TWI446307B - 模內標籤與製作方法 - Google Patents

Description

模內標籤與製作方法

本發明為一種模內標籤與製作方法，特別是指一種具有交錯且連續排列之複數個凸起微結構之熱封樹脂層的模內標籤結構。

一般欲在瓶罐或是其他產品的表面上印製圖形與文字，通常會先製作如貼紙的標籤，再利用貼合的方式固定於物品表面上，在貼合的過程中若無法有效地排出表面空氣，則會在標籤上產生惱人的氣泡，或是有貼附不穩固的問題。

習知技術於是發展了一種模內標籤(In-mold label)，在容器或是特定產品製作的過程中，包括使用射出成型(injection molding)、吹氣模製(blow molding)、差壓成型(differential pressure molding)與發泡成型(foam molding)等方式製作容器，可先採背面預先作乾式熱熔膠加工，經印刷加工程序，將已上膠之標籤送至模具內之定點後吸附，再與成型之塑料於模內作一體成型，利用已預先上好之乾式熱熔膠與容器作接著。此製程同時將已印好的圖形與文字內容的熱塑性標籤材料壓印於產品表面上，使得標籤與產品合為一體，比如是應用於瓶罐外觀上作為標示或是產品說明的標籤，不會有傳統利用紙張或是特定標籤材料貼附產品的問題。

習知技術有提出一些製作模內標籤的技術，包括標籤本身的材料可為紙或是其他類似材料，聚丙烯 (Polypropylene)或是聚苯乙烯(Polystyrene)為常用的標籤表面材料。可參考前案，如第一圖所示美國專利第6,551,671號所揭露的模內標籤(IN-MOLD LABEL)側面圖。

圖中顯示為多層結構的模內標籤10示意圖，其中主要的基板結構就是一種熱可塑性樹脂基礎層(thermoplasic resin film base layer)12，圖中上表面為印刷物13，也就是一般印刷圖案與文字的表面，基礎層12下方為熱封樹脂層(heat-sealable resin layer)14，如有必要，熱封樹脂層14之表面15可製作凹凸的紋路，用以於結合至產品時，可以排除氣泡。

由上述熱封樹脂層14形成貼附於產品表面的可熱封層(heat-sealed layer)，其中為了貼附時可以順利將空氣排出，將會製作具有凹凸紋路的表面結構，可參考第二圖所示美國專利第5,254,302號所揭露模內標籤之表面結構示意圖。

圖中顯示即為可熱封樹脂層表面的黏著層20，其中具有凸部22與凹部24，透過凹凸排列的紋路，在密封時，空氣可以循著其中凹部24形成的通路排出，最後黏著層20將會完全密封於物品表面，凸部22與凹部24也會消失。

本發明提出一種具有交錯且連續排列之複數個凸起微結構之熱封樹脂層的模內標籤結構，在此模內標籤與特定物品表面結合時，這些交錯且連續排列之複數個凸起微結構將提供多方向的排氣路徑，能夠有效排除不必要的氣 泡，使得模內標籤可以密封於物品表面。

此模內標籤包括有一熱可塑性樹脂材料製作之基板，其一表面為印刷層，用以將圖案或文字印刷於此層上，呈現印刷內容，基板之另一表面則為施加可熱封型樹脂材料，特別的是，此熱封層為透過一壓印程序於其表面上形成交錯且連續排列之複數個凸起微結構，主要是形成複數個空氣導出有效路徑。故此，當模內標籤結合於一物品表面時，此熱封層上交錯且連續排列之複數個凸起微結構能夠順利導出氣泡，使得模內標籤可以密合在物品表面上。

而上述模內標籤之製作方法則先備置一熱可塑性樹脂基板，與一具有表面刻痕的壓印裝置。熱可塑性樹脂基板上一可熱封型樹脂材料，之後利用壓印裝置執行一壓印程序，比如透過具有表面刻痕的滾輪進行壓印，於可熱封型樹脂材料上形成交錯且連續排列之複數個凸起微結構。之後將印刷層、熱可塑性樹脂基板與可熱封樹脂層結合形成一模內標籤。

根據實施例，上述模內標籤整體膜厚為60微米至120微米，整體密度為0.50至1.05g/cm³ ，交錯且連續排列之複數個凸起微結構形成由多種形體循交錯連續排列之溝紋，溝紋之溝深為8微米至14微米、溝間距為10微米至1000微米，而各微結構之直徑為1000微米至1600微米。

