KR101794853B1 - 몰드내 라벨링 공정 - Google Patents

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KR101794853B1
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스티븐 랑스테프
크리스토퍼 콘켈
로버트 지글
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인노비아 필름즈 리미티드
알파-베르케 알빈 레흐너 게엠베하 운트 코 카게
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Abstract

라벨링된 물품을 제조하기 위한 몰드내 라벨링 공정이 개시되는 바, 본 공정은, 라벨스톡 웨브(2)를 몰드 안으로 이송시키는 단계; 형성된 물품이 라벨스톡 웨브의 라벨과 접촉하여 그에 효과적으로 부착되도록 몰드 안에서 물품을 형성하는 단계; 부착된 라벨을 라벨스톡 웨브로부터 분리하는 단계; 및 형성되어 라벨링된 물품을 몰드로부터 제거하는 단계를 포함한다. 몰드부들 중의 적어도 하나는 몰드 공동부와 교차하는 슬릿 또는 터널(63)을 포함한다.

Description

몰드내 라벨링 공정{IN-MOULD LABELLING PROCESS}
본 발명은 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정 및 몰드에 관한 것이다.
몰드내 라벨링(IML) 기술이 오랫 동안 알려져 있다. 이 기술은 결국에는 성형품의 일체적인 부분을 형성하게 되는 종이 또는 플라스틱 라벨의 사용을 포함한다. 그러므로, 몰드내 라벨은 성형 공정 중에 가해지는 열을 견딜 수 있어야 한다. 결과적인 제품은 용기 등과 같은 미리 장식된 것이고, 이는 나중에 채워질 수 있다. 용기 표면 위에 있게 되는 가해진 접착제 또는 감압성(pressure-sensitive) 라벨과는 대조적으로, 몰드내 라벨은 용기의 일 부분으로 존재하게 된다. 몰드내 라벨은 물품에 밀착 결합되며 그래서 찢어짐, 스크랫칭, 벗겨짐 및 다른 형태의 라벨 손상에 대한 저항성이 높다라는 점에서, 제조 후에 물품에 가해지는 전통적인 라벨에 대해 큰 이점을 갖는다. 또한, 몰드내 라벨링은 용기의 제조 후의 별도의 라벨링 공정에 대한 필요성을 효과적으로 없애주어, 인력과 장비의 비용을 줄일 수 있다.
몰드내 라벨은 용기의 일 부분을 덮거나 용기의 전체 외부 표면을 덮는데 사용될 수 있다. 후자의 경우, 몰드내 라벨은 추가적인 층으로서 역할하고, 그래서 용기의 구조적 온전성을 향상시켜 주거나 용기의 장벽 성능을 더 좋게 해준다. 전자의 경우에도, 라벨링된 용기는 가해지는 라벨에 의한 구조적 기여의 결과로 그 라벨의 영역에서 강화될 수 있다.
몰드내 라벨은 일반적으로 폴리머 또는 바이오폴리머 캐리어 필름으로 이루어지는 캐리어 베이스를 포함하며, 이 베이스 상에는 장식용 패턴 또는 쓰여진 메시지가 인쇄된다. 폴리머 물품에의 그러한 라벨의 부착은, 폴리머 물품과 접촉하게 되는 몰드내 라벨의 배면측(즉, 인쇄되지 않은 표면) 상에 열 시일링가능한 층(예컨대, 필름 또는 코팅)을 가하면 향상될 수 있다. 몰드내 라벨은 라벨 절단 장치를 사용하여 더 큰 라벨 시트로부터 원하는 형상과 크기로 절단될 수 있다.
종래의 몰드내 라벨링 공정에서, 절단된 라벨은 사출 성형 또는 블로우 성형 등을 위한 몰드의 벽에 접해 위치되고, 정전기력, 진공 흡입 또는 취급부와 같은 수단에 의해 제 위치에 유지되고, 폴리머 용융물을 주입하거나 또는 폴리머 패리슨(parison)을 몰드내 라벨이 유지되는 몰드 벽에 대해 블로잉하면 폴리머 물품이 성형된다.
종래의 몰드내 라벨링 공정과 관련된 문제는, 작업비가 높고 생산량이 적으며 또한 라벨을 몰드 내부에 위치시키는 것과 같은 단계를 위해 복잡한 기계 장비가 필요하다라는 것이다.
JP 2010-143136 에는, 사출 성형을 사용하여 몰드내 라벨링된 물품을 얻기 위한 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 라벨 테이프로부터 라벨을 천공해 내는 라벨 커터를 포함하고 그 라벨은 전진되어 몰드의 공동부의 표면에 유지되고, 그 공동부는 수지로 채워지고 몰드내 라벨링된 물품이 형성된다.
JP 63-252718 에는, 중공 성형품을 패턴으로 장식하기 위한 방법이 개시되어 있는데, 여기서 인쇄 층을 갖는 전달 포일이 몰드 안으로 삽입되고, 상기 인쇄 층은 중공 성형품의 성형 공정 중에 그 중공 성형품 상으로 전달된다.
JP 4-175141 호에는 블로우 성형된 제품을 만들기 위한 공정이 개시되어 있는데, 이 공정은, 패리슨과 양립되지 않는 표면 패턴을 갖는 시트를 사출 성형 몰드 안에 위치시키는 단계; 합성 수지의 연화된 패리슨을 다이 헤드로부터 압출시키는 단계; 패리슨을 폴드 안에 유지시키고 가스를 그 패리슨 안으로 불어 넣어 팽창시켜, 블로우 성형된 제품에서 재현되는 시트의 표면 특징을 갖는 블로우 성형된 제품을 형성하는 단계; 및 시트와 블로우 성형된 제품을 서로 분리시키는 단계를 포함한다.
GB 1,031,518 에는, 몰드 안으로 압출되는 고온 관형 블랭크로부터 물품을 블로우 성형하는 방법이 개시되어 있는데, 인쇄 시트가 몰드 벽과 블랭크 사이에 삽입되고 형성된 중공 물품의 벽과 결합하게 된다. 유사한 공정이 US 3,227,787 에 개시되어 있다.
EP 0 324 857 에는, 예비 성형체를 성형하기 위한 사출 성형부; 예비 성형체를 직접 받거나 또는 이 예비 성형체의 온도가 조절된 후에 그 예비 성형체를 받도록 되어 있고, 예비 성형체를 중공 용기로 성형하기 위한 블로우 몰드가 제공되어 있는 드로우-블로우 성형부 및 성형 제품 수용부를 갖는 회전 성형 기계; 및 라벨 삽입부로 이루어진 성형 기계가 개시되어 있다. 상기 라벨 삽입부는, 블로우 몰드의 일측에 위치되는 라벨 공급 수단, 이 라벨 공급 수단을 블로우 몰드 쪽으로 또한 그로부터 멀어지게 움직이게 하는 구동 수단, 및 라벨 공급 수단의 전방측에 배치되는 라벨 매거진으로 구성된다.
EP 0 822 048 에는, 클램퍼가 장식 시트를 클램핑할 때 그 장식 시트가 끊어지지 않도록, 클램퍼에서 미끄러져 벗어나지 않도록, 주름지거나 위치가 변하지 않도록 장식 시트의 장력을 조정하는 포일 장식 사출 성형 방법이 개시되어 있다.
DE 1805328 에는, 압축 성형 물품에 장식을 형성하는 방법이 개시되어 있는데, 이 방법은 몰드에 장식물을 도입하는 단계 및 그를 장식 패턴과 접촉시켜 물체를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 장식물은 왕복 피스톤에 의해 몰드 안으로 도입된다.
US 4,501,548 에는 블로우 성형 기계를 위한 라벨 전달 장치가 개시되어 있는데, 그 기계는 복수의 라벨 보유 세그먼트를 갖는 슬라이딩 모드 인서트를 포함하며, 그 라벨 보유 세그먼트는 몰드 공동부와 연통하는 접근 구멍 안으로 이동된다. 라벨 전달 아암 어셈블리는 공급 매거진으로부터 라벨을 제거하여 그 라벨을 노줄된 한 라벨 보유 세그먼트 상에 두고 다른 라벨 보유 세그먼트는 성형 및 라벨 부착 공정을 받는 몰드 내부에 있다.
US 4,824,630 에는, 복수 세트의 몰드가 수평 축선을 중심으로 회전가능한 휠 상에 장착되어 있고 몰드들이 패리슨을 에워싸기 위해 서로 가까워지게 그리고 멀어지게 움직이며 그리고 패리슨이 몰드부 사이의 공동부의 경계에 블로잉되는 유형의 플라스틱 블로우 성형 기계의 몰드 안에 라벨을 가하는 방법이 개시되어 있는데, 이 방법은 웨브로부터 직접 진공 컵 상으로 라벨들을 연속적으로 다이 펀칭하고 그 라벨들을 몰드부 사이에 연속적으로 전달하는 것을 포함한다.
다른 몰드내 라벨링 기술이 CN 201334143, JP 3-26524, JP 2-41224, US 2003/0099793, US 2004/0056389 및 WO 93/04842 에 개시되어 있다.
몰드내 라벨링된 물품은 다양한 산업 분야에서 사용되며, 증가하는 사회적 수요로 인해, 당해 물품, 특히 비-생분해성 재료로 만들어진 물품의 재활용이 더욱 일반적으로 되고 있다. 그러한 물품이 소비자에 의해 반납될 때, 이전 내용물의 흔적을 없애기 위해 물품을 정화할 수 있으며 또한 일반적으로 몰드내 라벨 또는 물품 또는 둘다가 재활용될 수 있도록 몰드내 라벨이 물품에서 제거된다.
물품에서 몰드내 라벨을 제거하기 위한 종래 기술의 방법과 관련된 문제로서, 작업 비용이 높아 재활용 공정이 비경제적으로 되고, 또한 복잡한 기계 장비가 필요하게 된다.
WO 2006/054725 에는, 열가소성 수지 함유 기재 층 및 열 시일 수지와 수용성 바인더를 함유하는 열 시일 층을 갖는 몰드내 라벨이 성형 물품에 부착되는 몰드내 라벨링된 물품이 개시되어 있는데, 몰드내 라벨은, 라벨링된 몰드내 성형 물품이 40℃의 물에 4일간 담궈져 있어도, 성형 물품에서 벗겨지지 않는다.
US 7,807,243 에는, 라벨 제거에 대해 우수한 적합성을 갖는 몰드내 성형용 라벨이 개시되어 있다. 몰드내 라벨링된 용기는 열경화성 챔버 안에 90℃의 열을 가하여 라벨 제거된다.
EP 1 553 126 에는, 적어도 5 ml/(m2.ms1 /2)의 액체 흡수 계수를 갖는 연신 수지 필름이 개시되어 있다. 이 문헌에는 또한 제거가능한 라벨이 개시되어 있는데, 이 라벨은 2 MPa의 압력의 물 분무를 받으면 물체에서 제거된다.
US 6,165,576 에는, 분리 계면이 제공되어 있는 몰드내 플라스틱 라벨이 개시되어 있는데, 라벨의 인쇄 표면 및 이 표면과 관련된 오염 인쇄 잉크는 인쇄 잉크의 오염 없이 병 스톡의 재활용이 가능하도록 제거될 수 있다.
