(57)【要約】【課題】  金型内ラベル用フィルム及び金型内ラベル方法を提供する。【解決手段】  配向されたポリマー金型内ラベル用フィルムは、熱間延伸、アニールされた無ライナー自己巻きフィルム層を含み、印刷のための表面層と熱活性化性接着剤を含む底層を有する。このフィルムの熱収縮性は、カールを最小化しそしてフィルムを慣用ラベル印刷プレスで印刷されうるようにするように厚さ方向でバランスされている。静電防止剤は、熱活性化性接着剤を含む底層のための装填物中にのみ含まれてよい。ラベル付き吹込成形容器の製造において、そのフィルムから作られたシート及びフィルムは、何らの補強裏打材が存在しなくても正確な位置合せ及び寸法及び定位安全性を保持しつつ高速度で取扱うことができ、それでもラベルはシャンプーびんのような変形性容器で良好に機能する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの複数のフィルム形成性樹脂装填物を同時押出し、それらの装填物を同時押出して、それにより表面側及び裏面側を有する多層押出物の形の構造体を形成するように同時押出し、それらの装填物を上記表面側に印刷可能表面をそして上記裏面側に熱活性化接着剤を与えるように予め選択し、上記押出物を熱闇延伸及びアニールしてそれにより縦方向剛性格差を与えまたその独立フィルムの押出物の寸法安定性を向上させ、その独立フィルム押出物の表面側に印刷しそしてその押出物を熱またはＵ．Ｖ．のような乾燥手段に露出してインキを乾燥させ、独立フィルム押出物を個々のラベルの形にダイ切断し、そして連続する加工物品及び金型表面が熱の存在下に一緒にされてそれにより接着剤が活性化されそして加工物品と接触されるときにそれらの加工物品に接合されるようにするために金型の成形表面上にラベルを順次に配備する、工程からなる金型内ラベリング方法。
【請求項２】
押出物は接着剤が活性化される温度よりも高いアニール温度を有し、熱間延伸及びアニールの工程は押出物と接触するロール手段を含む加熱及び冷却手段を横切って押出物を通過させライン速度、加熱及び冷却手段の温度及び熱接触する側面によって確立された時間・温度・方向条件下で押出物に熱を与え押出物から熱を除去することを含み、その熱間延伸及びアニールの工程は、さらに、その時間・温度・方向条件を制御して押出物の厚さの少なくとも過半を延伸後に、そのアニール温度より上に加熱して、アニール温度が接着剤の活性化温度よりも高いにもかかわらず接着剤をロール手段へ粘着させないことを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
加熱及び冷却手段は、押出物が通過させられる一連の相対的に高温及び低温のロールからなる請求項２記載の方法。
【請求項４】
熱間延伸及びアニールの工程は、押出物の表面側を、接着剤の活性化温度よりも高い温度に加熱された加熱及び冷却手段によって加熱することにより、その加熱及び冷却手段から構造体に対して、熱が接着剤を貫いて流通しないように、熱を与えることを含む請求項２記載の方法。
【請求項５】
押出物は接着剤が活性化される温度よりも高い軟化温度を有し、また押出物が活性化される温度よりも高い軟化温度を有し、また押出物は接着剤が活性化されるよりも高いアニール温度を有し、熱間延伸及びナニールの工程は、押出物と接触するロール手段を含む加熱及び冷却手段を横切って押出物を通過させそれによりライン速度、加熱及び冷却手段の温度及び熱接触の側面によって確立される時間・温度・方向条件下に押出物に熱を与え押出物から熱を除去することを含み、さらに熱間延伸及びアニールの工程はその時間・温度・方向条件下を制御して、押出物の厚さの少なくとも過半を、延伸に先立って接着剤をロール手段に粘着させることなく押出物の軟化温度以上に加熱し、そして延伸後に押出物の厚さの少なくとも過半をそのアニール温度以上に加熱し、その軟化温度及びアニール温度の両者が接着剤の活性化温度以上であるにもかかわらず接着剤をロール手段に粘着させないことを含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