再根據實驗結果，如下(表一)，本發明中具有交錯且連續排列之複數個凸起微結構表面更比一般習知技術提供的表面結構有更有效的排氣效果：

有鑑於模內標籤與特定物品貼附時可能會因為小氣泡產生貼附不良的問題，本發明提出一種具有交錯且連續排列之複數個凸起微結構之熱封樹脂層的模內標籤結構，除了能夠在模內標籤與特定物品表面貼附時有良好的接觸效果，再根據實驗結果，其中具有交錯且連續排列之複數個凸起微結構更比一般習知技術提供的表面結構有更有效的排氣效果。

一種模內標籤之主要結構可參考第一圖，其中包括有基板，基板為由一熱可塑性樹脂材料製作之基礎層，其中具有第一表面與第二表面，可分別表示為上表面與下表面，基板在特定實施例即為熱可塑性樹脂基板(thermoplastic resin film substrate)，透過加熱產生可塑的特性，以方便與特定物品表面結合。

另具有形成於第一表面上的印刷層，目的是可呈現印刷內容，也就是印刷材料可印製於此印刷層表面，作為特定物品的說明圖式或是文字。而基板第二表面上則有一熱封層(heat-sealable resin layer)，可透過一壓印程序於熱封層上形成交錯且連續排列之複數個凸起微結構，主要目的是形成複數個空氣導出有效路徑。

根據本發明實施例，製作模內標籤時，先將被壓印材料(如熱可塑性樹脂材料)經加熱程序後，利用滾輪壓印 (roller imprinting)或是平板壓印(plate pressing)的方式在表面上壓印出紋路，並經適當的冷卻程序將紋路定型形成模內標籤。模內標籤相對於上述壓印出的紋路的另一表面可供列印出圖形或文字。

透過上述具有紋路的表面與物品結合於欲貼附之物品表面時，可利用抽真空的方式或是利用外力壓印於物品表面的方式，而紋路則可順利將多餘氣泡排出，使得模內標籤能密合於物品表面上，不致產生貼附不均的包氣泡現象。

第三A圖則顯示為本發明模內標籤之表面結構示意圖之一，顯示為膜內標籤表面30，其中具有示意以接近長方形的結構所描述的凸起部301，其餘則為平面303，這些凸起部301即為具有交錯且連續排列之複數個凸起微結構。

再參考第三B圖所示的表面結構示意圖之二，此示意為表面凸起的樣態，其中顯示出膜內標籤表面30上的凸起部301，各凸起部301為交錯且連續排列之複數個凸起微結構。

根據實際拍攝，本發明所提出的模內標籤表面可參考第三C圖所示的模內標籤排氣紋之表面微結構圖，其中可看出實際上交錯且連續排列之複數個凸起微結構的樣態，各凸起結構間形成如第三B圖虛線所示的排氣路徑，在此模內標籤與特定物品表面結合時，這些交錯且連續排列之複數個凸起微結構將提供多方向的排氣路徑，能夠有效排除不必要的氣泡，使得模內標籤可以密封於物品表面。

第四圖顯示為利用滾輪壓印製作模內標籤之示意圖。

其中顯示利用滾輪壓印製程製作具有交錯且連續排列之複數個凸起微結構的模內標籤，壓印滾輪42表面具有表 面刻痕421，藉此在可熱封型材料40上壓印出交錯且連續排列之複數個凸起微結構，如圖中顯示的表面紋路401。相關流程可參考第五圖製程流程圖，此製程實施例參考了中華民國專利TW526136(申請號：088113590，申請人同樣為南亞塑膠工業股份有限公司)所揭露的供模內標籤用之三層共擠壓軸延伸聚丙烯珠光合成紙及透明膜之製法。

根據實施例，如步驟S501，製程將先備置基板材料，其中為熱可塑性樹脂材料。

步驟S503顯示為在基板上施加可塑性樹脂材料，因此形成熱封樹脂層，也就是模內標籤的熱封層，之後再如步驟S505，即備置具有表面刻痕的壓印滾輪。

再如步驟S507的執行加熱、壓印與冷卻程序，在熱封樹脂層上形成交錯且連續排列之複數個凸起微結構。之後將印刷層、熱可塑性樹脂基板與熱封樹脂層結合形成一模內標籤(步驟S509)。

上述備製熱可塑性樹脂基板程序包括使用一押出機裝置執行押出製程，其中熱可塑性樹脂材料(可熱封樹脂層可同時或之後施加)可包括一加熱程序，藉此可以順利將材料押出成可用的形式。押出製程後再經冷卻成型輪裝置執行冷卻程序，材料本身可經加熱拉伸(stretching)改變表面結構的樣貌，比如經縱向延伸程序與橫向延伸程序產生所需的模內標籤熱封層表面樣態，之後可使用電暈處理裝置執行一電暈處理程序執行表面處理改變物理特性，使模內標籤能適於印刷、塗佈、上膠、貼合等不同之加工用途。