US 5,110,055 에는, 성형 플라스틱 제품의 제조에 재사용하기 위해 분쇄된 열가소성 재료를 정화하는 장치 및 이 장치의 사용 방법이 개시되어 있다. 부착성 라벨 재료 및 접착제를 포함하는 플라스틱 뱃치는 소정의 온도로 마찰 가열될 때까지 회전자에 의해 교반된다. 느슨해진 라벨과 접착제를 내보내기 위해 공기 유동을 사용한다. 접착제를 분해시키고 남아 있는 라벨 재료를 더 연화시키기 위해 스프레이로서 소량의 물을 사용하고, 느슨해진 조각들은 공기 흐름을 타고 계속 제거된다. 그 후, 남아 있는 부착성 입자들은 역방향 공기 흐름을 통해 다단 캐스케이드를 제공하는 흡인기에서 제거되고, 입자를 동반하는 공기는 사이클론 분리기에서 정화된다.
다른 몰드내 라벨 제거 기술이 WO 2005/120963 및 JP 7-92913 에 개시되어 있다.
종래 기술의 단점들을 갖지 않는 몰드내 라벨링 공정이 요구된다. 이 외에도, 재활용을 위해 물품에서 몰드내 라벨을 제거하는데 적합한 개선된 공정이 필요하다. 이하의 설명으로부터, 본 발명이 지금까지 종래 기술에서는 생각하지 못한 또는 종래 기술로는 가능하지 않는 많은 추가적인 이점들을 제공하면서, 종래 기술의 공정과 관련된 단점들을 어떻게 해결하는지 명확히 알 수 있을 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 라벨링된 물품을 제조하기 위한 몰드내 라벨링 공정이 제공되는 바, 이 방법은,
라벨스톡 웨브를 몰드 안으로 이송시키는 공정;
형성된 물품이 라벨스톡 웨브의 라벨과 접촉하여 그에 효과적으로 부착되도록 상기 몰드 안에서 물품을 형성하는 단계;
부착된 라벨을 라벨스톡 웨브로부터 분리하는 단계; 및
형성되어 라벨링된 물품을 상기 몰드로부터 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명에서, "라벨스톡 웨브"는, 라벨이 제거될 수 있는 라벨 캐리어, 바람직하게는 웨브, 예컨대 페이스스톡(facestock) 웨브를 의미한다 웨브는 바람직하게는 제거가능한 뒷대기 또는 라이너 층을 갖지 않는다. 이로써, 공정과 관련된 폐기물의 양이 줄어든다는 이점이 얻어진다.
유리하게는, 라벨은 라벨스톡 웨브에 여전히 부착된 상태에서 물품에 효과적으로 부착될 수 있다. 이렇게 해서, 본 발명의 공정에서는, 통상적인 몰드내 라벨링 공정에서 한 단계(제거된 라벨을 몰드 안에 위치시키기 전에 라벨스톡 웨브로부터 라벨을 완전히 제거하는 사전에 필요한 단계) 전체가 효과적으로 없게 된다. 본 발명의 공정의 다른 가능한 이점은, 진공 흡인과 같은 추가적인 위치 결정 수단이 필요 없이 라벨이 물품에 부착되기 전에 그 라벨을 요망되는 위치에 유지시킬 수 있다는 것이다. 그러나, 어떤 경우에는, 최종적으로 라벨이 블로잉된 폴리머 물품에 대해 정확한 위치에서 고정되도록(즉, 라벨링된 물품 상의 최종 라벨이 정확하게 위치되도록) 라벨스톡 웨브가 몰드 안에 정확하게 위치되는 것을 보장하기위해, 진공 흡인 또는 정전기적 부착과 같은 어떤 형태의 그러한 추가적인 통상의 위치 결정 수단을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
바람직하게는, 부착된 라벨을 라벨스톡 웨브로부터 분리하는 단계는, 형성되어 라벨링된 물품을 몰드에서 제거하여 행해진다. 예컨대, 물품을 몰드에서 제거하는 힘에 의해, 라벨과 라벨스톡 웨브 사이의 결합이 끊어져 라벨이 웨브에서 제거될 수 있다. 이와 관련한 가능한 이점은, 라벨을 라벨스톡 웨브에서 제거하기 위한 추가적인 장비, 절단 등이 필요하지 않다는 것이다.
라벨은 물품의 전체 외부 표면을 덮을 수 있다. 대안적으로, 물품의 외부 표면의 일 부분만 덮힐 수도 있다. 라벨이 덮는 정도는 물품의 의도된 용도에 달려 있을 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정이 제공되는데, 이 공정은,
라벨스톡 웨브에 여전히 부착되어 있는 상태의 필름형 라벨을 사출 성형, 열성형 또는 블로우 성형을 위한 몰드 안으로 배치하는 단계;
상기 라벨스톡 웨브를 제 위치에 유지시키는 단계;
상기 라벨과 결합하도록 폴리머 용융물을 상기 몰드 안으로 주입하거나 폴리머 예비 성형체를 그 몰드 안에서 열성형 또는 블로잉하는 단계; 및
상기 몰드에서 물품을 제거하는 단계를 포함하고,
주입된 용융물 또는 열성형된 또는 블로잉된 폴리머 예비 성형체가 상기 라벨과 결합되는 중에 또는 그 후에 라벨이 라벨스톡 웨브로부터 분리된다.
라벨 표면은 인쇄가능할 수 있다. 따라서, 적절한 문자 또는 그래픽이 물품 상에 나타내질 수 있다.
라벨 표면은 내열성 잉크로 인쇄될 수 있다. 그러므로 그 잉크는 성형 공정중에 높아진 온도에 견딜 수 있다.
라벨 표면은 당 업계에 알려져 있는 방법에 의해 몰드내 라벨링 공정에서 사용되기 전에 인쇄될 수 있다.
라벨은 필름을 포함할 수 있다.
공압출, 라미네이션, 압출 코팅 또는 다른 코팅 또는 이들의 조합에 의해 필름은 모노웨브 또는 라미네이트 구조를 가질 수 있다.
필름은 폴리올레핀 필름, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이들의 혼합물 및/또는 다른 공지된 폴리올레핀을 선택적으로 포함하는 폴리머 필름일 수 있다. 이 폴리머 필름은 캐스트 시트, 캐스트 필름 및 블로잉된 필름을 포함하여(이에 한정되지 않음) 당 업계에 알려져 있는 어떤 공정으로도 만들어질 수 있다. 셀룰로스계 또는 다른 탄수화물계 또는 락트산계 필름(예컨대, PLA)과 같은 바이오폴리머 필름이 또한 고려되고, 폴리에스테르, 폴리아세테이트 및 폴리아미드와 같은 다른 필름 형성 재료도 가능하다.
필름은 단층 또는 다층 구조일 수 있다. 본 발명은 특히 폴리프로필렌 코어 및 코어 층의 두께 보다 실질적으로 작은 두께를 갖는 표피층을 갖는 공동화된(cavitated) 또는 비-공동화된 폴리프로필렌 필름을 포함하는 필름에 적용가능하며 그리고 예컨대 에틸렌과 프로필렌의 코폴리머 또는 프로필렌, 에틸렌 및 부틸렌의 테르폴리머로 형성될 수 있다.
필름은 이축 배향 폴리프로필렌(BOPP) 필름을 포함할 수 있는데, 이 필름은 실질적으로 동일한 기계 방향 및 횡방향 연신비를 사용하여 밸런스드 필름으로서 준비될 수 있거나 언밸런스될 수 있으며, 이 경우 필름은 일 방향(MD 또는 TD)으로 상당히 더 많이 배향된다. 순차적인 연신이 사용될 수 있는데, 이 경우에는 가열된 롤러가 필름을 기계 방향으로 연신시키고 그 후에 스텐터 오븐(stenter oven)을 사용하여 횡방향 연신을 하게 된다. 대안적으로, 예컨대 소위 버블 공정을 사용하는 동시 연신 또는 동시 드로(draw) 스텐터 연신을 사용할 수 있다.
대안적으로(또는 또한), 필름은 예컨대 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름 또는 아세테이트 필름을 포함할 수 있다.
필름은 안티 블럭 첨가제, 불투명화제, 필러, UV 흡수제, 가교제, 착색제, 왁스 등과 같은 추가적인 양립가능한 어떤 수의 기능 또는 미적 재료로 포함할 수 있다.
필름 또는 이 필름의 표피층의 잉크 수용성을 개선하기 위해 예컨대 코로나 방전 처리로 필름을 더 처리할 수 있다.
본 발명의 라벨에는 프라이머 층, 인쇄 층, 오버라커, 배리어 층 등과 같은 다른 층들이 제공될 수 있다.
본 발명의 몰드내 라벨링 공정에 사용되는 라벨 필름의 배리어 특성은 투명한 무기 코팅을 필름 안에 또는 필름 상에 포함시켜 더 개선될 수 있다. 적절한 무기 재료는, 산화실리콘(SiOx), 산화알루미늄(AlOx), 탄소화 함께 제공되는 질화실리콘(Si3N4), 질화실리콘의 수소 처리 버젼 및 이들 중 둘 이상의 혼합물과 같은 금속 및 반금속(metalloid) 산화물 및 질화물을 포함한다. 그러한 코팅을 필름 상에 증착하기 위한 적절한 기술은 기상 증착, 물리적 기상 증착(PVD), 플라즈마 강화 화학적 기상 증착(PECVD), 유전 배리어 방전 또는 마그네트론 또는 무선 주파수 발생 플라즈마 전자비임 증발원, 유도 가열 증발원, 마그네트론 스퍼터 증착원 및 원자층 증착(ALD)을 포함한다.
본 발명에 따라 사용되는 필름은 사용 요건에 따라 다양한 두께를 가질 수 있다. 예컨대, 필름의 두께는 약 10 ㎛ 내지 약 240 ㎛ 이고 바람직하게는 약 15 ㎛ 내지 약 90 ㎛ 이다.
라벨은 PvdC 코팅을 갖는 필름을 포함할 수 있다. 이 경우 바람직하게는, 필름 상의 PvdC 코팅이 몰드로부터 회수될 때 라벨의 외부 표면 상에 있거나 그 외부 표면 쪽으로 향하도록 라벨이 몰드 안에서 배향된다. 보다 바람직하게는, 필름은 적어도 약 15 ㎛, 바람직하게는 적어도 약 20 ㎛, 더 바람직하게는 적어도 약 30 ㎛, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 약 40 ㎛의 두께를 갖는다. 일반적으로, 기재가 두꺼울 수록, 몰드에 들어오는 용융 재료의 열로부터 PvdC 코팅을 절연시킬 수 있는 그 기재의 능력이 더 좋아지게 되지만, 그러한 고려는 비용, 기능성 및 심미성을 고려하여 조절되어야 한다.
라벨은, 몰드내 라벨링 공정 중에 물품과 접촉하는 라벨의 표면을 적어도 부분적으로 덮거나 완전히 덮는 접착제 층을 포함할 수 있다. 이 접착제 층은 적어도 약 1 gm-2, 바람직하게는 적어도 약 2 gm-2, 또는 더 바람직하게는 적어도 약 3 gm-2의 양으로 존재할 수 있다.