熱間延伸及びアニールの工程は、押出物の表面側を、接着剤の活性化温度よりも高い温度に加熱された加熱及び冷却手段によって加熱することにより、熱を接着剤を介して流動させずに、加熱及び冷却手段から熱を構造体に与えることを含む請求項５記載の方法。
【請求項７】
加熱及び冷却手段は押出物が通過させられる一連の相対的に高温及び低温のロールからなり、そして押出物の表面側と接触するためのアニールロールを含む請求項２，４または５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
金型は吹込金型であり、加工物品は吹込みされ成形表面に向けて膨張される請求項１記載の方法。
【請求項９】
予備選択工程は、それらの装填物が主要割合の類似物質を含みかくして押出物のそれぞれの側で、熱間延伸後の押出物のカーリングを制限するのに充分な程度にまで熱収縮性をバランスさせるように予め選択することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
予備選択工程は、熱活性化性接着剤を含む層のための装填物に静電防止剤を与えることを含む請求項１または９記載の方法。
【請求項１１】
押出物を熱間延伸及びアニールして、押出物に縦方向剛性格差を与える請求項１記載の方法。
【請求項１２】
押出物を約２：１ないし約８：１の範囲内の延伸比で一軸熱間延伸することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１３】
押出物を約４：１ないし約６：１の範囲内の延伸比で一軸熱間延伸することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１４】
熱間延伸及び印刷の工程の間に、押出物の自己ロール化、自己ロール化押出物の移送、及び自己ロール化押出物の巻き出しが含まれる請求項１記載の方法。
【請求項１５】
延伸及びアニールされた独立フィルム押出物は約４０ないし約１３０の範囲内の縦方向ガーレイ剛性値及び約２０ないし約６５の範囲内の横方向ガーレイ剛性値を有する請求項１記載の方法。
【請求項１６】
延伸及びアニールされた独立フィルム押出物は約６５，０００ｐｓｉよりも大きな引張弾性値を有する請求項１記載の方法。
【請求項１７】
延伸及びアニールされた独立フィルム押出物は約４５より大きな縦方向ガーレイ剛性値を有する請求項１または１６記載の方法。
【請求項１８】
延伸及びアニールされた独立フィルム押出物は、約８５０％より小さい縦方向破断伸率を有する請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
延伸及びアニールされた独立フィルム押出物は、約７０°Ｆ（２１℃）から約１５０°Ｆ（６６℃）の範囲の温度においてフィルム幅直線インチ当り約３ポンドのフィルム引張負荷を含む慣用印刷プロセスの機械的及び熱的応力に耐えるのに充分な縦方向の引張弾性率及び剛性値を有する請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
延伸及びアニールされた独立フィルム押出物はその横方向ガーレイ剛性値よりも大きな縦方向ガーレイ剛性値及び約８５０％よりも小さい縦方向破断伸率を有する請求項１記載の方法。
【請求項２１】
フィルム形成性樹脂の少なくとも２つの複数の単層を結合して表面側と裏面側とを有しその表面側に上層そして裏面側に底層を有するラベル用フイルムを形成し、その結合工程前、その間もしくはその後に、第１の単層を熱間延伸及びアニールしてそれにより縦方向剛性格差を与えそして形成されるべき、形成されている、または形成されたラベル用フィルムの寸法安定性を向上させ、上記のすべての工程の前にラベル用フィルムの表面側に印刷可能な表面を与えるように上層用の材料を予備選択し、そしてラベル用フィルムの裏面側に熱活性化接着剤を与えるように底層用の材料を予備選択し、上記結合、熱間延伸及びアニールの工程の後に、フィルムの表面側を印刷し、そしてそのフィルムを熱またはＵ．Ｖ．のような乾燥手段に露出してインキを乾燥させ、フィルムを個々のラベルの形にダイ切断し、加工物品と金型の成形表面とが熱の存在下に一緒にされてそれにより接着剤が活性化され加工物品と接触されるときに、連続的な加工物品に結合させるために金型の成形表面上にラベルを順次に配備する、工程からなる金型内ラベリング方法。
