのフィルムにおいて、相 溶剤を用いることによるCD伸長度の実質的な低下を伴わずに、剛性および引張り 弾性率が改善される度合いの観点からは、相溶剤によって、フィルムの厚みを減 少させ（およそ2.5ミルまで低下、28％を越える減少）、かつ比較的高価な軟質 極性添加剤の含量パーセントを減少させることの両方が可能である。フィルムの 特性をバランスを取りながら維持する試みは、一般的にフィルムの厚みが減少す るにつれてより困難となり、３ミルを下回ることは挑戦である。しかし、比較的 安価で比較的強靭なオレフィンベース材料を高い含量パーセントで有する厚みの 薄い一軸熱延伸フィルムが適切な剛性およびダイカット適性を有し、そしてCD特 性が相溶剤の 添加によってもなお比較的影響を受けずに残ることが望まれた。これは、実験的 な試験により確認された。その結果、２つの点で価格を節約するフィルムが判明 した。比較的高価な軟質極性添加剤の含量パーセントが減少した。また、厚みの 減少により全体的な材料の使用が減少した。両価格の低減は、良好な印刷適性、 印刷整合、施用性（dispensability）、なじみやすさ、ダイカット適性、および マトリックス剥離性を維持しながら達成される。 先行技術における現場の経験では、熱延伸した押出しオレフィン-SPAブレンド のフィルムからダイカットしたラベルを、ある種の容器に付与した場合、保護さ れていないと、容器は互いに摩擦し合い、輸送中またはいくつかの充填ライン上 で、インクが、特に機械方向に動くラベルの側面に沿ってフレーキングしてはが れ落ちやすい傾向にある。この影響は、フィルムを熱延伸した場合に生じるフィ ルム材料内のフィブリルの形成（ブレンドの非混和性の相のひも状の複合体の形 成）により引き起こされると考えられる。これらのフィブリルは、容器が摩擦す るときの磨耗作用により、表面から脱離しやすい。これは、「フィブリル化」と 呼ばれる。この点で、本発明において大いなる改善が達成される。 フィルムのフィブリル化に関連すると考えられる興味深い知見は、オレフィン -SPAブレンドフィルムが、押出し時に耐磨耗性であるが、押出しに続く熱延伸に よって一軸配向したときにはこのような耐久性を失うことである。押出し非延伸 フィルムは、良好な耐磨耗性の等級を獲得する；同じ押出しフィルムで一軸配向 した場合、低い等級が与えられる。 図面の簡単な説明 本発明は、以下のさらに詳細な記載と以下の模式的な添付の図面とから、さら に完全に理解される。 図１Ａ〜１Ｄは、本発明の環境に関する、ある製造工程を、模式的に説明して いる。 図２および３は、本発明の実施に使用し得るフェイスストック（facestock） 構築物の断片的な断面図である。 図４Ａ〜４Ｃは、本発明と関連するキャストフィルム押出し、およびそれに続 くラインプロセスを模式的に説明している。 発明の詳細な説明 この詳細な説明に述べられている本発明の内容は、共に係属している1993年４ 月29日出願の米国特許出願番号第08/055,462号の発明の内容と類似であり、この 出願もまた、可とう性の基材および堅い基材になじみやすいラベル、およびこの ような用途のためのダイカットラベルの製造を扱っている；しかし、このような 先行特許出願は、キャストフィルムおよびブローフィルムの両方に関する特定の 剛性の範囲、および剥離値の範囲に関連する発明を開示している。ところが、本 発明は、オレフィン-EVAブレンドのフィルム層からなる、また はこれを含有する一軸熱延伸キャスト押出しフィルムにおけるカップリング剤の 新規な使用に関する。しかし、内容が類似しているため、以下の文脈上の説明の いくつかは、上記同時係属出願の文脈上の説明と一致している。 本発明によるラベルストックの製造において、ライナーまたはキャリアストッ ク10（図１Ａ〜１Ｄ）が提供され得る。ライナーまたはキャリアストック10は、 例えば、米国特許第4,713,273号（この開示は、本明細書中に参考として援用さ れている）に開示されているような複層ライナー、またはロール状で供給される 単層の紙またはフィルム層からなる従来のライナーまたはキャリアを包含し得る 。前もって剥離コーティング付きで提供されず、そしてそれ自体が、接着剤と接 触する表面において剥離表面を固有に生じる成分を含有しない場合、ライナーま たはキャリア10は、図１Ａに示すように、位置Ｒで剥離コーティングでコーティ ングされる。剥離コーティングが塗工される場合は、それは塗工の後、任意の適 切な手段（示さず）により、乾燥されるかまたは硬化される。ライナーまたはキ ャリア10がプラスチック押出し物を含む場合、位置Ｒでの剥離コーティングの塗 工の前に、形成されたフィルムは熱延伸され、ライナーまたはキャリア10の配向 を提供する。 