접착제 층은 활성화가능하다.
활성화가능한 접착제 층은 예컨대 습기, 압력, 화학 물질 또는 열과 같은 활성화 수단에 의해 활성화될 수 있다. 바람직하게는, 활성화가능한 접착제 층은 열활성화되며, 예컨대 접착제 층은 열을 받으면 끈적하게 된다.
상기 열 활성화가능한 접착제 층은, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리부틸렌과 같은 폴리올레핀; 폴리스티렌; 폴리아미드; 폴리비닐 아세테이트; 폴리카보네이트; 폴리아크릴레이트; 폴리에스테르; 폴리우레탄; 플루오로폴리머, 폴리락트산(PLA)과 같은 전분; 또는 이들의 코폴리머, 테르폴리머 또는 조합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 열 활성화가능한 접착제 층은 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 코폴리머를 포함한다 열 활성화가능한 접착제 층은, 적어도 약 1 gm-2, 바람직하게는 적어도 약 2 gm-2, 또는 더 바람직하게는 적어도 약 3 gm-2의 양으로 EVA 코폴리머를 포함할 수 있다.
라벨의 열 활성화가능한 접착제 층은, 라벨이 몰드 안으로 이송되기 전에, 바람직하게는, 라벨이 몰드 안에 있을 때, 더 바람직하게는, 성형 공정 중에, 그리고 가장 바람직하게는 물품이 성형 공정 중에 라벨과 접촉하고 있을 때 활성화될 수 있다.
물품의 온도는, 그 물품이 성형 공정 중에 라벨과 접촉하면, 라벨의 나머지 부분을 실질적으로 분해시키거나 손상시킴이 없이 열 활성화가능한 접착제 층을 활성화시키도록 될 수 있다. 접착제 층을 활성화시키는데 필요한 온도는 폴리에스테르 병의 경우 약 40℃ 내지 약 100℃ 의 범위일 수 있고, 바람직하게는 약 55℃ 내지 약 65℃ 의 범위일 수 있다. 라벨과 물품의 물리적 결합은 바람직하게는, 예컨대 트럭 운반 중에 라벨이 최대 약 55℃의 온도에서도 몰드내 라벨링된 물품으로부터 벗겨지거나 분리되지 않도록 이루어진다.
물품의 열 또는 압력 또는 바람직하게는 열과 압력 모두로 인해 라벨은 몰드내 라벨링 공정 중에 물품에 효과적으로 부착될 수 있다.
본 발명의 성형 공정은, 공지되어 있는 어떤 성형 공정이라도 될 수 있는데, 예커대 열성형, 진공 성형, 사출 성형, 압축 성형 또는 블로우 성형일 수 있다. 바람직하게는, 성형 공정은 블로우 성형 공정이다. 더 바람직하게는, 성형 공정은 연신 블로우 성형이다. 가장 바람직하게는, 성형 공정은 예비 성형체를 연신 블로우 성형하는 것을 포함한다. 이는 2-단계 공정으로 행해질 수 있는데, 이 경우 예비 성형체의 주입 및 물품의 연신 블로우 성형은 2개의 개별적인 기계에서 행해지게 된다.
물품은 플라스틱, 고무 또는 유리와 같은 어떤 성형가능한 재료로도 형성될 수 있다. 바람직하게는, 물품은 폴리머 재료, 예컨대 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)과 같은 폴리올레핀; 염화폴리비닐(PVC)과 같은 폴리비닐 할로겐화물; 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 퓨라노에이트(PEF), TritanRTM 또는 폴리락트산(PLA)와 같은 폴리에스테르; 폴리스티렌; 폴리아미드; 폴리비닐 아세테이트; 폴리카보네이트, 또는 이들의 혼합물로 형성된다. 더 바람직하게는, 물품은 PET로 형성되는데, 이는 호모폴리머 및/또는 그의 코폴리머를 포함한다. PET는 다른 성형가능한 재료 처럼 원유 또는 식물에서 얻어질 수 있고 선택적으로는 착색제를 포함한다.
라벨스톡 웨브에는 그로부터 라벨을 분리하는 것을 용이하게 하기 위한 적어도 하나의 약한 영역이 제공될 수 있다. 이의 일 이점으로서, 절단 공구와 같은 절단 수단 또는 또는 몰드 자체의 도움 없이도 부착된 라벨을 라벨스톡 웨브로부터 분리시킬 수 있다. 상기 약한 영역은 하나 이상의 천공부, 얇은 영역, 새김눈이 있는 부분 또는 미세 태그를 포함할 수 있다.
라벨 제거 후에, 라벨스톡 웨브의 나머지(즉, 웨브 중에서 라벨이 제거된 부분 - "골격 웨브"라고도 함)는, 스풀 감기, 중력, 진공 흡입, 정전기력 또는 다른 회수 수단에 의해 회수될 수 있다. 바람직하게는, 라벨스톡 웨브의 나머지는 일단 몰드내 라벨링된 물품이 형성되면 몰드로부터 회수된다. 보다 바람직하게는, 라벨스톡 웨브의 나머지는 일단 몰드내 라벨링된 물품이 몰드로부터 제거되면 몰드로부터 회수된다. 라벨스톡 웨브의 나머지는, 상기 몰드내 라벨링 공정 중에 라벨이 분리되는 부위에 대응하는 적어도 하나의 구멍을 포함하는 연속적인 잔류 웨브의 형태로 제공될 수 있다.
제 2 라벨이 몰드 안으로 이송될 수 있고 제 2 물품이 몰드내 라벨링 공정에 따라 라벨링된다. 바람직하게는, 제 2 라벨은 라벨스톡 웨브를 앞으로 감아서 몰드 안으로 이송된다.
일단 이전의 라벨이 라벨스톡 웨브로부터 분리되면 제 2 라벨은 라벨스톡 웨브를 감아서 몰드 안으로 이송될 수 있다. 바람직하게는, 제 2 라벨은 일단 이전의 라벨이 라벨스톡 웨브로부터 분리되고 또한 형성되어 라벨링된 물품이 몰드로부터 제거되면 라벨스톡 웨브를 앞으로 감아서 몰드 안으로 이송될 수 있다.
예컨대 스풀을 사용하여, 라벨스톡 웨브는 몰드의 제 1 측에서 풀릴 수 있고 그 몰드의 제 2 측에서 다시 감길 수 있다.
따라서, 몰드내 라벨링 공정은 연속적으로 실행될 수 있다.
둘 이상의 라벨이 물품에 동시에 부착될 수 있도록 다수의 라벨스톡 웨브가 몰드 안으로 이송될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 몰드내 라벨링 공정 중에, 라벨스톡 웨브는 제 1 외부 구멍을 통해 몰드에 들어갈 수 있고 제 2 외부 구멍을 통해 그 몰드에서 나갈 수 있다. 제 1 및/또는 2 외부 구멍은 바람직하게는 몰드 반부에 배치된다. 더 바람직하게는, 상기 구멍들은 몰드, 몰드 반부 또는 몰드부의 양 측에 위치된다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "몰드 반부"는 반드시 양적으로 몰드의 절반을 의미하는 것은 아니다. 오히려, 이 문맥에서 용어 "몰드 반부"는, 몰드에 있어서 다른 몰드 반부와 함께 몰드 및 몰드 공동부를 각각 형성하도록 되어 있는 일 부분을 의미하는 것이다. 몰드는 공동부를 규정할 수 있다.
상기 제 1 및 2 외부 구멍은 몰드의 공동부와 교차하는 터널을 통해 연결될 수 있다. 이 터널은 몰드 몸체를 통과하는 라벨스톡 웨브의 경로를 규정할 수 있다. 공동부는 터널을 두 부분으로 분할할 수 있는데, 터널의 제 1 부분은 제 1 외부 구멍에서 시작하여 공동부 벽에 있는 제 1 내부 구멍에서 끝나며, 터널의 제 2 부분은 공동부 벽에 있는 제 2 내부 구멍에서 시작하여 제 2 외부 구멍에서 끝나게 된다.
몰드 당 및/또는 몰드 반부 당 및/또는 몰드부 당 하나 이상의 터널이 있을 수 있다. 이는 하나 또는 두개의 몰드 반부 및/또는 하나 이상의 몰드부에도 해당될 수 있다. 터널은 서로 상하로 그리고/또는 몰드의 양 측에 배치될 수 있다. 예컨대, 물품의 전방부에 2개의 라벨을 가하고 그 물품의 후방부에는 하나의 라벨을 가하기 위해 한 몰드 반부에 2개의 평행한 터널이 있고 다른 몰드 반부에는 다른 터널이 있을 수 있다. 터널을 통과하는 라벨스톡 웨브의 이동 방향에 대하여, 터널들은 (실질적으로) 서로 평행하거나 그렇지 않을 수 있다. 터널은 예컨대 서로에 대하여 그리고/또는 몰드 공동부의 중심 축선에 대하여 적어도 0°, 5°, 10°또는 30°의 각도 및/또는 최대 90°, 80°또는 60°의 각도로 배치될 수 있다.
단일 라벨스톡 웨브는 동일한 몰드 공동부 내부에 동시에 있을 수 있는 하나 이상의 다른 라벨(다른 크기, 형상, 인쇄 및/또는 색 등을 가짐)를 갖고 있을 수 있으며, 그래서 몰드내 라벨링 공정은 높은 유연성을 갖게 된다.
상기 제 1 및 2 내부 개구 사이의 영역은 창(window)을 규정할 수 있는데, 라벨스톡 웨브에 있어서 라벨이 있는 부분이 물품의 형성 전에, 예컨대 블로우 성형 또는 사출 성형 단계 전에 상기 창에 위치된다. 바람직하게는, 공동부 내부를 향하는(예컨대, 물품을 향하는) 라벨의 측면은 접착체 층으로 코팅되며, 물품이 여전히 고온일 때 상기 층은 그 물품의 수지 재료에 결합하게 된다. 따라서, 접착제 층은 바람직하게는 전술한 바와 같이 열 활성화가능한 접착제 층이다. 바람직하게는, 라벨스톡 웨브의 나머지, 특히 라벨을 둘러싸고/둘러싸거나 그에 인접하는 영역은 물품에 결합하지 않는다. 이러한 이유로, 라벨스톡 웨브의 나머지는 물품에 결합되는 접착제 층으로 코팅되지 않을 수도 있다. 라벨스톡 웨브의 나머지는 코팅되지 않을 수 있거나 또는 물품의 수지에 결합하지 않는 재료로 선택적으로 코팅될 수 있으며, 따라서 물품이 몰드에서 제거된 후에 상기 나머지가 몰드에서 회수될 수 있다. 접착제 층이 라벨스톡 웨브의 나머지에 존재하면, 비-결합 재료가 접착제 층의 위에 가해질 수 있다.