【請求項２２】
少なくとも２つの複数の単層を結合する工程は、フィルム形成性の少なくとも２つの複数の装填物を同時押出してそれにより第１の単層及び第２の単層を多層押出物の形の構造体として形成することを含む請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
同時押出工程は第１及び第２の装填物の中間に第３の装填物を同時押出して、印刷可能表面と接着剤との中間にコアまたは中心層をもつ多層同時押出物を形成することを含む請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
フィルムは接着剤が活性化される温度よりも高いアニール温度を有し、熱間延伸及びアニールの工程はフィルムと接触するロール手段を含む加熱及び冷却手段を横切ってフィルムを送り、それによって、ライン速度、加熱及び冷却手段の温度及び熱接触の側面によって確立される時間・温度・方向条件の下でフィルムに熱を与えそしてフィルムから熱を除去することを含み、その熱間延伸及び冷却の工程は、さらに、時間・温度・方向条件を制御して、延伸後に、フィルムの厚さを少なくとも過半をそのアニール温度に加熱し、そのアニール温度が接着剤活性化温度よりも高いにもかかわらず接触剤をロール手段に粘着させないことを含む請求項２１，２２または２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
加熱及び冷却手段は、押出物が通過させられる一連の相対的に高温及び低温のロールからなる請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
熱間延伸及びアニールの工程は、加熱及び冷却手段によってフィルムの表面側を接着剤の活性化温度よりも高い温度に加熱し、それにより、接着剤を介して熱を流動させずに構造体に加熱及び冷却手段から熱を与えることを含む請求項２１記載の方法。
【請求項２７】
加熱及び冷却手段は、押出物と接触する相対的に高温及び低温の一連のロールからなり、そして押出物の表面側と接触するためのアニールロールを含む請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
フィルムは接着剤が活性化される温度よりも高い軟化温度を有し、フィルムはまた接着剤が活性化される温度よりも高いアニール温度を有し、熱間延伸及びアニールの工程はフィルムと接触するロール手段を含む加熱及び冷却手段を横切ってフィルムを通過させ、それによりライン速度、加熱手段温度及び熱接触の側面によって確立される時間・温度・方向条件下でフィルムに熱を与えフィルムから熱を除去することを含み、さらに熱間延伸及びアニールの工程は、時間・温度・方向条件を制御して、延伸の前にロール手段に接着剤を粘着させることなくフィルムの厚さの少なくとも過半をその軟化温度以上に加熱し、そして延伸後にフィルムの厚さの少なくとも過半をそのアニール温度にまで加熱し、軟化温度及びアニール温度の両者が接着剤活性化温度よりも高いにもかかわらず接着剤をロール手段に粘着させないことを含む請求項２１，２２または２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
加熱及び冷却手段は押出物と接触する一連の相対的に高温及び低温のロールからなり、そして押出物の表面側と接触するためのアニールロールを含む請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
金型は吹込金型であり、加工物品は吹込まれ成形表面に向けて膨張される請求項２１記載の方法。
【請求項３１】