剥離ライナーまたはキャリアの剥離表面は、引き続き、ライナーまたはキャリ アとともに用いられるフェイスストックへ接着剤が移動するために、感圧接着剤 層でコーティングされる。このフェイスストックがライナーまたはキャリアと組 み合わされる場合、接着剤はフェイスストックと接合する。その後、ライナーま たはキャリアは、接着剤を露出するように取り除かれ、接着剤はフェイスストッ クと永久的に接合を維持する。 従って、図１Ａに示すように、接着剤は、位置Ｒで前もって塗工された剥離コ ーティング剤の乾燥または硬化の後に、位置Ｓで塗工される。これは、タンデム コーティング操作であり得、または接着剤コーティングは、分離したコーティン グライン上であり得る。あるいは、接着剤は、少し後で、剥離ライナーまたはキ ャリア10とフェイスストックとが組み合わされる前に塗工される。ライナーまた はキャリアとフェイスストック20との組み合わせは、図１Ｂに、図式的に説明さ れている。あるいは、接着剤は、フェイスストックとライナーまたはキャリアと が組み合わされる前に、フェイスストック20上に直接コーティングされる。 いくつかの用途において、接着剤は、インモールドラベルの用途に用いられる ような熱活性化接着剤またはホットメルト接着剤であり、感圧接着剤とは区別さ れる。この場合、感圧接着剤を用いる場合に必要とされる剥離ライナーまたは固 有の剥離性の提供は必要であり得ない。 ラベルフェイスストックは、個々のラベルにダイカットされる前に印刷位置（ 示さず）で印刷される。印刷工程は、ライナーとフェイスストックとの組み合わ せの前または後に行われ得るが、フェイスストックが個々のラベルにダイカット さ れるよりは前である。フィルムは、画像または文字が高品質であるために、印刷 工程（例えば、異なる色での連続刷り）の間、正確な整合のままでなければなら ず、そして画像または文字がラベル上に適切に位置するために、印刷工程と、連 続するダイカット工程との間、正確な整合のままでなければならない。印刷の間 、フィルムには張力がかけられ、そして、例えば、UVインクを硬化する場合に、 いくらかの温度上昇にさらされ得、そしてフィルムは機械方向において顕著に延 伸してはならない。フェイスストックフィルムのMD引張り特性は、ポリマーフィ ルムライナーが、用いられる場合、またはライナーが必要とされない場合に、特 に重要である。 図１Ｃは、位置Ｔにおいてフェイスストック20がダイカットされて、剥離ライ ナーまたはキャリア10で支持された、間隔をおいた一続きの感圧ラベル34になる ことを図式的に説明している。この工程は、回転切断ダイにより周知の方法で行 われ得、そして形成されたラベルがダイカットされたとき、形成されたラベルの 周囲の廃棄物またはトリミングである梯子状のマトリックス（示さず）を剥離す る工程を包含する（梯子の「段」は、連続したラベルの間のすきまを表す）。次 いで、ラベルは、示したようにライナー上に互いに間隔を置いて残る。図１Ｄは 、通過するワークピース36へのラベル34の付与を示す。ピールバックエッジ38を 用いて、ライナーまたはキャリアを順次除去することにより、ラベルの接着剤側 39を露出し、そしてラベルを通過するワークピース３６に突き出し（project） 接触させることにより、ラベル34を施用する。 本発明に関して、ワークピース36は、可とう性のプラスチックスクイーズビン または他の部材を構成する。従って、このような対象物に接着したとき、基材が 曲がるとしわになるようなラベル自体の傾向を防ぐか、または最小にしたラベル が必要である。ワークピース36はまた、不規則な表面を有する傾向のあるガラス ビンまたは他の堅い部材を包含する。従って、可とう性であり、そして表面の局 部的なくぼみにブリッジング（bridging）することなく、表面に密着する傾向を 有するラベルが必要である。 図１Ａから１Ｄに示された操作は、異なる製造業者により異なる場所で行われ 得、またはそれらは組み合わせ得る。例えば、図の１Ａの工程は、ライナーおよ び接着剤の製造業者により行われ得、図１Ｂおよび１Ｃの工程は、示したように 、巻取り／巻もどしの連続により中断されるよりは、ひとつの連続した経路で、 ラベル製造業者により行われる。そして図１Ｄの工程は、製造された製品の包装 業者により行われ得る。 ラベルに形成されるフェイスストックは、通常、ロール状に巻取られ、そして 巻き戻され、従って、そのひとつの形状は「ロールストック」として知られる。 そして付随するライナーまたはキャリアは、「ロールライナー」と呼ばれる。 本発明で用いられ得る複層フィルムフェイスストックの例は、図２〜４に示さ れる。図２において、複層ウエブ構造は、一般的に参照番号50により示される。 これは、コア層52、共 押出し物の表面側の皮膜層54、および表面側とは反対側の、共押出し物の内側の 皮膜層56を有する共押出し物を含む。