제 1 및 2 내부 개구는 상기 몰드 공동부의 표면 내에 있는 그리고/또는 그 표면을 따라 있는 하나 또는 두개의 홈을 통해 연결된다. 이리하여, 라벨스톡 웨브의 양 가장자리 또는 일 가장자리가 상기 홈 내에서 공동부를 가로질 수 있다. 이렇게 해서, 라벨스톡 웨브의 폭의 일 부분만 물품의 성형 중에(즉, 물품의 성형 또는 팽창 중에) 그 물품에 주어질 수 있다. 따라서, 물품이 팽창할 때, 그 물품은 바람직하게도 라벨스톡 웨브의 전체 폭에 걸쳐 그 웨브와 접촉하지는 않게 된다. 한 가장자리 또는 양 가장자리를 몰드 쪽으로 휘게 한 상태에서 라벨스톡 웨브를 물품에 주어 유사한 효과를 얻을 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 발명에서는, 몰드는 라벨스톡 웨브의 일 가장자리 또는 양 가장자리의 영역에서 라벨스톡 웨브의 일 부분을 덮게 된다. 바람직하게는, 몰드는 라벨스톡 웨브에 있어서 라벨 주위에 있는 그리고/또는 그에 인접하는 영역을 덮게 되며, 따라서 물품의 성형 중에 그 물품은 그 주위의 그리고/또는 인접하는 영역과 접촉하거나 그에 부착되지 않게 된다. 또 다른 정의에 따르면, 라벨스톡 웨브에 있어서 물품과 대향하는 측에서, 몰드는 형태 및/또는 크기에서 바람직하게는 라벨에 대응하는 개구를 제공할 수 있다. 그러나, 그 개구는 동일한 형태를 갖지만 라벨의 크기 보다 실질적으로 더 클 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 제 1 및 2 내부 개구 사이에 있는(즉, 라벨스톡 웨브에 있어서 물품의 반대 측에 있는) 공동부의 일 영역은 오목부를 형성할 수 있는데, 이 오목부는 바람직하게는 형태 및 바람직하게는 또한 크기에서 바람직하게는 라벨에 대응한다. 이렇게 해서, 물품은 팽창 중에 또는 라벨과의 접촉 후에 공동부 벽의 방향으로 더 팽창할 수 있다. 그리고 결과적으로 생긴 돌출부는 라벨의 형태를 가질 수 있고 그 라벨로 덮힐 수 있다.
상기 터널의 단면(라벨스톡 웨브의 이동 방향에 수직인)은 전체적으로 또는 부분적으로 바람직하게는 직선 또는 곡선의 형태를 갖는다. 곡선은 두개 이상의 변곡점을 가질 수 있다. 여기서, 변곡점은 곡선의 곡률이 와측에서 우측으로 또는 그 반대로 변하게 되는 점을 의미한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 터널의 제 1 및/또는 2 내부 개구는 터널의 단면에 대하여 전술한 형태를 가질 수 있다. 단면이 곧은 터널을 사용하는 것이 실시하기가 가장 용이하고 또한 넓은 범위의 용도로 사용가능하다. 특히, 라벨스톡 웨브는 일 평면 내에서 곧게 이동할 수 있고 그래서 물품의 형성 중에(즉, 물품의 성형 중에) 그 물품에 편평한 표면(그리고 편평한 라벨)을 줄 수 있다. 그러나, 다른 용도에서는, 물품의 형성 중에 몰드 내부에 있고 그리고 그 형성 중에 물품에 주어지는 라벨은 휘어지거나, 뒤틀리거나 또는 비틀릴 필요가 있다. 특히, 라벨은 일 또는 두 방향 또는 치수로 휘어지거나 만곡될 수 있다. 방향은 예컨대 라벨스톡 웨브의 이동 방향에 대응할 수 있고 또는 그 이동 방향에 수직일 수 있다.
상기 터널의 단면(라벨스톡 웨브의 이동 방향에 수직인)은 바람직하게는 직선 또는 곡선의 형태를 갖는다고 설명했으며, 그 직선 또는 곡선은 각각의 끝에서 하나씩 두개의 끝점을 갖는다. 상기 끝점들을 통과하는 직선의 방향을 터널의 단면의 방향으로 정의하면, 그 단면은 바람직하게는 공동부 또는 물품의 길이 방향 또는 중심 축선에 평행하게 배향되거나 그 축선에 대하여 적어도 0°, 5°, 10°또는 30°의 각도 및/또는 최대 90°, 70°또는 60°의 각도로 배향될 수 있다. 보다 구체적으로, 여기서, 서로 교차하지 않는 제 1 및 2 직선 사이의 각은, 제 1 및 2 직선 사이의 최단 경로를 따라 또는 그에 평행하게 제 2 직선을 제 1 직선 상으로 정사영시켜 규정되는 제 1 직선과 및 제 2 직선 사이의 각으로 이해된다. 바람직하게는, 여기서 기준점으로서 역할하는 터널의 단면은 터널의 두 내부 개구에 있는 또는 그들 사이의 영역에서의 단면이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 공동부 벽에 있어서 제 1 및 2 내부 개구 사이에 있는(즉, 라벨스톡 웨브에 있어서 물품의 반대 측에 있는) 영역에 배치되는 부분은 교체가능하며 그리고/또는 그 몰드에 대해 움직일 수 있고 그리고/또는 몰드로부터 제거가능하다. 이리하여, 라벨 뒤의 영역에서 공동부 벽의 표면의 변화가 가능하다. 그러한 부분은 라벨스톡 웨브와 대향하는 다른 표면을 가질 수 있다.
물품의 성형 중에 그 물품과 접촉하는 라벨스톡 웨브의 영역을 제어하는 방법이 몇 가지 있다. 일부 방법은 전술하였다. 그러나, 보다 일반적으로는, 터널과 공동부의 교차로 규정되는 단면적은 형태 및 바람직하게는 크기에서 라벨에 대응하는 것이 바람직하다.
라벨스톡 웨브는 이동 방향(라벨스톡 웨브의 길이 방향에 대응함)을 따라 몰드에 제공되어 있는 경로를 통해 공동부 안으로 또한 그 밖으로 이송될 수 있다. 이로써, 다른 크기의 라벨이 물품의 다른 위치에 가해질 수 있다는 이점이 얻어진다. 라벨스톡 웨브를 전달하기 위한 경로는 바람직하게는 몰드 몸체에 제공되어 있는 슬릿 또는 터널로 형성된다.
상기 경로는 이 경로의 양 옆 가장자리들이 몰드 몸체 내에 있도록 몰드와 교차하는 면에 대응할 수 있고, 상기 면은 바람직하게는 평평하거나 또는 한 방향 또는 두 방향으로 휘어져 있다. 이는 본 발명의 몰드내 라벨링 공정이 어떤 종류의 용기 형상과 관련해서도 사용될 수 있음을 의미한다.
라벨의 형태 및/또는 크기는 상기 경로와 몰드의 공동부 사이의 교차로 규정되는 영역에 대응할 수 있다. 따라서, 몰드내 라벨링 공정 중에 라벨만 물품 수지, 팽창 호스 또는 관에 노출될 수 있으며, 따라서 라벨은 라벨스톡 웨브의 나머지로부터 쉽게 분리될 수 있다. 상기 공정의 바람직한 특징은, 라벨스톡 웨브의 라벨이 몰드 벽으로부터 떨어져 위치될 수 있다는 것이다. 이는 물품이 그의 최종 형상에 이르기 전에 라벨이 그 물품에 부착될 수 있음을 의미한다. 따라서, 라벨은 어느 정도로 팽창되고 변형될 수 있다. 팽창 또는 변형된 라벨은 원래의(즉, 팽창 또는 변형전의) 라벨의 표면적 보다 1% 이상, 바람직하게는 3% 이상, 가장 바람직하게는 5% 이상 더 큰 표면적을 가질 수 있다. 요구되는 팽창이 가능하도록 충분히 탄성적인 라벨 재료가 선택될 수 있다. 라벨 상의 인쇄는 공정 중의 라벨의 팽창 및/또는 변형을 고려하여 선택될 수 있다(예컨대, 그의 크기, 방향, 위치 및/또는 인쇄 중량에 있어서). 몰드내 라벨링 공정 중에, 라벨은 대응하는 몰드부 및/또는 몰드 벽에 눌리면서 엠보싱, 디보싱(debossing), 오목한 그리고 볼록한 3차원 구조로 변형될 수 있다.
라벨이 미리 인쇄되는 경우에는, 그 라벨은 적어도 하나의 면을 포함할 수 있고, 라벨 상의 인쇄 반대쪽의 면은 50℃ 이상, 바람직하게는 60℃ 이상 및 가장 바람직하게는 65℃ 이상의 온도에서 용접되는 가역 열라커(reversible thermolacquer)로 덮힐 수 있다.
상기 라벨과 라벨스톡 웨브 사이에는 0.01 mm 내지 1.5 mm, 바람직하게는 0.1 mm 내지 1 mm 그리고 가장 바람직하게는 0.3 mm 내지 0.8 mm의 틈이 제공될 수 있다. 이 틈은 바람직하게는 미세 태그의 형태로 된 복수의 서로 이격된 연결 요소들에 의해 바람직하게 연결된다.
상기 라벨스톡 웨브에는 위치 마크가 구비될 수 있는데, 이 마크는 몰드 윈도우 내에 라벨을 정확히 위치시킬 수 있게 해준다. 위치 마크는 웨브의 옆 가장자리에 있는 광학 마커 또는 새김눈의 형태일 수 있다. 라벨스톡 웨브는 공동부의 길이 방향 축선에 대하여 어떠한 각도로(즉, 평행하거나 수직한) 또는 평행과 수직 사이의 어떠한 각도로도 공동부 안으로 들어갈 수 있다.
라벨스톡 웨브는 차례 대로 배치되어 있는 복수의 공동부를 통과해 이송될 수 있다. 몰드내 라벨링 공정은 선형 블로우 성형 기계와 관련하여 특히 유용한데, 그 기계에서는 복수의 동일한 공동부가 단일의 몰드 내에 제공되며, 이와는 달리, 회전 블로우 성형 기계에서는 많은 블로우 성형 도구가 회전 휠 상에 위치되어 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 몰드가 제공될 수 있으며, 이 몰드는 적어도 제 1 몰드부 및 제 2 몰드부를 포함하고, 이들 제 1 및 2 몰드부는 결합되면 몰드 공동부를 규정하게 되며, 이 몰드 공동부는 몰드 안에서 형성될 물품의 외부 형상에 대응하는 내부 형상을 갖는다. 상기 몰드의 다른 특징으로서, 상기 제 1 및 2 몰드부들 중의 적어도 하나에는 상기 몰드 공동부와 교차하는 슬릿 또는 터널이 제공되어 있다. 이로써, 서로 이격된 라벨들을 포함하는 라벨스톡 웨브가 공동부 또는 이 공동부의 일 부분을 통과해 이송될 수 있다.
상기 슬릿 및/또는 터널은 제 1 내부 개구에 연결되어 있는 제 1 외부 개구 및 제 2 외부 개구에 연결되어 있는 제 2 내부 개구를 가질 수 있다. 상기 제 1 및 2 내부 개구는 상기 몰드 공동부의 표면 내에 있는 그리고/또는 그 표면을 따라 있는 하나 또는 두개의 홈을 통해 연결될 수 있다. 상기 제 1 및 2 내부 개구 사이의 영역은 몰드내 라벨링 공정에서 물품에 가해질 라벨의 크기에 실질적으로 대응할 수 있다.