熱間延伸及びアニールの工程は接着剤の活性化温度よりも高い温度にまで加熱された加熱及び冷却手段によってフィルムの表面側を加熱し、それにより熱を接着剤を介して流動させずに構造体に対して加熱及び冷却手段から熱を与えることを含む請求項２８記載の方法。
【請求項３２】
結合工程及び熱間延伸及びアニール工程は、ラベル用フィルムが連続的に製造されるように１順次に実施される請求項２１記載の方法。
【請求項３３】
予備選択工程は主要割合の類似物質を含むようにそれらの装填物を予備選択してラベル用フィルムの各側面における熱収縮性を、熱間延伸後のフィルムのカーリングを制限するのに充分な程度にまでバランスさせることを含む請求項２１記載の方法。
【請求項３４】
第１の単層を約２：１ないし約８：１の範囲内の延伸比で一軸熱間延伸することを含む請求項２１記載の方法。
【請求項３５】
熱間延伸工程と印刷工程との間に、ラベル用フィルムの自己ロール化、自己ロール化ラベル用フィルムの移送、及び自己ロール化ラベル用フィルムの巻出しを含む請求項２１記載の方法。
【請求項３６】
ラベル用フィルムが約４０ないし約１３０の範囲内の縦方向ガーレイ剛性値及び約２０ないし約６５の範囲内の横方向ガーレイ剛性値を有する請求項２１記載の方法。
【請求項３７】
ラベル用フィルムは約６５，０００ｐｓｉよりも大きな引張弾性値及び約８５０％より小さい縦方向破断伸率を有する請求項２１記載の方法。
【請求項３８】
ラベル用フィルムは、約７０°Ｆ（２１℃）ないし約１５０°Ｆ（６６℃）の範囲の温度でフィルム幅の直線インチ当り約３ポンドのフィルム引張荷重を含む慣用印刷プロセスの機械的及び熱的応力に耐えうるようにするのに充分に大きな縦方向引張弾性及び剛性値を有する請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
底層が静電防止剤を含む請求項２１記載の方法。
【請求項４０】
フィルムの表面側に上層をそしてフィルムの裏面側に底層を与える第１及び第２の単層からなる配向されたポリマー金型内ラベル用フィルムであって、その上層はインキ印刷可能でありそして底層は熱活性化性接着剤を含み、少なくとも第１の単層が熱間延伸及びアニールされており、第１及び第２の単層が結合されて無ライナー自己巻フィルムの形のフィルムを形成し、フィルムの各側面における熱収縮性はフィルムのカーリングを制限するのに充分な程度までバランスされており、巻フィルムは、巻出し可能でありそして印刷プレス、熱発生インキ乾燥手段及びダイ切断手段で独立、自立性フィルムとして加工可能である、上記金型内ラベル用フィルム。
【請求項４１】
上層及び底層がそれぞれオレフィン重合体と、オレフィンモノマー及びエチレン不飽和カルボン酸もしくはエチレン不飽和カルボン酸エステルコモノマーの共重合体とのブレンドからなる主要割合を含む請求項４０記載のフィルム。
【請求項４２】
上層及び底層がそれぞれポリプロピレン重合体と、エチレンモノマー及びエチレン不飽和カルボン酸もしくはエチレン不飽和カルボン酸エステルコモノマーの共重合体とのブレンドからなる主要割合を含む請求項４０記載のフィルム。
【請求項４３】
上層及び底層がそれぞれポリプロピレン重合体とエチレン・酢酸ビニル共重合体とのブレンドを５０重量％より多く含む請求項４０記載のフィルム。
【請求項４４】
フィルムが約４０ないし約１３０の範囲内の縦方向ガーレイ剛性値及び約２０ないし約３５の範囲内の横方向ガーレイ剛性値を有する請求項４０記載のフィルム。
【請求項４５】
フィルムが約６５，０００ｐｓｉよりも大きな縦方向引張弾性率値を有する請求項４０記載のフィルム。
【請求項４６】
フィルムが約４０よりも大きい縦方向ガーレイ剛性値を有する請求項４０または４５記載のフィルム。
【請求項４７】
フィルムが約８５０％よりも小さい縦方向破断伸率を有する請求項４６記載のフィルム。
【請求項４８】
フィルムが、約７０°Ｆ（２１℃）ないし約１５０°Ｆ（６６℃）の範囲の温度においてフィルム幅の直線インチ当り約３ポンドのフィルム引張荷重を含む慣用印刷プロセスの機械的及び熱的応力に耐えうるようにするのに充分に大きい縦方向引張弾性率及び剛性値を有する請求項４７記載のフィルム。