共押出し物の内側に組み合わされているの は、感圧接着剤層58である。 図２の共押出し物の各層は、オレフィン-SPAブレンドを含有し、そして適切な 公知のタイプの共押出しダイから同時に押出しキャストされ、そして永久的な組 み合わせ状態（combined state）で互いに接着され、単一の共押出し物を提供す るる。 本発明において、皮膜層およびコア層のための好ましい材料は、（１）ポリプ ロピレン、またはポリプロピレンとポリエチレンとのコポリマーと、（２）エチ レンビニルアセテート（EVA）、とのブレンドを包含する。好ましい重量比は、 以下にさらに十分に記載するように、皮膜とコアとの間で異なる。 コア層のための他の物質は、約0.915と0.965との間の比重の低密度、中密度、 または高密度ポリエチレンである。しかし、好ましくはオレフィン-EVAブレンド がコア層に用いられ、そして好ましくは、オレフィン-EVAブレンドのオレフィン ベース材料は、全体が、または主としてポリプロピレンである。ポリプロピレン は、ポリエチレンより高い融点を有し、そしてフィルムが温度の上昇にさらされ た場合に（例えば、UV硬化インクが印刷に用いられる場合）、より良好な耐変形 性を有している。 無機充填剤は、不透明なフィルムラベルストックを提供す るために用いられ得る。有用な充填剤は、炭酸カルシウム、二酸化チタンおそれ らのブレンドを含有する。 本発明において、EVA-オレフィンブレンドは、コア層52ならびに皮膜層54およ び56の両方について、好ましい材料である。良好な印刷適性のために、皮膜層の EVA含量は、25％より多くなければならず、好ましくは約30％と60％との間、そ して最も好ましくは約40％〜50％である。EVA含量をもう少し高くすることもで きるが、オレフィンの方がより低価格の成分であるので、さらにEVA含量を増加 することによって何も得るものはない。さらに、EVAの比率が高すぎると、また はEVA100％のフィルムを皮膜に用いる試みは、ひとつにはEVAとポリプロピレン との延伸温度の相違のせいで、深刻な製造上の問題を引き起こす。内側の皮膜の 印刷適性は、必要とされないことが多いが、EVAの存在は、内部皮膜へのラベル 接着剤の固定（anchorage）を向上するか、あるいは、例えばインモールド用途 で内部皮膜自体が熱活性化接着剤としての機能を有するようにし得、またはその 機能を向上させ得る。さらに一般的に、２つの皮膜層は「バランス」がとれてい て、そして近似のまたは同一の構成（makeup）であることが望ましい。そのこと により、この複合フィルムは、カールする傾向、あるいは構造上の性質のアンバ ランスを反映するような他の傾向を有さないようになる。好ましいEVAは、酢酸 ビニル19％のEVAであり、以下の物理的性質を有する：引張り弾性率（１％セカ ント（secant））、5300psi；最大引張り強度、2150psi；最大伸長度、 730％；硬度、87ショア（Shore）A。 密着透明フィルムラベル用途のためには、好ましいコア層は、充填剤を含まな いEVA-オレフィンブレンドである。不透明なフィルムラベル用途には、好ましい コア層は、炭酸カルシウムおよび二酸化チタンの混合物を充填した同じオレフィ ン-EVAブレンドである。本発明において好ましい皮膜層は、密着透明ラベルフィ ルムおよび不透明ラベルフィルムの両方の用途で、EVA-オレフィンブレンドであ る。 示してきたように、EVAは軟質極性添加剤として本発明において好ましい。特 に、19％の酢酸ビニルを含有するEVAが、満足なものであることが見いだされ、 そしてこれが以下に記載の種々のフィルムおよび試験に用いられる。EVAは、本 発明において最も好ましいが、代替の材料として、エチレンメチルアクリレート （EMA）およびアクリロニトリルブタジエンゴムが包含される。これらはオレフ ィンと、オレフィン-SPAブレンドのオレフィンベース材料と非混和性で、かつそ れより軟質な、より極性の部分とのランダムコポリマーである。 上述のフェイスストックの例は、コアの各側上に皮膜層があるものを用いたが 、図３に示した構築物60のように、構築物の外側のみに皮膜層が用いられている 例があり得、そこではコア層62の外側の単一の皮膜層66が用いられている。この 例では、感圧接着層68が、直接コア層に接合している。 方法の観点からは、構築物の層のためのフィルム形成樹脂供給材料は、共押出 しされて、押出し物を形成し得る。従っ て、供給材料は、図４Ａに模式的に説明するような、押出しダイ70を通した押出 しまたは共押出しおよびフラットフィルムキャスティングのために調製され得る 。押出されたフィルムは、第１の冷却ロール191上でキャストされ、続いて第２ の冷却ロール192の周囲を通り、そしてプルオフロール193へと進められる。 