상기 슬릿 및/또는 터널은 이들 슬릿 및/또는 터널을 통과해 이송되는 라벨스톡 웨브의 폭 및 두께에 실질적으로 대응하는 틈을 규정할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 상기 슬릿 및/또는 터널은 면 또는 휘어진 경로를 규정할 수 있다.
상기 몰드는 물품에 돌출부 또는 벌지를 형성하기 위한 오목부를 더 포함할 수 있다. 라벨이 몰드내 라벨링 공정 상기 돌출부 또는 벌지에 가해질 수 있다. 상기 슬릿 및/또는 터널은 상기 오목부의 바닥면에 실질적으로 평행한 면 내에서 상기 오목부와 교차할 수 있다.
전술한 몰드 라벨은, 한편으로 라벨이 물품에 밀착 결합되어 찢김에 대한 저항성이 높고 또한 다른 한편으로는 라벨링될 물품은 보관되거나 전통적인 라벨이 가해질 구역으로 운송될 필요가 없으므로 물류 면에서도 유리하다는 점에서, 물품의 제조 후에 그 물품에 가해지는 전통적인 라벨에 비해 상당히 유리하다. 전통적인 라벨이 갖는 많은 단점의 예로서, 전통적인 라벨은 쉽게 긁혀지고, 라벨과 물품 사이에 일체적인 결합이 없어 벗겨짐이 일어나고, 또한 라벨은 그 아래의 물품과 양립하지 못하므로 그 부분은 재활용이 불가능하다. 일반적으로, 라벨 상의 표준적인 접착제 또는 스틱은, 접착제 층, 이 접착제 층을 덮는 층, 실리콘 층 및 다른 모든 층들을 전달하는 추가 층을 포함하는 별개의 층들로 형성된다. 이러한 종류의 라벨 구조는 보통 라벨이 재활용되는 것을 못하게 한다. 그러나, 본 발명의 몰드내 라벨 구조 및 라벨스톡 웨브는 재활용이 쉽다. 특히, 라벨 상에 얇은 접착제 및/또는 열라커 층만 있는 경우, 그 라벨을 단일의 폴리머 재료로서 재활용할 수 있다. 또한, 라벨을 가하는 공정에는 추가 비용이 드는데, 왜냐하면 그 라벨은 일단 성형 공정을 위해 처리되어야 하고 다음에 라벨을 추가해야 하기 때문이다.
본 발명의 라벨을 사용하는 몰드내 라벨링은, 라벨은 나쁜 조건에서 더 내구적이므로(전통적인 스틱-온 라벨과 비교하여) 쉽게 긁히지 않으며, 라벨과 성형된 물품 간의 일체적인 결합으로 인해 벗겨짐이 일어나기 않고, 라벨은 UV선을 받아도 색바램(fading)이 일어나지 않으며, 또한 라벨은 물품의 재료와 양립가능하여 전체 제품이 재활용이 가능하고 그래서 환경 친화적이다라는 점에서, 이들 단점들을 극복한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 전술한 몰드내 라벨링 공정으로 라벨링된 물품이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 전술한 몰드내 라벨링된 물품에서 라벨을 제거하기 위한 공정이 제공되는데, 이 공정은,
몰드내 라벨링된 물품을 세척 유체와 접촉시키는 단계;
상기 세척 유체를 의도한 또는 선택된 세척 제거 온도로 가열하는 단계; 및
몰드내 라벨링된 물품에서 라벨을 제거하는 단계를 포함한다.
추가적으로, 상기 공정은, 절단, 플레이킹, 그라인딩, 잘게 썰기, 찢기, 눌러 부스기, 가루화 등의 어떤 공지된 수단으로도 몰드내 라벨링된 물품을 분쇄하는 단계를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 몰드내 라벨링된 물품은 약 3 cm2 미만, 더 바람직하게는 약 2 cm2 미만 또는 가장 바람직하게는 약 1 cm2 미만의 조각으로 분쇄된다. 상기 몰드내 라벨링된 물품은 세척 유체에 들어가기 전에, 그 세척 유체와 접촉하고 있을 때 또는 일단 세척 유체에서 제거되면 분쇄될 수 있다. 몰드내 라벨링된 물품은 전체적으로 또는 부분적으로 분쇄될 수 있다.
일단 라벨이 몰드내 라벨링된 물품에서 제거되면, 라벨과 라벨 제거된 물품이 존재하게 되는데, 라벨 및/또는 라벨 제거된 물품은 온전하거나, 분쇄되거나 또는 부분적으로 분쇄될 수 있다.
라벨 및 라벨 제거된 물품은 정전기력, 진공 흡입, 공기 흐름, 체질(sieving), 컨베이어, 여과 또는 밀도 분리와 같은 분리 수단을 통해 서로 분리될 수 있다. 바람직하게는, 상기 라벨 및 라벨 제거된 물품은 밀도 분리에 의해 분리되는데, 이 경우 라벨 및 라벨 제거된 물품 중의 하나는 다른 것 보다 밀도가 작다. 보다 바람직하게는, 라벨은 라벨 제거된 물품 보다 밀도가 작다. 보다 더 바람직하게는, 라벨은 라벨 제거된 물품과 세척 유체 둘 보다 밀도가 작다. 가장 바람직하게는, 라벨은 라벨 제거된 물품과 세척 유체 둘 보다 밀도가 작아, 라벨은 세척 유체 중에서 부유하게 되고 그래서 부유 분리에 의해 상기 라벨 제거된 물품으로부터 분리된다.
상기 세척 유체는 물, 수용액 또는 용매일 수 있다. 바람직하게는, 세척 유체는 가성 용액(caustic solution)과 같은 수용액이며, 보다 바람직하게는, 그 가성 용액은 예컨대 수산화나트륨, 수산화칼륨 또는 수산화칼슘을 포함한다. 가장 바람직하게는, 가성 용액은 수산화나트륨을 포함한다.
세척 유체는 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%의 수산화나트륨을 포함할 수 있다.
상기 세척 유체는 적어도 약 30℃, 바람직하게는 적어도 약 40℃, 더 바람직하게는 적어도 약 50℃, 더욱더 바람직하게는 적어도 약 60℃, 더더욱 바람직하게는 적어도 약 70℃, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 약 80℃로 가열될 수 있다.
세척 유체의 온도는 물품 및 라벨이 악화되는 온도를 초과해서는 안 된다. 또한, 본 발명의 세척 유체는 바람직하게는 액상으로 유지되기 때문에, 물의 비등점을 크게 초과하는 온도는 덜 바람직하다. 따라서, 세척 유체 온도의 범위의 바람직한 상한은 예커대 약 120℃, 약 110℃, 약 105℃, 약 100℃ 또는 약 95℃ 이다.
라벨은 가열된 세척 유체에 노출되면 팽창할 수 있다. 이러면, 라벨과 몰드내 라벨링된 물품 사이에 통로, 모세관 또는 미세 터널이 형성될 수 있는데, 이에 의해, 세척 유체가 라벨과 몰드내 라벨링된 물품 사이를 지나고 또한 라벨/몰드내 라벨링된 물품의 계면을 비젖음화시켜 라벨의 제거를 용이하게 한다.
세척 유체는 세척조에 수용될 수 있다. 몰드내 라벨링된 물품은 분쇄되었든 아니든 하나 이상의 세척조에 차례 대로 배치될 수 있으며, 그 세척조는 동일하거나 다른 조성의 세척 유체를 수용할 수 있다.
몰드내 라벨링된 물품은 어떤 공지된 교반 수단에 의해서도 교반될 수 있는데, 예컨대 흔들리거나, 뒤섞이거나, 휘저어지거나 혼합되거나 진동될 수 있다. 바람직하게는, 몰드내 라벨링된 물품은, 이 몰드내 라벨링된 물품으로부터 라벨의 제거를 도와줄 수 있는 가열된 세척 유체와 접촉하면서 교반된다.
본 발명에 따르면, 필름형 라벨에 사용되는 접착제 층 및 다른 추가적인 층은 서로에 그리고 폴리머 코어 층에 단단히 결합되어, 바람직하게는 전체 라벨이 공정 중에 상기 몰드내 라벨링된 물품으로부터 제거될 때 그 공정 중에 층간 박리를 방지할 수 있다.
일단 라벨이 몰드내 라벨링된 물품으로부터 제거되었으면, 라벨 또는 라벨 게거된 물품 또는 둘다는 진공 흡입, 체질, 상부 또는 방향성 공기 흐름의 걷어 내기와 같은 공지된 회수 수단에 의해 세척 유체로부터 회수될 수 있다. 바람직하게는, 라벨 및 라벨 제거된 물품은 개별적으로 세척 유체로부터 회수되며, 그래서 추가적인 분리 단계가 필요 없을 수 있다.
공정은 연속적으로 실행될 수 있다.
일단 라벨이 몰드내 라벨링된 물품으로부터 제거되었으면, 라벨 또는 라벨 게거된 물품 또는 둘다는 더 처리될 수 있다. 예컨대, 분쇄된 라벨 제거된 물품은 용융되고 압출되어 펠릿, 칩, 플레이크 등을 형성할 수 있으며, 이는 새로운 물품을 만들기 위한 공급재료로서 사용될 수 있다. 또는, 라벨 제거된 물품이 온전하게 유지된다면, 그 물품은 청결하게 되고 다시 라벨이 붙여져 재사용될 수 있다.
다음과 같은 개략적인 도면을 참조하여 본 발명을 더 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1 은 스풀 상에 감겨 있는 연신 블로우 성형 영역에 있는 라벨스톡 웨브의 일 부분을 나타낸다.
도 2 는 예비 성형체가 연신 블로우 성형되고, 라벨스톡 웨브의 라벨에 부착되고 라벨이 라벨스톡 웨브로부터 분리되는 것을 보여준다.
도 3 은 몰드 공동부를 나타내는 것으로, 물품은 블로잉되어 라벨스톡 웨브의 제한된 영역과 접촉한다.
도 4 는 캐리어 라이너 및 인쇄 라벨 영역과 비-인쇄 폐기물 영역을 갖는 라벨 재료를 갖는 종래의 라벨스톡 웨브를 나타낸다.
도 5 는 라벨 재료만 포함하는 본 발명에 따른 라벨스톡을 나타내는데, 라벨은 천공된 또는 다른 식으로 약화된 경계선에 의해 나머지 라벨 재료로부터 분리된다.
도 6 은 몰드 및 이송되는 라벨스톡 웨브를 개략적으로 나타낸다.
도 7 은 복수의 공동부를 갖는 몰드를 나타내는 것으로, 라벨스톡 웨브는 모든 공동부를 통과해 이송된다.
도 8 은 원통형 오목부를 갖는 몰드 반부의 내부의 평면도를 나타낸다.
도 9 은 도 8 의 오목부의 측면도를 나타낸다.
도 10 은 도 8 의 오목부의 단면도를 나타낸다.
도 11 은 도 8 의 오목부를 더 자세히 나타낸 것이다.
도 12 는 일 평면 내에 있는 라벨스톡 웨브 경로를 갖는 원통형 몰드 반부의 다른 도들을 개략적으로 나타낸다.
도 13 은 이송 방향에 대해 수직하게 휘어져 있는 라벨스톡 웨브 경로를 갖는 원통형 몰드 반부의 다른 도들을 개략적으로 나타낸다.