【請求項４９】
底層が静電防止剤を含む請求項４０記載のフィルム。
【請求項５０】
請求項４０によるフィルムから作られた金型内ラベルを有する吹込成形プラスチック容器。
【請求項５１】
容器がポリオレフィン製であり、そしてフィルムの上層及び底層がそれぞれ、オレフィン重合体と、オレフィンモノマー及びエチレン不飽和カルボン酸もしくはエチレン不飽和カルボン酸エステルコモノマーの共重合体とのブレンドから一なる主要割合を含む請求項５０記載の容器。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】  この出願は１９９１年９月９日出願の出願第０７／７５６，５５６号の部分継続出願である。
この発明は、吹込成形プラスチック容器にラベルを付けるようにした種類の金型内ラベルを用いる金型内ラベリングに関する。この種のラベリング方法及び物品は、容器成形工程中に容器を成形する金型内の所定位置にラベルが保持されるので、「金型内」と称される。
【０００２】  本発明は、紙や紙様のラベルを用いるよりもむしろポリマーラベルを用いる金型内ラベリングに適用される。ポリマーラベルは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のようなプラスチック樹脂を吹込成形することにより製造される容器のラベリングにおいて紙ラベルよりもすぐれた多くの審美的及び機能的利点を与える。ＨＤＰＥスクィーズボトルのようなプラスチックボトルを髪シャンプーのような製品を包装するのに使用する場合、ポリマーラベルは一般に、紙ラベルを用いる包装よりも一層魅力的である。多くの応用においてポリマーラベルの使用は、外観、取扱い、性能、耐湿性、適合性、耐久性及びラベルされる容器との相容性のために、必要とされる。またポリマーラベルは、ラベル標識のみが消費者に視えるような透明ないし実質的に透明なラベルを可能とする。
【０００３】  金型内ラベリングは、プラスチック容器にポリマーラベルを付けるために過去に一般的に使用された方法よりも著しい利点を有する。これらの従前の方法で最も共通的なものは、ライナー担持式感圧接着ラベル、またはライナー担持式熱活性化性接着ラベルの使用を伴なう。ライナー担持式ラベルを作るには、積層工程を実施して、ラベル材のウエブと、キャリヤーまたは剥離ライナーとして機能するシリコーン被覆ペーパーとの間に接着剤の層を挟持し、そのラベル材を印刷し、インキを加熱エレメントまたは紫外線（赤外線の形の熱も発生する）によって乾燥させ、その組合せを回転式ダイまたは平床切断機に通すことによりラベル材から個々別々のラベルを切断し、形成されたラベルを取り囲んでいる廃材またはトリムラベル材（及び対応する余剰の接着剤）を取り外し、廃棄またはリサイクルする。残るものは、剥離ライナー上に剥離可能に担持された個々のラベルの連続である。
【０００４】  キャリヤー担持式ポリマーラベルを用いるそのような以前の方法では、紙または紙様のキャリヤーまたは剥離ライナーは、ラベルの印刷及び熱または紫外線下でのインキ乾燥中、及びラベルのダイ切断及び高速印刷またはラベリングラインにおいてラベル材またはラベルに機械的及び／または熱的応力を掛けうるその他の操作中に、比較的伸長性で変形しうるポリマー材に対して寸法安定性を付与するために役立ちうる。寸法安定性を与えるためのかかるライナーの使用は、ラベル材またはラベルの変形及びその結果の連続高品質生産の妨害を防ぐ。
【０００５】  そのような以前の方法において、プラスチック容器のラベリングは、容器自体の製造と別個である。ラベリング装置において、ラベルが剥離可能に担持されている剥離ライナーは、ピール・バック縁周辺で後方へ引かれ、かくしてラベルを既成形プラスチック容器へ貼付するために次ぎ次ぎに配置する。そのような以前の方法で使用される剥離ライナーのコストは、ラベルに関連する全材料コストのの可成りの部分であり、ラベル材自体のコストに近いことさえありうる。従って、剥離ライナーの使用は、著しい経済コストを伴なう。さらには、ライナーは、それがラベルを分配するのに使用されてしまうやいなやほとんどまたは全く回収価値がないスクラップとなる。非回収スクラップの処理は、生態学的コストを生じさせる。