最初の方で述べたように、フィルムの剛性は、より高いライン速度で適切な施 用を行うために重要である。図４Ｂは、熱延伸位置を示し、ここでフラットスト ックＭのGurley剛性が機械方向において増大し、好ましくは延伸比は２と９との 間であり、より好ましくは3.5と７との間であり、そして最も好ましくは約５で ある。フィルムのMD引張り弾性率もまた、延伸工程により増大し、寸法安定性お よび優れた印刷整合性に寄与する。ガラス転移温度を上回ってストックを加熱す る一対の予熱ロール201、202の周りを通過した後に、ストックは、予熱ロールと 一対のプルロール205、206との間の領域で延伸される。この後者のロールは、予 熱ロールの速度の倍数で（延伸比、例えば5:1に対応して）回転する。次いで、 ストックは、アニーリングロール209、210上を通過して、ここでアニーリング、 またはヒートセットがなされ、そして最終的にチルロール212上を通過して熱延 伸操作が完了する。次いで、ストックは図４Ｃに示すようにロール状に巻き取ら れ得る。 本発明においては、フィルムの層に押出しキャストされる非混和性の各オレフ ィン-SPAブレンドはまた、加熱され、そ して押出しの前に共にブレンドされる相溶剤供給原料を有する。相溶剤またはカ ップリング剤は、極性反応剤と共重合した、または極性反応物によりグラフト化 されたポリオレフィンを含む。ホットダイを通しての押出しの際に、軟質極性添 加剤およびオレフィンベース材料が、相溶剤またはカップリング剤により化学的 に結合する。 好ましいEVAが極性添加剤として用いられ、そしてEVA-オレフィンブレンドの オレフィンベース材料が完全に、または主としてポリエチレンである場合、相溶 剤のグラフト化したポリマーはポリエチレンであり得、例えば、相溶剤はアクリ ル酸変性ポリエチレングラフトコポリマーであり得る。本発明に好ましいものと して、オレフィン-EVAブレンドのオレフィンベース材料が完全にまたは主として ポリプロピレンである場合、相溶剤のグラフト化したポリマーはポリプロピレン であり得、例えば、相溶剤はアクリル酸変性ポリプロピレングラフトコポリマー （例えば、Polybond（R）1003、BP Chemicals、Hackettstown、N．J．）または マレイン化ポリプロピレングラフトコポリマー（例えば、Polybond（R）3001、B P Chemicals）であり得る。これらのカップリング剤は、一般的に、ガラス、雲 母、またはタルクで充填または強化されたポリオレフィンの物理的特性および熱 特性を向上させるのに有用であるとして今まで知られてきたタイプのものであり 、あるいはポリオレフィンと、ガラス、木、紙、皮革および極性ポリマー（これ はポリエステル、ポリウレタン、エチレンビニルアルコ ール（EVOH）およびナイロンを包含する）との間の接着を促進させるのに有用で あるとして今まで知られてきたタイプのものである。これらの相溶剤は、カルボ キシル化ポリオレフィンまたはマレイン化ポリオレフィンと呼ばれ得る。このよ うな相溶剤が、フィルムをなじみやすくさせたままで、オレフィン-SPAブレンド から形成した熱延伸フィルムに関連するフィブリル化を減少させるように機能し 得ることはいまだ知られていなかったものと考えられる。 １つまたは複数のフィルム層のための供給原料は、押出しの前にブレンダー中 で合わされて、相溶剤を含む溶融ブレンドを提供する。次いで、この溶融物は押 し出されそして熱延伸されて、配向したラベルフィルム（このフィルムは単層の EVA-オレフィンブレンドフィルムを構成し得、または好ましくは１つまたは複数 の共押出ししたさらなる層を含み得る）を形成する。このフィルムは、１種また は複数の同じEVA-オレフィンブレンドを互いに同じ相対比率で含むが相溶剤供給 材料を含まない、同様の供給材料から、同様の条件下で形成された配向フイルム よりもフィブリル化の度合が低い。 押出し、熱延伸およびアニーリングに続いて、フィルムは個々のラベルにカッ トされる。このラベルのすべてのエッジは、耐摩耗性の度合が向上する。フィル ムは、ラベルがダイカットされ、次いで、エッジが摩耗を受けたときに、インク のエッジフレーキングが比較的少ないか、または全くないので、ダイカットラベ ルのエッジまで印刷され得る。供給材料 は、乳白剤を含まずに押し出され得、透明度が向上したフィルムが得られる。 比較試験を、図２の一般的構造（接着剤は除く）を有するフィルムで行った。 フィルムを、図４Ａに示すように、キャストフィルム押出しにより形成した。そ れぞれの場合において、押出しのスキン-コア-皮膜層の厚みの比は、10/80/10で あった。次いで、押出したフィルムを、図４Ｂに示すように加熱し、機械方向に のみ延伸し、そしてヒートセットまたはアニーリングを行った。