도 14 는 세척 제거 공정을 사용하여 라벨이 몰드내 라벨링된 물품에서 제거될 수 있는 두 가지의 대안적인 방법을 나타낸다.
도 1 을 참조하면, 라벨스톡 웨브(2)가 개략적으로 나타나 있는데, 이 웨브는 다수의 미세 태그(4)를 통해 라벨스톡 웨브에 부착되는 인쇄 라벨(3)을 포함한다. 인쇄 라벨은 라벨스톡 웨브의 가장자리까지 이르지 않도록 위치되는데, 다시 말해, 라벨스톡 웨브는 연속적인 캐리어이다. 라벨스톡 웨브는 스풀(1, 7)을 사용하여 연신 블로우 몰딩(stretch blow moulding) 영역(5) 안으로 이송되고, 거기서 몰드내 라벨링된 물품이 형성된다. 인쇄 라벨은 골격 웨브(6)만 남기고 연신 블로우 몰딩 영역에서 라벨스톡 웨브로부터 떨어지게 된다. 스풀(7)을 앞으로 감으로면, 골격 웨브가 연신 블로우 몰딩 영역에서 제거되고, 라벨스톡 웨브에 부착되어 있는 새로운 라벨이 스풀(1)로부터 연신 블로우 몰딩 영역 안으로 이송된다.
개략적인 도 2 를 참조하면, 라벨스톡 웨브(2)가 나타나 있는데, 이 웨브는 다수의 미세 태그(4)를 통해 라벨스톡 웨브에 부착되는 인쇄 라벨(3)을 포함한다. 인쇄 라벨은 라벨스톡 웨브의 가장자리까지 이르지 않도록 위치된다. 예비 성형체(8)가 연신 블로우 성형되어, 연신 블로우 성형 물품(9)으로 된다. 연신 블로우 성형 중에, 라벨은 상기 물품과 접촉하여 그 물품에 효과적으로 부착된다. 몰드내 라벨링된 물품(10)이 몰드에서 제거될 때 라벨은 몰드에서 골격 웨브(6)만 남기고 라벨스톡 웨브로부터 떨어지게 된다.
이제 개략적인 도 3 을 참조하면, 형성될 물품을 위한 요망되는 형상으로 된 몰드 공동부(11)가 나타나 있다. 이 몰드 공동부는 연신 블로우 성형 영역(5) 내부에 위치된다. 인쇄 라벨(3)을 포함하는 라벨스톡 웨브(2)는 라벨의 접착제 층이 몰드 공동부로 향하도록 연신 블로우 성형 영역 안으로 이송된다. 몰드는 연신 블로우 성형된 물품이 제한된 영역(12)에서만 라벨스톡 웨브와 접촉하도록, 즉 라벨하고만 접촉하고 라벨스톡 웨브의 나머지 부분과는 접촉하지 않도록 되어 있다.
도 4 를 참조하면, 실리콘 코팅(25)을 갖는 캐리어 라이너(23)(일반적으로 종이)를 포함하는 통상적인 라벨스톡 웨브(21)가 나타나 있으며, 상기 실리콘 코팅 상에는 자기 접착성(self-adhesive) 라벨 재료(27)가 제공된다. 이 라벨 재료(27)는 바람직하게는 PE, PP, HDPE 또는 OPP(oriented polypropylene)이고, 라벨(3)을 형성하는 인쇄 라벨 영역(29) 및 그 라벨을 둘러싸는 비-인쇄 영역(33)을 포함한다. 인쇄 영역(29) 및 비-인쇄 영역(33)은 틈(35)을 두고 서로 분리되어 있다. 그 틈(35)은 절단 장치에 의해 형성되는데, 라벨이 라이너(23)로부터 쉽게 떨어질 수 있도록 상기 절단 장치는 라벨스톡 웨브의 제조 중에 인쇄 영역(29)과 비-인쇄 영역(33)을 분리시킨다. 라벨(3)은 인쇄된 정면측과 배면측을 갖는다. 배면측에서 라벨 재료(27)는 접착제로 코팅되어 있어, 라벨을 물품(예컨대, 용기)에 부착하기 위한 접착제 층(37)이 제공된다.
도 5 에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 라벨스톡 웨브(2)는 캐리어 라이너를 필요로 하지 않는다. 라벨 재료(27)는 인쇄 라벨 영역(29) 및 이 라벨 영역(29)을 둘러싸는 비-인쇄 영역(33)을 포함한다. 캐리어 라이너가 없으므로, 라벨(3)(인쇄 라벨 영역(29)으로 규정되는 바와 같은)은 라벨스톡 웨브(2)의 정면측으로부터 라벨스톡 웨브(2)의 배면측까지 이르게 되며 그리고/또는 라벨(3)의 정면측은 라벨스톡 웨브(2)의 정면측을 구성하고, 라벨(3)의 배면측은 라벨스톡 웨브(2)의 배면측을 구성하게 된다. 통상적인 라벨스톡 웨브(21)(도 4 참조)와는 대조적으로, 인쇄 영역(29)과 비-인쇄 영역(33)은, 라벨(3)을 둘러싸는 1개, 2개 및 바람직하게는 3개 이상의 미세 태그(4), 브리지형 연결부 또는 둘레 파단 라인에 의해 함께 유지된다. 라벨(3)이 라벨스톡 웨브(2)로부터 제거되면, 골격 웨브(6)는 남아 있게 된다. 종래 기술에 따른 라벨스톡 웨브(21)와는 대조적으로, 라벨스톡 웨브(2)는 열 활성화가능한 층(39)(특히, 열라커(thermolacquer)으로 코팅되어 있다. 바람직하게는, 라벨 재료는 라벨이 부착되는 물품의 형성에 사용되는 것과 동일한 재료이거나 또는 물품의 형성에 사용되는 것과 동일한 재료의 그룹에서 선택된다. 이리하여, 라벨을 분리할 필요 없이 물품을 재활용할 수 있다.
여기서 사용되는 용어 "인쇄 영역"(29)은, 라벨스톡 웨브(2)에 있어서 라벨(3)을 형성하고/형성하거나 규정하는 영역을 의미한다. 그 영역은 바람직하게는(하지만 반드시 필요한 것은 아니지만) 인쇄되고/인쇄되거나 채색되며(예컨대, 한 가지, 두 가지 또는 그 이상의 색으로) 그리고/또는 특수한 표면 조직(예컨대, 돌출부 또는 오목부를 갖는)을 갖는다. 그러한 표면 조직은 바람직하게는 물품(예컨대, 용기)에 있어서 라벨이 가해질 표면 조직과는 다르다. 상기 표면 조직은 소위 비-인쇄 영역(33)의 표면 조직과도 다르다. 이렇게 해서, 나중에 라벨은 개선된 파지(grip)와 같은 특징을 물품에 추가로 줄 수 있다.
여기서 사용되는 용어 "비-인쇄 영역"(33)은 소위 "인쇄 영역"(29)을 둘러싸는 영역을 의미한다. 이 영역은 바람지하게는(하지만 반드시 필요한 것은 아니지만) 평범하게 되어 있는데, 특히 인쇄되거나 채색되지 않으며, 바람직하게는 매끄러운 표면 조직을 갖는다.
용어 "인쇄 영역" 및 "비-인쇄 영역"은 두 영역(29, 33)을 더 잘 구분하고 또한 그것들의 각각의 바람직한 설계를 나타내기 위해 선택된 것이다. 그러나 상기 용어는 사용시 일반적으로 라벨 영역을 나타내고("인쇄 영역"의 경우) 또한 일반적으로 그 라벨 영역을 둘러싸는 영역을 나타낸다("비-인쇄 영역"의 경우). 예컨대, 인쇄 공정에서는, 특히 라벨 영역 가까이에 있는 부분에서 소위 비-인쇄 영역이 사실 인쇄될 필요가 있을 수 있다. 다른 한편, 소위 인왜 영역은 인쇄되지 않을 수 있고 대신에 라벨이 가해지는 물품의 색과는 다른 색을 가질 수 있다. 예컨대, 인쇄 영역은 유색 폴리머로 만들어질 수 있다. 대안적으로, 인쇄 영역은 전술한 바와 같은 특수한 표면 조직 또는 시각적으로 또는 다른 식으로(예컨대, 촉감으로) 인지가능한 몇몇 다른 특성을 가질 수 있다.
도 6 을 참조하면, 공동부(11)를 갖는 몰드(41)가 나타나 있는데, 라벨스톡 웨브(2)가 그 공동부를 통과하여 이송된다. 라벨스톡 웨브(2)는 몰드의 측면(45)에 제공되어 있는 슬릿(43) 또는 터널을 통해 몰드(41) 내부에 들어가게 된다. 라벨(3)이 제거된 후에 골격 웨브(6)는 반대측(47)에 있는 제 2 슬릿을 통해 몰드(41)를 떠나게 된다. 라벨스톡 웨브(2)에 있어서 라벨(3)이 있는 부분은 공동부(11) 내부에 위치되고 그래서 팽창하는 호스 또는 관(물품을 형성함)에 노출된다. 골격 웨브(6)가 물품에 부착되는 것을 방지하기 위해, 공동부 내부쪽으로 향하는 골격 웨브(6)의 표면은 코팅되지 않거나 또는 물품에 결합되지 않는 재료층(예컨대, 실리콘 증)으로 코팅될 수 있다. 라벨 자체는 물품 쪽으로 향하는 측에서 접착제로 부분적으로 또는 완전히 코팅된다. 다시 말해, 라벨스톡 웨브(2)에 있어서 물품 상으로 전달될 부분은 접착제 층(바람직하게는, 열 활성화가능한 접착제 층(39))으로 코팅된다. 반면, 웨브의 나머지 부분, 즉 골격 웨브(6)는 코팅되지 않거나 또는 물품의 고온 수지 재료에 결합되지 않는 층으로 코팅될 수 있다.
도 7 에서 볼 수 있는 바와 같이, 라벨스톡 웨브(2)는 단일 몰드(41)의 복수의 공동부(11)를 통과하여 이송될 수 있다. 라벨스톡 웨브(2)에 있는 서로 인접하는 두 라벨(3) 사이의 거리는, 몰드(41) 내부에 있는 서로 인접하는 두 공동부(11) 사이의 거리와 동일하게 또는 그 거리의 일 부분 또는 배수가 되도록 선택될 수 있다.
도 8 을 참조하면, 오목부(49)를 갖는 몰드(41)의 일 부분의 평면도가 나타나 있는데, 그 오목부는 물품(예컨대, 용기)에 있는 벌지 또는 돌출부에 대응하고 또한 이를 형성시키게 된다. 성형 공정 중에, 물품(예컨대, 용기)의 팽창으로 라벨이 고온 수지 재료에 효과적으로 부착되도록 라벨은 상기 벌지 또는 돌출부에 위치된다.
도 9 에는 슬릿(43)이 나타나 있는데, 라벨스톡 웨브(2)는 이 슬릿을 통과하여 공동부 안으로 들어가게 된다. 슬릿(43)의 양 측에는 사면(51)이 있는데, 이 사면은 라벨스톡 웨브(2)가 공동부 안으로 들어가는 용이하게 해준다.