【０００６】  そのような以前の方法に伴なう廃材またはトリムラベル材の母体は、さらに、トリム（ラベル材のみでなく接着剤をも含む）が完全にはリサイクルできない点で経済及び生態学的コストをも伴なう。トリムがある程度リサイクルされえたとしても、材料を取扱いそしてリサイクルに随伴する汚染を防止するコストは、実際的な経済及び生態学的コストを伴なう。
紙ラベルに関しては、金型内ラベリングはしばらくの間広く実用されてきた。ポリマーラベルに関しては、金型内ラベリングは、剥離ライナーまたはキャリヤーが使用されなければならない前述の従来方法に代るものとして提案されてきている。ポリマーラベルを用いる金型内ラベリングは、剥離ライナーまたはキャリャーの使用を回避し、従ってキャリヤー及び母体処理または意図されるリサイクルに関連する経済及び生態学的コストを回避するであろう。
【０００７】  ポリマーラベルを用いての金型内ラベリングにおいて、自立または独立フィルムポリマーラベル材（すなわち、ライナー無しポリマー材）は、熱活性化性接着剤と結合され、印刷され、ダィ切断され、そして、例えば一連または一積の無ライナーラベルの形でマガジン充填されることにより、あるいはその他の手段により配備のため配置されるであろう。次いでポリマーラベルは、加工物（押出パリソン）が吹込みされ金型成形表面に向けて膨張され、そして熱活性化性接着剤を活性化させるときに、連続している高温加工物に接合されるべく、吹込金型の成形表面に配備されよう。
【０００８】  ライナー担持式ラベリングよりも金型内ラベリングが有利であるにもかかわらず、ポリマーラベルを用いての金型内ラベリングの商業的な成功成就は、紙ラベルを用いての金型内ラベリングにおいて見られないいくつかの問題によって妨げられている。一つは、慣用印刷プレス機との許容しうる程度の相容性がないことである。ラベル工業において用いられる慣用印刷プレスでのラベル材の印刷は、プレス内でのラベル材の移動及びインキの乾燥に付随する可成りの機械的及び熱的応力をラベル材に掛ける。紙材は、紙材がライナーと一体であるかないかにかかわらず、これらの応力に比較的簡単に耐える。またライナー担持式ポリマー材が印刷されるときにも、その紙キャリヤーの寸法安定性は、熱の下で伸長し、変形し易いポリマー材の寸法保全性を維持するために依存されうる。しかしながら、金型内ラベリングのために適当な独立フィルムポリマーラベル材が印刷されるときには、そのような依存物がない。しかし、金型内ラベリング製品及び方法が、そのような慣用印刷プレスの使用と相容性でない限り、時代遅れの現存プレスの脅威は包装工業での金型内ラベリングの広範な受け入れに対する強力な経済的障害を呈する。
【０００９】  紙ラベルを用いての金型内ラベリングについては、印刷された無ライナー紙ラベル材をダイ切断して個々のラベルとし、個々のダイ切断されたラベルを金型中に配備のために配置する方法は、印刷されたラベル材をシーティングして、それらのシートを積み重ね、パンチダイスを用いて積重ねシートから個々のラベルの積重体を作り、個々のラベルの積重体をマガジン充填するが、すべては適正な位置調整及び位置合せを維持しつつなされる。紙の固有の寸法安定性及び剛さはこのプロセスの達成の助けとなる。しかし、同様の手順を用いてのポリマー材でのラベリングは、ポリマーラベルでの金型内ラベリングの採用を妨げる別の問題、すなわち、プロセスでの加工物の物理的取扱いに関する要件に適合させる問題を呈する。一つの要件は、無ライナーの印刷済のシーティングされたポリマー材はダイ切断が正確であるように位置合せされて一層一層積み重ねられうることである。もう一つの要件は、個々の無ライナーラベルがマガジンから信頼性ある方式で一つ一つ分配され、また高速トランスファー手段によって金型内の所定位置へ急動されるときにはためいたり変形したりしないことである。