それぞれの場合 において、5:1の延伸比を用いたので、機械方向の熱延伸は5:1であった。本質的 には、交差方向の延伸はなかった。それぞれの場合において、コア層は全体の厚 みの約80％で残り、そして各皮膜層は、全体の厚みの10％であった。フィルムの 最終的な全厚みは、3.5ミルであった。相溶剤を用いたEVA-オレフィンブレンド から形成した、押出しキャスト一軸熱延伸フィルムを、相溶剤なしで形成した、 同じまたは非常に類似したブレンドから形成した類似のフィルムと比較した。 表１のコントロールフィルムのために用いたブレンド（相溶剤を含まない）は ：コア層が、60％のランダムポリプロピレン-ポリエチレンコポリマー（エチレ ン3.2％、コポリマーのRockwell R 硬度80）および40％のEVA；ならびに各皮膜 層が50％のポリプロピレンホモポリマー（Rockwell R 硬度97）および50％のEVA のブレンドであった。比率は重量％である。相溶剤の添加は、相溶したフィルム 中のEVAおよびベース材料の含量 パーセントを比例的に減少させる。 表１の試験フィルムに用いたブレンドは、コア供給材料の10重量％および各皮 膜供給材料の10重量％が無水マレイン酸変性ポリプロピレングラフトホモポリマ ー（「Polybond 3001」）であることを除いて、一般に非相溶のフィルムのブレ ンドと同様であった。コア層は、55％のランダムポリプロピレン-ポリエチレン コポリマー、35％のEVAおよび10％のPolybond 3001を含有した。各皮膜層は、45 ％のホモポリマーポリプロピレン、45％のEVAおよび10％のPolybond 3001を含有 した。次いで、以下の表１に列挙した特性を測定し、比較結果と共に示した。引 張り弾性率（1%セカント）および最大引張り強さを、薄層プラスチックシートの 引張特性のためのASTM試験手順D882を用いて測定した。剛性を、Gurley剛性テス ターを用い、紙の剛性を試験するためのTAPPI試験T543pmを用いて測定した。耐 摩耗性を、TAPPI Taber耐摩耗性試験T476tsを用い、研摩器として標準摩耗テス ター（Standard Abrasion Tester）を用いて測定した。結果を100サイクル後に 測定した。Taber数は、１〜10のスケールで与えられ、これは１が最も好ましい 評価であり、以下に記載するような観察状態の連続に従う（以下に記載する観察 状態の中間は中間値の補間により示す）： １ フィルム表面のわずかなくもり。 ３ 新たに加わった局所的な粗化（roughening）を伴うフィルムのくもり 、ミクロフィブリル端のわずかな「玉（balling）」。 ５．ミクロフィブリルの開始。フィブリルは小さな毛のようであり、1/8 ”以下の長さである。 ８．マクロフィブリルの開始。フィブリルは長さが1/4”を上回り、そし て試験領域の少なくとも10％を覆う。 10．マクロフィブリルが試験領域の少なくとも50％を覆う。 インクチップ評価は、L.A.B.シェーカーの表を用い、ASTMD999（「船舶コンテ ナーの振動試験」）、およびThe National Safe Transit Association（NSTA） のプロジェクト1A（「100ポンドまたは45.36Kgを下回る重量の梱包製品を試験す る手順」）に適合した試験を行うことにより得られる。与えられた数は、５分の シェーカーサイクル後の１ラベル当たりのチップの数を指す。 この試験において、コントロールフィルムは、市販され用いられている従来の オレフィン-EVAブレンドフィルム、例えば、Avery Dennison Corporationにより 製造されたFasson 「FasClear」と同等のものである。上記のように、試験フィ ルムにおける相溶剤の使用は、実質的に耐摩耗性を向上させ（Taber等級が低下 ）、機械方向（MD）の剛性が1/3を上回って増大し、そしてMDの引張強度が25％ を上回って増加するが、重要なことには、交差方向（CD）の物理的値が一般的に 緩やかな量およ び／または所望の方向で変化したことである。CDの伸長度におけるわずかな変化 は、所望の方向の変化であった。特に、CDの引張り弾性率は、100,000psi付近の 高い限度の範囲（実際には、その値はこの例において70,000psiのみである）の ままであり、そしてCDのGurley剛性は、MDのGurley剛性の0.75倍を充分下回り、 値20を下回ったままであるので、得られるラベルのなじみやすさは、受容可能な ままであった。 CDの引張り弾性率およびGurley剛性が上記の範囲内のままであり得る事実は、 充分考慮される点である。なぜなら一般にこの範囲の最高点をはるかに上回る高 い引張り弾性率は、スクイーズボトルのような可とう性のラベル基材にとって受 容不可能ななじみにくさと関連するからである。