도 10 및 11 은 내부 윤곽(53)을 갖는 몰드(41)의 일 실시 형태를 나타내는데, 라벨스톡 웨브(2)를 위한 슬릿(43)은 오목부(49)의 깊이의 대략 중간에서 그 오목부와 교차하고 또한 오목부(49)를 넘어 연장되어 있으며, 따라서 라벨스톡 웨브의 가장자리는 몰드(41)의 몸체(55) 내에 있게 된다. 바람직하게는, 슬릿(43)은 오목부(49)의 바닥면(50)에 실질적으로 평행한 면에서 그 오목부와 교차한다. 도 11 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 슬릿(43)은 그의 전체 폭에 걸쳐 실질적으로 일정한 틈을 갖는다. 오목부(49)의 폭에 대한 슬릿(43)의 폭의 비는 바람직하게는 6:1 내지 1:6 이고 가장 바람직하게는 3:1 내지 1:3 이다.
도 10 에 나타나 있는 실시 형태에서는 제 1 인서트(57) 또는 다이가 나타나 있는데, 이의 전방측은 다른 형상들을 가질 수 있어, 오목하거나, 평평하거나 또는 볼록한 라벨 영역이 성형 공정에서 형성될 수 있다. 제 2 인서트(59)는 몰드 몸체와 함께 슬릿(43)을 형성하는데, 라벨스톡 웨브가 이 슬릿을 통과하여 공동부에 출입할 수 있다.
본 몰드내 라벨링 공정은, 라벨스톡이 복수의 공동부를 통과하여 이송될 수 있도록 하나 이상의 열의 이격된 공동부들이 단일의 몰드에 제공되는 선형 블로우 성형 기계에 특히 유용한다.
도 12 및 13 은 상이한 형상의 경로를 따라 원통형 몰드 몸체를 통과하여 이송되는 라벨스톡 웨브(2)를 예시한다. 개략적인 도 12 는 도 8 ∼ 11 에 나타나 있는 실시 형태에 대응하는데, 하나의 몰드 반부(61)에 오목부(49)가 제공되어 있다. 라벨스톡 웨브 경로는 상기 오목부(49)의 측벽를 통과하며, 그래서 상기 경로는 오목부의 바닥면으로부터 떨어져 제공될 수 있다. 라벨스톡 웨브(2)는, 제 1 내부 구멍(65)에 연결되어 공동부(11) 안으로 이어지는 제 1 외부 구멍(63)을 통과하여 몰드 공동부 안으로 이송되어 제 2 내부 개구(67)를 통과하여 공동부를 떠나게 되며, 그 제 2 내부 구멍은 제 2 외부 구멍(69)에 연결되어 있다.
도 13 에서, 라벨스톡 웨브 경로는 웨브의 이동 방향을 따라 곧게 되어 있고 또한 그 이동 방향에 수직하게 휘어져 있다. 다른 실시 형태에서 처럼, 라벨스톡 웨브 경로의 창(window)(라벨스톡 웨브 경로와 내부 몰드 표면의 교차부에 대응함)은 실질적으로 라벨의 크기에 대응한다.
다음, 개략적인 도 14 를 참조하면, 몰드내 라벨링된 물품(10)이 나타나 있다. 위쪽 경로에서, 몰드내 라벨링된 물품 전체는 세척조(14) 내에 들어 있는 세척 유체(13) 안에 배치되어 있다. 라벨(3)은 몰드내 라벨링된 물품으로부터 제거되어 라벨제거된 물품(9)이 남게 된다. 라벨은 라벨제거된 물품 및 세척 유체 보다 밀도가 낮기 때문에, 라벨 및 라벨제거된 물품은 부유 분리에 의해 서로 분리된다.
도 14 의 아래쪽 경로에서, 몰드내 라벨링된 물품(10)은 세척조(14) 내에 들어 있는 세척 유체(13)에 들어가기 전에 조각(15)으로 완전히 분쇄된다. 일단 세척 유체 안에 있으면, 라벨의 분쇄된 조각(16)은 부유 분리에 의해 물품의 분쇄된 조각(17)으로부 분리된다. 마찬가지로, 이는 라벨의 분쇄된 조각이 물품의 분쇄된 조각 및 세척 유체 보다 밀도가 낮기 때문이며, 따라서 라벨의 분쇄된 조각들은 세척 유체의 위로 부유하게 된다.
본 발명을 다음의 실시예로 더 설명하도록 하는데, 이 실시예는 단지 설명을 위한 것이고 여기서 설명하는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
실시예 1 - 몰드내 라벨링 공정
코어 층(폴리프로필렌 호모폴리머, 70% TiO2의 12%, 및 글리세롤 모노-스테아레이트 및 에톡실화 아민의 혼합물을 함유하는 3% 대전 방지 마스터뱃치를 포함함)과 이 코어 층의 일 측에 있는 외부 표피층(제 1 시일링 층)인 폴리에틸렌/폴리프로펠렌/폴리부틸렌 테르폴리머의 층(폴리프로필렌/에틸렌/부틸렌-1을 포함하는 랜덤 코폴리머)을 공압출시켜 3층 폴리머 관을 형성했고, 코어 층의 다른 측에는 라미네이팅 층(폴리프로필렌-폴리에틸렌/-폴리부틸렌 랜덤 테르폴리머)가 있다. 상기 관은 블로잉되어 3층의 2축 배향 필름 관을 형성하기 전에, 냉각되고 이어서 재가열되었다. 그런 다음 필름 관은 잡혀 자신에 라미네이팅되고(라미네이팅 층-라미네이팅 층은 하나의 내부 층을 구성함) 접합되어, 5개의 층을 갖는 라미네이티드 필름을 형성해서 58㎛ 두께의 라미네이트 필름을 제공하였다. 라미네이트 필름에는 또한 다른 프라이머(primer) 층이 제공되었다.
그런 다음 라미네이트 필름은 건조되기 전에, 역 그래비어 레이다운(reverse gravure laydown)을 사용하여 수성 분산 EVA 수지를 포함하는 접착제 층으로 코팅되었다.
유사하게 구성된 투명한 필름이 전술한 바와 같이 만들어질 수 있음을 이해할 것인데, 하지만 TiO2 는 생략된다. 또한, 유사하게 구성된 밀도/공동화된 필름이 표준 기술(입자 주위의 공동화와 같은)을 사용하여 만들어질 수 있음을 이해할 것이다.
라미네이트 필름은 라벨스톡의 형태로 절단되어 인쇄되고 미세 태그된 라벨이 상기 라벨스톡으로부터 다이 절단되었다. 결과적으로 얻어진 라벨스톡은 스풀에 장착되고 몰드를 통과해 이송되어 제 2 스풀에 모였다. 다이 절단된 각각의 라벨이 몰드 내부에 위치되었을 때, PET의 폴리머 병 예비 성형체가 몰드 내에서 연신 블로잉되어 전술한 바와 같은 라벨과 접촉하였다. 그런 다음, 라벨링되고 블로잉된 병은 그에 부착되어 있는 라벨과 함께 몰드에서 제거되고, 라벨스톡의 나머지 부분(골격 웨브)은 몰드 내에 남아 있게 된다. 그리고 제 2 스풀이 앞으로 감겨져, 새로운 다이 절단된 라벨이 몰드 내로 들어가고 공정이 반복되었다.
실시예 2 - 세척 제거 공정
다른 종류의 라벨로 라벨링된 물품들을 시험하여, 본 발명에 따른 세척 공정에서 라벨이 물품에서 제거되는데 걸리는 시간을 알아 보았다.
ⅰ) 80℃의 세척 제거 온도에서 WPA 또는 CPA 라벨로 라벨링된 PET 물품
실시예 1 의 몰드내 라벨링 공정으로 형성된 것에 대응하는 라벨 부착을 재현하는 라벨링된 물품이, 70℃ 또는 90℃에서 그리고 2 초 동안 40 psi 에서 라벨을 PET 기재에 열 시일링하여 형성되었다. 라벨은, 백색이거나 투명하며 EVA 접착제 층으로 코팅된 표준 폴리프로필렌 라벨 필름을 포함하였다. 사용된 라벨 필름은 Innovia Films Limited 에서 제조된 WPA(백색 필름) 및 CPA(투명한 필름) 이였다.
라벨링된 물품은 80℃의 2% 수산화나트륨 수용액을 함유하는 세척조 안에 배치되어 교반기로 교반되었다. 라벨이 물품에서 완전히 게거되는데 걸리는 시간을 기록하였고 그 결과는 아래의 표 1 에 나타나 있다.
코팅된
필름의 종류		 대략적인
코팅 중량
 2 초간 40 psi에서 PET 에 대한 열 시일 강도(g/25mm) 세척 제거 시간
(분)
70℃ 90℃ 시일링됨 시일링됨
(gm-2) 70℃에서 90℃에서
CPA 0.94 36 48 - 2.2
CPA 2.04 215 344 0.3 7.0
CPA 7.13 681 670 - 9.1
WPA 2.04 311 439 3.9 5.9
위의 결과로부터, 각각의 실험에서 라벨은 세척 유체 안에 있을 때 10 분 내에 물품으로부터 제거되었음을 알 수 있다.
ⅱ) 60℃, 70℃ 또는 80℃ 의 세척 제거 온도에서 WPA 또는 CPA 라벨로 라벨링된 PET 물품
실시예 1 의 몰드내 라벨링 공정으로 형성된 것에 대응하는 라벨 부착을 재현하는 라벨링된 물품이, 90℃ 에서 그리고 2 초 동안 40 psi 에서 라벨을 PET 기재에 열 시일링하여 형성되었다. 라벨은 WPA 또는 CPA 라벨 필름을 포함했고(전술한 바와 같이), EVA 접착제 층으로 코팅되었다.
라벨링된 물품은 60℃, 70℃ 또는 80℃ 의 2% 수산화나트륨 수용액을 함유하는 세척조 안에 배치되었고, 교반기로 교반되었다. 라벨이 물품에서 완전히 게거되는데 걸리는 시간을 기록하였고 그 결과는 아래의 표 2 에 나타나 있다.
세척 제거 온도
(℃) 		세척 제거 시간(분)
WPA CPA
60 31.7 ＞45.0
70 27.9 17.8
80 5.9 8.8
ⅲ) PP, HDPE, PET, PLA 또는 셀룰로스계 라벨로 라벨링된 PET 물품
실시예 1 의 몰드내 라벨링 공정으로 형성된 것에 대응하는 라벨 부착을 재현하는 라벨링된 물품이, 90℃에서 그리고 2 초 동안 40 psi 에서 라벨을 PET 가재에 열 시일링하여 형성되었다. 라벨은 PP, HDPE PET, PLA 또는 셀룰로스계 필름 기재를 포함했고, 대략 2 gm-2인 EVA 접착제로 코팅되었다.
라벨링된 물품은 대략 1 cm2 의 조각들로 분쇄되어 80℃의 2% 수산화나트륨수용액을 함유하는 세척조 안에 배치되어 교반기로 교반되었다. 각각의 시험을 두번 반복했고 라벨이 물품에서 완전히 게거되는데 걸리는 시간을 기록하였고 그 결과는 아래의 표 3 에 나타나 있다.