【００１０】  無ライナーラベル材及び個々のラベルはこれらの要件に適合しなければならないが、さらには容器の屈折やスクイズにかかわらず接着される成形容器に従い続けるように充分に柔軟性でなければならない。
もう一つの問題は、静電荷の存在は取扱いを妨害しそして正確な積み重ね及びダイ切断を妨げることとなるので、静電荷の蓄積を防止しなければならないことである。静電防止剤の使用は公知であるけれども、それらの使用によって、印刷、成形及びラベル接着が妨害されてはならない。ラベル材の印刷後かつシーティング前にラベル材の表面に静電防止剤を局所的に適用することは一つの可能なことであるけれども、経費の嵩むめんどうな工程である。
【００１１】  ポリマーラベルを用いての金型内ラベリングについての最近の提案の一例は、ダッドレイの米国特許第４，８３７，０７５号に見出される。この特許において、多層同時押出物（同時押出層の一つとして熱活性化性接着剤の層を含んでいる）の形のポリマーラベル材が提供され、このものは金型内ラベリング操作中に高速自動装置によっての取扱いに耐えるように意図されている。しかし、ダッドレイは、慣用ラベル印刷プレスで変形を回避するようなやり方で独立フィルムラベル材を与えそして加工処理する問題を解決しようとしていない。彼は高速自動装置での取扱い中にしわの発生や折り曲がりを回避することの重要性を認識しているとはいえ、彼はそれを慣用印刷プレスの使用と調和するやり方でいかに達成するかについて解決していない。そればかりでなく彼は印刷に悪影響を与えずに静電荷を除くことの問題も解決していない。
【００１２】本発明
本発明は、上に検討された問題を克服する。本発明は、フィルム形成性樹脂の少なくとも二つの複数の単層を一体となして配向されたポリマー金型内ラベル用フィルムを形成することを意図しており、それらの単層の一つは熱活性化性接着剤を含んでいる。それらの単層は、一緒に加工処理されてラベル用フィルムを形成する同時押出層からなっていてよく、あるいはそれらの単層は、フィルムの配向の前、配向中または配向後に一緒にされる別々に作られた単層（複数及び／または単数）であってもよい。フィルムは、好ましくは、単軸延伸され、それにより縦方向に配向される。しかし、フィルムが縦及び横の両方向に延伸されてそれにより二軸配向されることは、意図されている。そのような場合、縦方向における延伸の度合は、横方向のそれよりも大きくしてそれにより縦方向でより大きな度合の延伸（及び剛さ）を与えるようにすべきである。本発明は、（１）材料の印刷に先立って（そして、接着剤の活性化温度は一般に熱間延伸及びアニールに伴なう加熱温度よりも低いとはいえ、接着剤を活性化させることなく）同時押出ラベル用フィルム、あるいはラベル用フィルム単層の一つまたはそれ以上を熱間延伸もしくは配向しそしてアニールもしくはヒートセットすること、（２）押出層または単層の熱収縮性を厚さ方向でバランスさせ、それよりカーリングを最小化させること、及び（３）接着剤含有層または単層のための装填材料中に静電防止剤を供給すること、の概念を、単独でまたは組合せて包含する。
【００１３】  第１の具体化において、ラベル用フィルムは同時押出しされ、次いで熱間延伸されそしてアニールされる。第２の具体化において、ラベル用フィルムの非接着剤単層または層は、別個に形成され、熱間延伸及びアニールの前または後に接着剤含有層または単層と一体化される。この開示の文脈によって別に指示されなければ、ラベル用フィルムの特性及び好ましい性質は、第１及び第２の具体化ラベル用フィルムに適用されうる。
【００１４】  本発明は、添付図を一緒に採用して以下のより詳しい記述から一層充分に理解されよう。添付図は非常に略図的または図解的であり、そのうちの図１は本発明で意図されている同時押出された金型内ラベルフィルムを図解的に示し；図２は本発明の方法で使用される同時押出、熱間延伸及びアニールラインのスケッチ図示であり；図３は、本発明の方法で使用される印刷、乾燥、シーティング及び積重ラインの図解的表示であり；図４〜７は本発明の実施の一手段において金型内ラベルをパンチ切断して個々のラベル積重体となすことを図解的に表示し；図８は成形操作における積重ラベルの使用を図解的に示し；図９は少なくとも一つの非同時押出層を有する金型内ラベル用フィルムの第２の具体化を図解的に示し；そして図１０は図２と同様な部分図であり、第２の具体化の金型内ラベル用フィルムの非同時押出層の押出被覆を示している。