CDのGurleyの、MDのGurleyに対 する比が0.75を下回ったままであるという事実もまた重要である。なぜなら、0. 75を上回る値も、可とう性のラベル基材にとって受容不可能ななじみにくさと同 様に関連するからである。関連したなじみやすさの問題には、ガラスボトルによ り提供されるような堅い基材に関しても直面してきた。フィルムが、ボトル形成 プロセスから生じる表面のくぼみのブリッジングの防止に充分なほどなじみやす くない場合、フィルムはこのような用途において完全に受容し得るものではない 。このようなブリッジングは、事実上の、または明らかな気泡を生じ、ラベルの 外観を非常に低下させる。 最初の方で述べたように、フィルムのフィブリル化に関連 すると考えられる興味深い知見は、オレフィン-SPAブレンドフィルムが押出しさ れたときには耐摩耗性であるが、このような耐摩耗性は、フィルムが押出し後の 熱延伸により一軸方向に配向すると減少することである。押出しされた非延伸フ ィルムは、それらのMDの剛性が適切な施用のためには低すぎるとはいえ、高い耐 摩耗性等級を達成する。例えば、表１のコントロールフィルムと同様のブレンド のフィルムが、同様の条件下で押出しキャストされ、しかし熱延伸により一軸方 向に配向されずに未配向のままである場合、その耐摩耗性を試験するとTaber等 級１を示す。これは、一軸方向に配向された同様のフィルムについて表１に示さ れたTaber等級が７であるのと対象的である。 相溶剤の使用による耐摩耗性の向上をさらに検討するために、さらなる比較試 験を行った。これらを以下の表にまとめる： 略語： （比は以下の順番で与えられる：ベース材料／極性添加剤／カップリング剤）塩基材料： B1 ランダムポリプロピレン-ポリエチレンコポリマー（3.2％エチレン） B2 ポリプロピレンホモポリマー極性添加剤 P エチレンビニルアセテートポリマーカップリング剤 C1 PolyBond(R)3001 C2 PolyBond(R)1003 この表における試験１は、上記表１におけるコントロールと同様のフィルムで ある。表に添付の略語で示されるように、試験２および３において、相溶剤が皮 膜層のみに添加されると（試験２）耐摩耗性は向上し（Taber等級が低下）、そ して相溶剤が皮膜層と共にコア層に添加されると（試験３）耐摩耗性はさらに向 上する。試験４は、試験３と、後者がコア層中のベース材料および極性添加剤の 割合をわずかに変化させる点でのみ異なる。Taber等級の変化がないことから示 されるように、この変化は、実質的に耐摩耗性に差を生じさせない。試験５は試 験２と最も近いが、表の略語に示した他の相溶剤を用い、そして外側皮膜中のベ ース材料および極性添加剤の比をわずかに調節する。試験５におけるTaber数の 増加が示すように、これらの変化は、耐摩耗性に悪影響を及ぼす。 表２の試験２および３の結果の比較は、フィルムコアおよび皮膜中の相溶剤の 使用が耐摩耗性を向上させることをはっきりと示す。この結果は驚くべきもので ある。なぜなら、耐摩耗性は、摩耗される皮膜層とのみ関連すると思われるから である。なぜなら、皮膜層のみがフィルムの外側または表面（facial surface） に隣接するからである。しかし上記のように、この場合はそのようなことなく、 そしてコア層中の相溶剤は、顕著で、かつ有用な効果を有する。相溶剤が、皮膜 層とコア層との間の界面にまたがる結合の強さに寄与し得、そしてこれが順に、 Taber等級に好ましい影響を及ぼし得るものと推測される。 上記のように、表１に示されたような試験の結果は、フィルムの厚みを減少さ せること（すなわち約2.5ミルまでの低下、28％を超える減少）、および比較的 高価な軟質極性添加剤の含有パーセントを減少させることの両方が、相溶剤によ り可能であり得ることを示すように思われた。比較的低価で、かつ比較的強靭な オレフィンベース材料をより高い含有パーセントで有する、より厚みの薄い一軸 熱延伸フィルムが、充分な剛性を有し得ること、およびCDの伸長度がまた相溶剤 の添加によっても比較的影響を受けないままであり得ることが望まれた。これは 表３の試験により確認され、それらの試験は以下を除いて表１のものと一般的に 同様であった：最終的なフィルム全体の厚みは2.5ミル、そしてコントロールフ ィルム用のコア層に用いられたブレンドは：90％ランダムポリプロピレン-ポリ エチレンコポリマー（3.2％エチレン）および10％EVAであり、そして試験フィル ム用は、85％ランダムポリプロピレン-ポリエチレンコポリマー（3.2％エチレン ）、10％EVAおよび５％Polybond 3001であった。コントロールフィルム用の各 皮膜層の割合は、50％ホモポリマープロピレンおよび50％EVAであり、そして試 験フィルム用として40％ホモポリマープロピレン、50％EVAおよび10％Polybond 3001であった。