라벨 기재 종류 시험 1 (분) 시험 2 (분)
PP 3.15 3.25
HDPE 0.47 0.50
PET 2.18 2.20
PLA 3.42 4.00
셀룰로스 8.10 9.58
여기서도, 위의 결과로부터, 세척 제거 공정은 라벨을 충분히 제거하며 모든 실험에서 제거에 걸린 시간은 10 분 미만임을 알 수 있다.

Claims (67)

  1. 라벨링된 물품을 제조하기 위한 몰드내 라벨링 공정으로서,
    라벨스톡 웨브를 몰드 안으로 이송시키는 단계;
    형성된 물품이 라벨스톡 웨브의 라벨과 접촉하여 그에 효과적으로 부착되도록 상기 몰드 안에서 물품을 형성하는 단계;
    부착된 라벨을 라벨스톡 웨브로부터 분리하는 단계; 및
    형성되어 라벨링된 물품을 상기 몰드로부터 제거하는 단계
    를 포함하며,
    상기 라벨스톡 웨브는 제거가능한 뒷대기(backing) 또는 라이너 층(liner layer)을 갖지 않는,
    몰드내 라벨링 공정.
  2. 제1항에 있어서,
    몰드로부터 라벨스톡 웨브의 나머지를 회수하는 단계를 더 포함하는, 몰드내 라벨링 공정.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 라벨스톡 웨브의 나머지는, 상기 몰드내 라벨링 공정 중에 라벨이 분리되는 부위에 대응하는 적어도 하나의 구멍을 포함하는 연속적인 잔류 웨브의 형태로 제공되는, 몰드내 라벨링 공정.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    부착된 라벨을 상기 라벨스톡 웨브로부터 분리하는 것은 절단 공구의 도움 없이 행해지는, 몰드내 라벨링 공정.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라벨스톡 웨브에는 그로부터 라벨을 분리하는 것을 용이하게 하기 위한 적어도 하나의 약한 영역이 제공되어 있는, 몰드내 라벨링 공정.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라벨스톡 웨브는 하나 이상의 미세 태그를 통해 라벨스톡 웨브에 부착되는 라벨을 포함하는, 몰드내 라벨링 공정.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 라벨은 필름을 포함하는, 몰드내 라벨링 공정.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이들의 혼합물 또는 다른 공지된 폴리올레핀에서 선택되는 폴리올레핀 필름을 포함하는, 몰드내 라벨링 공정.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 필름은 바이오폴리머 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름 또는 아세테이트 필름을 포함하는, 몰드내 라벨링 공정.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라벨은 물품과 접촉하는 라벨의 표면을 적어도 부분적으로 덮는 접착제 층을 포함하는, 몰드내 라벨링 공정.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 접착제 층은 열 활성화가능한, 몰드내 라벨링 공정.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 열 활성화가능한 접착제 층은, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 폴리부틸렌과 같은 폴리올레핀; 폴리스티렌; 폴리아미드; 폴리비닐 아세테이트; 폴리카보네이트; 폴리아크릴레이트; 폴리에스테르; 폴리우레탄; 플루오로폴리머, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머; PLA와 같은 전분; 또는 이들의 코폴리머, 테르폴리머 또는 조합물을 포함하는, 몰드내 라벨링 공정.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 접착제 층은 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머를 포함하는, 몰드내 라벨링 공정.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라벨은 미리 인쇄되어 있는, 몰드내 라벨링 공정.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 라벨 상의 인쇄로 인해 상기 공정 중에 라벨이 팽창되는, 몰드내 라벨링 공정.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 라벨은 적어도 하나의 면을 포함하며, 라벨상의 인쇄의 반대쪽에 있는 면은 열라커(thermolacquer)로 라미네이팅되는, 몰드내 라벨링 공정.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 열라커는 가역 열라커(thermolacquer)이고, 50℃ 이상, 또는 60℃ 이상, 또는 65℃ 이상의 온도에서 용접되는, 몰드내 라벨링 공정.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 물품은 연신 블로우 성형(stretch blow moulding)으로 형성되는, 몰드내 라벨링 공정.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 물품은 예비 성형체의 연신 블로우 성형으로 형성되는, 몰드내 라벨링 공정.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 라벨에 대한 블로잉된 물품의 열과 압력에 의해 그 라벨이 물품에 효과적으로 부착되는, 몰드내 라벨링 공정.
  21. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    블로잉된 상기 물품의 온도는 라벨 기재를 분해시킴이 없이 접착제 층을 활성화시키도록 되어 있는, 몰드내 라벨링 공정.
  22. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라벨은 라벨스톡 웨브에 여전히 부착되어 있는 중에 물품에 효과적으로 부착되는, 몰드내 라벨링 공정.
  23. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    부착된 라벨을 라벨스톡 웨브로부터 분리하는 상기 단계는, 형성되어 라벨링된 물품을 몰드에서 제거하거나 또는 성형 단계의 작용으로 행해지는, 몰드내 라벨링 공정.
  24. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 폴리머 재료로 만들어지는, 몰드내 라벨링 공정.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀; 염화폴리비닐과 같은 폴리비닐 할로겐화물; PET, PEN, PEF, TritanRTM 또는 PLA와 같은 폴리에스테르; 폴리스티렌; 폴리아미드; 폴리비닐 아세테이트; 또는 폴리카보네이트 중에서 선택되는, 몰드내 라벨링 공정.
  26. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 PET로 만들어지는, 몰드내 라벨링 공정.
  27. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    부착된 라벨이 일단 라벨스톡 웨브로부터 분리되고 형성되어 라벨링된 물품이 몰드에서 제거되면, 제 2 라벨이 몰드 안으로 이송되고 제 2 물품이 제 1 항의 공정에 따라 라벨링되는, 몰드내 라벨링 공정.
  28. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정은 연속적으로 실행될 수 있는, 몰드내 라벨링 공정.
  29. 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정으로서,
    라벨스톡 웨브에 여전히 부착되어 있는 상태의 필름형 라벨을 사출 성형, 열성형 또는 블로우 성형을 위한 몰드 안으로 배치하는 단계;
    상기 라벨스톡 웨브를 제 위치에 유지시키는 단계;
    상기 라벨과 결합하도록 폴리머 용융물을 상기 몰드 안으로 주입하거나 폴리머 예비 성형체를 그 몰드 안에서 열성형 또는 블로잉하는 단계; 및
    상기 몰드에서 물품을 제거하는 단계
    를 포함하고,
    주입된 용융물 또는 열성형된 또는 블로잉된 폴리머 예비 성형체가 상기 라벨과 결합되는 중에 또는 그 후에 라벨이 라벨스톡 웨브로부터 분리되며,
    상기 라벨스톡 웨브는 제거가능한 뒷대기(backing) 또는 라이너 층(liner layer)을 갖지 않는,
    몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 몰드는 공동부를 규정하며, 라벨스톡 웨브는 그 공동부에 출입하는 이동 방향을 따라 몰드에 제공되어 있는 경로를 통과해 이송되는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 경로는 몰드에 제공되어 있는 슬릿 또는 터널로 형성되어 있는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
  32. 제30항 또는 제31항에 있어서,
    상기 경로는 이 경로의 양 옆 가장자리들이 몰드 내에 있도록 몰드와 교차하는 면에 대응하며, 이 면은 평평하거나 또는 한 방향 또는 두 방향으로 휘어져 있는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 라벨의 형태 또는 크기는 상기 경로와 몰드의 공동부 사이의 교차에 의해 규정되는 영역에 대응하는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
  34. 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰드는 공동부를 규정하며, 물품의 형성 전에, 라벨만 그 공동부 내에 있고 나머지 웨브는 그렇지 않도록 라벨이 몰드 안에 위치되는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
  35. 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰드는 몰드 벽을 포함하고, 라벨스톡 웨브의 라벨은 그 몰드 벽으로부터 떨어져 위치되는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
  36. 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰드는 몰드 벽을 포함하고, 라벨은 그 몰드 벽에 눌리는 중에 변형되어, 엠보싱, 디보싱(debossing), 오목한 그리고 볼록한 라벨 구조를 형성하게 되는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
  37. 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라벨과 라벨스톡 웨브 사이에는 0.01 mm 내지 1.5 mm, 또는 0.1 mm 내지 1 mm, 또는 0.3 mm 내지 0.8 mm의 틈이 제공되는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 틈은 미세 태그의 형태로 된 복수의 서로 이격된 연결 요소들에 의해 연결되어 있는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
  39. 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라벨스톡 웨브는 몰드의 제 1 측에서 풀리고 그 몰드의 제 2 측에서 다시 감기게 되는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
  40. 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라벨스톡 웨브에는 위치 마크가 구비되어 있는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
  41. 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰드는 공동부를 규정하고, 라벨스톡 웨브는 차례 대로 배치되어 있는 복수의 공동부를 통과해 이송되는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
  42. 제29항 내지 제31항중 어느 한 항에 있어서,
    둘 이상의 라벨이 물품에 동시에 부착되도록 다수의 라벨스톡 웨브가 몰드 안으로 이송되는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 공정.
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  60. 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 몰드로서, 적어도 제 1 몰드부 및 제 2 몰드부를 포함하고, 이들 제 1 및 2 몰드부는 결합되면 몰드 공동부를 규정하게 되며, 이 몰드 공동부는 몰드 안에서 형성될 물품의 외부 형상에 대응하는 내부 형상을 가지며, 상기 몰드부들 중의 적어도 하나에는 상기 몰드 공동부와 교차하는 슬릿 또는 터널이 제공되어 있고, 상기 슬릿 또는 터널은 라벨스톡 웨브가 통과하여 이송되는 상기 몰드부(들) 내에 제공된 경로를 형성하는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 몰드.
  61. 제60항에 있어서,
    상기 슬릿 또는 터널은 제 1 내부 개구에 연결되어 있는 제 1 외부 개구 및 제 2 외부 개구에 연결되어 있는 제 2 내부 개구를 가지는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 몰드.
  62. 제60항 또는 제61항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 내부 개구는 상기 몰드 공동부의 표면 내에 있거나, 또는 그 표면을 따라 있는 하나 또는 두개의 홈을 통해 연결되어 있는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 몰드.
  63. 제60항 또는 제61항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 내부 개구 사이의 영역은 몰드내 라벨링 공정에서 물품에 가해질 라벨의 크기에 실질적으로 대응하는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 몰드.
  64. 제60항 또는 제61항에 있어서,
    상기 슬릿 또는 터널은 이들 슬릿 또는 터널을 통과해 이송되는 라벨스톡 웨브의 폭 및 두께에 실질적으로 대응하는 틈을 규정하는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 몰드.
  65. 제60항 또는 제61항에 있어서,
    상기 슬릿 또는 터널은 면 또는 휘어진 경로를 규정하는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 몰드.
  66. 제60항 또는 제61항에 있어서,
    상기 몰드는 물품에 돌출부 또는 벌지(bulge)를 형성하기 위한 오목부를 포함하고, 라벨이 몰드내 라벨링 공정 상기 돌출부 또는 벌지에 가해지는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 몰드.
  67. 제66항에 있어서,
    상기 슬릿 또는 터널은 상기 오목부의 바닥면에 실질적으로 평행한 면 내에서 상기 오목부와 교차하는, 몰드내 라벨링된 물품을 제조하기 위한 몰드.
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