根據較佳實施例，上述模內標籤整體膜厚為60微米至 120微米，整體密度為0.50至1.05g/cm³ ，交錯且連續排列之複數個凸起微結構形成由多種形體循交錯連續排列之溝紋，溝紋之溝深為8微米至14微米、溝間距為10微米至1000微米，而各微結構之直徑為1000微米至1600微米。

製作本發明模內標籤的基板製程可參考第六圖所示為雙軸延伸聚丙烯珠光合成紙及透明膜之製程系統示意圖。此例中，模內標籤可包括有三層結構，經三層共擠壓的製程產生，材料部份，以聚丙烯原料為主，並以下列實施例說明本發明方法，唯此並非以限定本發明專利之範疇。

製作上述本發明的模內標籤，其中熱可塑性樹脂基板備製採用一種共擠壓製程，以下列舉一實施例，並同時參閱第六圖所顯示的製程系統：

本發明提出之模內標籤可使用一雙軸延伸聚丙烯珠光合成紙及透明膜之製程，其中可採用三層結構，根據實施例之一，包括霧面紙面層/發泡中間層/接著層、亮面紙面層/發泡中間層/接著層、樹脂層/樹脂層/接著層，其中接著層所使用之原料如PP、LPPE、HDPE即可與PP、LPPE、HDPE之製瓶、罐材質，使模內標籤在吹瓶及射出成型之模具內作一體成型之接著，利用化學鍵結完成。

圖中系統前端顯示為一61或61’，其中標號為61者為珠光合成紙製造之可抽氣式具側供料裝置之雙螺桿抽出機裝置，此押出機裝置61具有一台具側供料裝置之可抽氣式雙螺桿主押出機611及二台具側供料裝置之可抽氣式雙螺桿副押出機613a,613b，其溫度設定條件受樹脂組合物之原料組合、MFI、結晶度及生產線速、產品厚度之不同而異。特別的是，執行押、延製程後，可以表面具有特定刻痕的 壓印裝置執行壓印，如壓印滾輪，於模內標籤之可熱封樹脂層之表面形成交錯且連續排列之凸起結構，如實施例第三A圖至第三C圖所示的結構。

在另一實施例中，可應用透明膜製造之單螺桿押出機裝置61’，其中包括一台單螺桿主押出機615及二台單螺桿副押出機617a,617b，其溫度設定範圍也依原料種類、MFI、結晶度及生產線速、產品厚度之不同而異。

材料經押出機裝置61,61’成型與加熱之後，透過冷卻成型輪裝置62執行一冷卻程序，其中可採用水冷式或氣冷式冷却裝置，係對經高溫程序與三層共擠壓出之熔融擠壓物予以冷卻。特別的是，此製程之冷却溫度控制是否得宜，與其後製程步驟之順利與否，有甚大關連性。製程溫度通常視膜內標籤材料(如熱可塑性樹脂)之厚度及生產線速而定，可在此範圍內適度調整。

經冷卻成型後，製程將成型的材料基板送入縱向延伸裝置63，執行縱向延伸程序，其中可以特定溫度(視所需製得之模內標籤材料厚度及生產線速而定)預熱，使材料軟化，再以二段作低速及高速延伸，賦予模內標籤在縱向之機械強度，再予以回火定形。

之後，將經過縱向延伸之後的材料送入橫向延伸裝置64，執行橫向延伸程序，對經上述縱向延伸後之較薄材料可於一特定溫度(視材料厚度及生產線速而定)予以預熱軟化，再作此一橫向延伸，最後再予回火定形，使珠光合成紙作部份回縮增加尺寸安定性。此可依製品之特性要求而定。

之後，製程利用電暈處理裝置65處理，執行電暈處理 程序，主要目的是為使珠光合成紙及透明膜能改善紙面及膜面之物理特性，使能適於印刷、塗佈、上膠、貼合等不同之加工用途，處理功率以特定高週波放電裝置(視生產線速予調整)進行單面或雙面電量處理，使表面之潤濕張力達到特定值。

最後，經電暈處理後，產出的模內標籤將經一捲取裝置66成型，其中之一實施例是利用一金屬管將上述所生產完成之珠光合成紙捲取成特定寬度的成品，其後並可依視需要予以分條、切片、包成捲狀或片裝產品。

綜上所述，本發明提出一模內標籤與製作方法，利用壓印製程在模內標籤之熱封層表面形成具有交錯且連續排列之複數個凸起微結構，此熱封樹脂層結構有助於模內標籤與特定物品表面結合時，可以順利排出氣泡。

惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖示內容所為之等效結構變化，均同理包含於本發明之範圍內，合予陳明。

10‧‧‧模內標籤

12‧‧‧熱可塑性樹脂基礎層

13‧‧‧印刷物

14‧‧‧熱封樹脂層

15‧‧‧表面

20‧‧‧黏著層

22‧‧‧凸部

24‧‧‧凹部

30‧‧‧膜內標籤表面

301‧‧‧凸起部

303‧‧‧平面

40‧‧‧可塑性材料

42‧‧‧壓印滾輪

421‧‧‧表面刻痕

401‧‧‧表面紋路

61,61’‧‧‧押出機裝置

611‧‧‧可抽氣式雙螺桿主押出機

613a,613b‧‧‧可抽氣式雙螺桿副押出機

615‧‧‧單螺桿主押出機

617a,617b‧‧‧單螺桿副押出機

62‧‧‧冷卻成型輪裝置

63‧‧‧縱向延伸裝置

64‧‧‧橫向延伸裝置

65‧‧‧電暈處理裝置

66‧‧‧捲取裝置

步驟S501~S509‧‧‧模內標籤製作流程

第一圖顯示習知技術模內標籤之側面示意圖；第二圖顯示為習知技術模內標籤之表面結構示意圖；第三A圖顯示為本發明模內標籤之表面結構示意圖之一；第三B圖顯示為本發明模內標籤之表面結構示意圖之二；第三C圖顯示為本發明模內標籤之表面微結構圖； 第四圖顯示為利用滾輪壓印製作模內標籤之示意圖；第五圖顯示為本發明製作模內標籤之流程圖；第六圖所示為雙軸延伸聚丙烯珠光合成紙及透明膜之製程系統示意圖。

Claims (9)

1. 一種模內標籤，包括：一基板；一印刷層，係形成於該基板之一第一表面，用以呈現印刷內容；一熱封層，係形成於該基板之一第二表面，透過一加熱、壓印與冷卻程序於該熱封層上形成交錯且連續排列之複數個凸起微結構，以形成複數個空氣導出路徑；其中，於該模內標籤結合於一物品表面時，透過該熱封層上交錯且連續排列之該複數個凸起微結構有效導出空氣；該模內標籤整體膜厚為60微米至120微米，整體密度為0.50至1.05g/cm³ 。
2. 如申請專利範圍第1項所述之模內標籤，其中該基板為由一熱可塑性樹脂材料製作之基礎層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之模內標籤，其中該熱封層由一熱可塑性樹脂材料製作。
4. 如申請專利範圍第3項所述之模內標籤，其中該交錯且連續排列之該複數個凸起微結構係透過一具有表面刻痕的滾輪執行該加熱、壓印與冷卻程序所形成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之模內標籤，其中該交錯且連續排列之複數個凸起微結構形成由多種形體循交錯連續排列之溝紋。
6. 如申請專利範圍第5項所述之模內標籤，其中該溝紋之溝深為8微米至14微米、溝間距為10微米至1000微米，而各微結構之直徑為1000微米至1600微米。
7. 一種製作如申請專利範圍第1項所述之模內標籤之製作方法，包括：備置一熱可塑性樹脂基板；施加一熱可塑性樹脂材料於該熱可塑性樹脂基板之表面；備置一具有表面刻痕的壓印裝置；利用該壓印裝置執行一加熱、壓印與冷卻程序，透過該具有表面刻痕的壓印裝置在該熱封樹脂層上形成交錯且連續排列之複數個凸起微結構；以及一形成於該熱可塑性樹脂基板之印刷層、該熱可塑性樹脂基板與該熱封樹脂層結合形成一模內標籤。
8. 如申請專利範圍第7項所述之模內標籤製作方法，其中該加熱、壓印與冷卻程序更包括：使用一押出機裝置執行一押出製程，包括一加熱程序；使用一冷卻成型輪裝置執行一冷卻程序；使用一縱向延伸裝置執行一縱向延伸程序；使用一橫向延伸裝置執行一橫向延伸程序；以及使用一電暈處理裝置執行一電暈處理程序；藉此，經上述各程序產出該模內標籤之基板。
9. 如申請專利範圍第7項所述之模內標籤製作方法，其中經該加熱、壓印與冷卻程序形成該模內標籤，具有交錯且連續排列之複數個凸起微結構形成由多種形體循交錯連續排列之溝紋，該溝紋之溝深為8微米至14微米、溝間距為10微米至1000微米，而各微結構之直徑為1000微米至1600微米。