試験結果は以下の通りであった： この試験では、コントロールフィルムは従来技術のフィルムではなかった。そ れは、市販され用いられている従来のオレフィン-EVAブレンドフィルムよりもか なり薄く、そして他のことでもそれらと異なる。それは比較の目的のみで含まれ る。上記のように、試験フィルム中の相溶剤の使用はまた、実質的に耐摩耗性を 向上させた（Taber等級の数が低下）が、重要なことには、CDの物理的値がまた 、一般に緩やかな量および／または所望の方向で変化した。CDの伸長度の変化は 所望でない方向であったが、小さかった。特に、相溶したフィルムのCDの引張り 弾性率は、100,000psi付近の高い限度の範囲のままであり、そしてCD Gurley剛 性のMD Gurley剛性に対する比は、0.75を下回り、その結果、得られるラベルの なじみやすさは受容し得るままであった。 フィルムをさらに説明するために、CDの値を以下のように与える：コントロー ルフィルムでは、降伏点（at yield）のCDの引張り強さ（tensile）は3400psiで あり、降伏点のCDの伸長度は12％であった：試験フィルムでは、降伏点のCDの引 張り強さは3300psiであり、降伏点のCDの伸長度は12％で変化しない。降伏は機 械方向では観察されなかった。 2.5ミルの試験フィルムのTaber等級が、表１の3.5ミルの試験フィルムよりも さらに低いことを表３は示す。コア中にＥＶＡが比較的少ない割合で存在すると しても、相溶したコア中のEVAの存在は、一軸熱延伸オレフィン-EVAブレンドフ ィルムの耐摩耗性、ならびになじみやすさおよびダイカット性に寄与する重要な 役割を果たすことは明らかである。 表３の試験フィルムのような薄層フィルムとしては、コアブレンドのEVA含有 量が、約５％と15％との間であることが好ましい。約10％のEVAの含有量が、現 在好ましく、そして上記 のように試験に用いられた。 本発明の相溶した、一軸配向フィルムにより達成される物理的特性の方向選択 的な改変は、表１および３の相溶した試験フィルムにおけるフィルムの物理的性 質の新規な組み合わせに反映される。両方の試験フィルムにおいて、MD引張り弾 性率≧193,000psi、CD引張り弾性率≦103,000psi、MD伸長度≦67％、およびCD伸 長度≧491％である。 本発明の開示は実施例によるものであり、そして種々の変化が、本発明の開示 に包含される教示の公正な範囲から逸脱することなく、詳細を添加、改変または 削除することによりなされ得ることが明らかであり得る。従って、本発明は、以 下の請求の範囲が必要とする限定を除いて、本発明の開示の特定の詳細に限定さ れない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｂ３２Ｂ 27/32 Ｚ 9349−4Ｆ Ｇ０９Ｆ 3/00 Ｅ 7254−5Ｈ // Ｂ２９Ｌ 9:00 (72)発明者 キムズ，ドナルド エフ. アメリカ合衆国 オハイオ 44137，メイ プル ハイツ，カムデン ロード 5158

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．延伸比が２と９との間で一軸配向された押出しキャスト複層フィルムから ダイカットされたポリマーラベルであって、そして 少なくとも１つの皮膜層および比較的厚いコア層、および該ラベルを基材に接 着するための、該フィルムと接合する接着剤層を有し、 ここで、少なくとも該皮膜層がオレフィン-SPAブレンドおよび相溶剤を含有し 、該皮膜層が約30％と60％との間のSPAを含有し、そして該コアが約５％と50％ との間のSPAを含有する、ラベル。 ２．前記コア層もまた相溶剤を含有する、請求項１に記載のラベル。 ３．前記オレフィンSPAブレンドの軟質極性添加剤がEVAである、請求項１に記 載のラベル。 ４．前記ブレンドのオレフィンが、プロピレンホモポリマーまたはポリプロピ レン-ポリエチレンコポリマー、あるいはエチレン含量が10％未満のポリマーブ レンドを含む群より選択される、請求項３に記載のラベル。 ５．前記ブレンドの前記オレフィンのエチレン含量が５％未満の、請求項４に 記載のラベル。 ６．前記コア層が約５％と15％との間のEVAを含有し、前記皮膜層およびコア 層の全厚みが約３ミル未満である、請求項３に記載のラベル。 ７．前記コア層が約５％と15％との間のEVAを含有し、前記皮膜層およびコア 層の全厚みが約３ミル未満である、請求項４に記載のラベル。 ８．前記コア層が約５％と15％との間のEVAを含有し、前記皮膜層およびコア 層の全厚みが約３ミル未満である、請求項５に記載のラベル。 ９．前記ラベルフィルムが、延伸比が４と６との間で一軸配向される、請求項 ４に記載のラベル。 １０．前記ラベルフィルムが、延伸比が４と６との間で一軸配向される、請求 項８に記載のラベル。 １１．前記オレフィン-SPAブレンドの軟質極性添加剤がEVAである、請求項２ に記載のラベル。 １２．前記ブレンドのオレフィンが、プロピレンホモポリマーまたはポリプロ ピレン-ポリエチレンコポリマー、あるいはエチレン含量が10％未満のポリマー ブレンドを含む群より選択される、請求項１１に記載のラベル。 １３．前記ブレンドの前記オレフィンのエチレン含量が５％未満の、請求項１ ２に記載のラベル。 １４．前記コア層が約５％と15％との間のEVAを含有し、前記皮膜層およびコ ア層の全厚みが約３ミル未満である、請求項１１に記載のラベル。 １５．前記コア層が約５％と15％との間のEVAを含有し、前記皮膜層およびコ ア層の全厚みが約３ミル未満である、請求項１２に記載のラベル。 １６．前記コア層が約５％と15％との間のEVAを含有し、前記皮膜層およびコ ア層の全厚みが約３ミル未満である、請求項１３に記載のラベル。 １７．前記ラベルフィルムが、延伸比が４と６との間で一軸配向される、請求 項１２に記載のラベル。 １８．前記ラベルフィルムが、延伸比が４と６との間で一 軸配向される、請求項１６に記載のラベル。 １９．各層がオレフィン-SPAブレンドから形成される配向フィルムダイカット ラベルを製造する方法であって、 二酸化チタン乳白剤のような充填剤あり、またはなしで、該ブレンドを加熱し 、そして溶融する工程； 該溶融ブレンドを層状のフィルムに押出しキャストする工程；および 該フィルムを熱延伸およびアニーリングして、一軸配向ラベルフィルムを形成 し、そして機械方向の剛性が最も大きくなるように一軸配向フィルムの機械方向 の剛性と交差方向の剛性との間に差異を与える工程であって、 ここで、改良点が、実質的にCDの伸長度に影響しないように、またはフィルム のなじみやすさを減少させないように、方向選択性の強化工程で該フィルムを強 化することを包含し、該強化工程が、該押出しキャスト工程、熱延伸工程、およ びアニーリング工程を該ブレンド中の相溶剤と共に行うことを包含し、それによ り得られるフィルムが（１）なじみやすいままであり、そして（２）同じオレフ ィン-SPAブレンドを同じ相対比率で含むが該相溶剤を含まない同様の供給原料か ら同様の条件下で形成される同じ厚みのリファレンスフィルムよりも高度の耐摩 耗性を有する、工程；および 個々のラベルにフィルムをカットする工程を包含する、方法。 ２０．前記押出し工程でコア層および形成したラベルの表面に対応する少なく とも１つの皮膜層が押出しされ、ここで約35％と60％との間の極性添加剤を含有 する、該皮膜層を押出すための押出し供給原料を選択する工程を包含する、請求 項１９に記載の方法。 ２１．前記押出し工程が、前記熱延伸工程が押出したラベルフィルムの全厚み を３ミル未満に減少させるような厚みでフィルム層を押し出す工程を包含し、そ して約５％と20％との間の極性添加剤を含む、該コア層を押し出すための押出し 供給原料を選択する工程を包含する、請求項２０に記載の方法。 ２２．装飾したダイカットプリントラベルを製造する方法であって、 極性添加剤およびフィルム形成性のオレフィンベース材料のブレンドを含有す る少なくとも１種の供給原料を提供する工程； 該少なくとも１種の供給原料を加熱し、押し出す工程； 押出し物を熱延伸し、アニーリングして、表面に該オレフィンベース材料を有 する配向ラベルフィルムを形成する工程； 装飾のために該フィルム表面にインク層を印刷する工程； および 該インク層を有する該フィルムを個々のラベルにカットす る工程を包含し、 ここで、改良点が、加熱ための該少なくとも１種の供給原料中にカップリング 剤を含有し、共に押出すことにより、該極性添加剤と該オレフィンベース材料と を化学的にカップリングすること、および該カップリング剤を中に有したまま該 フィルムを熱延伸することを包含し、それにより該カット工程後のインクのエッ ジフレーキングが減少する、方法。 ２３．延伸比が２と９との間で一軸配向された押出しキャスト複層フィルムか らダイカットされたポリマーラベルであって、そして少なくとも１つの皮膜層お よび比較的厚いコア層を含み、該ポリマーラベルが３ミル未満の厚みであり、該 フィルムの機械方向の引張り弾性率が190,000psi．よりも大きく、そして交差方 向の弾性率が約100,000psiと等しいか、またはそれ未満である、ラベル。 ２４．前記フィルムの交差方向の伸長度が約490％を上回る、請求項２３に記 載のラベル。 ２５．前記フィルムの機械方向の引張り弾性率が約190,000psiを上回る、請求 項１に記載のラベル。 ２６．前記フィルムの交差方向の伸長度が約100,000psi未満である、請求項１ ５に記載のラベル。