【００１５】  図１に示されるラベル用フィルム１０は上層または表面層１２、熱活性化性接着剤を含む接着剤含有または底層１４、及び中心またはコア層１６からなる同時押出物である。数個の層のための装填物は図２に示されたような多重供給同時押出ダイ１８を介しての押出のために準備される。示された特定の例においては、フィルムがキャスト装置を去るときのフィルムの全厚は約２０ミルである。
【００１６】  本発明の実施に有用な種類のポリマー樹脂及び接着剤で典型的であるように、金型内ラベル用フィルムの材料の物理的性質は熱間延伸及びアニールによって向上される。熱間延伸は、フィルムの軟化温度と同じかまたはそれ以上の温度で実施され、フィルム配向を与える。そのような温度は、接着剤の活性化または軟化温度を超えることがある。アニーリングは、同じように、接着剤活性化温度を超える処理温度を伴ないうる。金型内ラベル用フィルム材料は、金型内ラベリンダプロセスを妨害しうるフィルムの収縮、緩和及び何らかの変形を避けるために、予期される使用温度よりも充分に高い温度でアニールされるべきである。従ってフィルム材料のアニール温度は、熱活性化接着剤が加工物品との接触により最終的に活性化される温度と等しいかまたはそれよりも高い。本発明の実施における熱間延伸及びアニールにおいて、押出物は一連の相対的に高温及び低温のロールを介して移行され、それらのロールは押出物と接触し、それにより、ライン速度、ロール温度、ロール寸法及び上記ロールと接触する押出物の側面によって確立される時間・温度・方向条件の下で押出物に熱を与えそして押出物から熱を除去する。本発明の一つの重要な態様によれば、時間・温度・方向条件は、延伸に先立って押出物の厚さの少なくとも過半をその軟化温度以上に加熱し、その際にその接着剤に接触する一連の加熱及び冷却ロールのいずれかに接着剤が粘着する程度にまで接着剤を活性化させることがなく、またそのような条件は延伸後に押出物の厚さの少なくとも過半をそのアニール温度に加熱し、しかも一連のロールのいずれかへの接着剤の粘着が生じる程度にまで接着剤を活性化させることがないように制御される。これはアニール温度及びおそらく軟化温度が、高温加工物品が接着剤に接触しそれを活性化させる温度と等しいかまたはそれよりも高いにもかかわらず、良好に行なわれうる。
【００１７】  これらの概念によれば、本発明の特定例において、押出ダイは４００°Ｆ（２０４℃）に維持される。押出されたフィルムは、１００°Ｆ（３８℃）に維持されかつエアナイフ１９を備えたキャスティングロール２１に「接着剤上側」（すなわち上面側に層１４をそして底に層１２を配して）でキャストされる。フィルムはそのキャスティングロールの周囲に連続し、そして次いで７０°Ｆ（２１℃）に維持されたチルロール２２へ送られる。フィルムはそのチルロールの周囲に連続し、ロール２４の間を進行し、そして縦方向配向装置（ＭＤＯ装置）２５に入る。フィルムはこれらすべてのロールを１５フィート／分で通過移動される。
【００１８】  ＭＤＯ装置内でフィルムは縦方向に延伸され剛化される。フィルムは第１予熱ロール２６の周り、次いで第２予熱ロール２８の周りを通過させられる。これら両者のロールは２１５°Ｆ（１０１℃）に維持されており、この時点でフィルムは１５フィート／分で移動し続ける。フィルムの厚さの少なくとも実質的な部分はその軟化温度以上にまで加熱されかくして熱間延伸操作は良好に実施されうるが、時間・温度関係は、接着剤含有層中に含まれる熱活性化性接着剤は、たとえ予熱ロール２６及び２８がその熱活性化性接着剤の活性化温度以上の温度であっても、活性化されないような関係である。記載のこの特定例において、その活性化温度は約２００°Ｆ（９３℃）であるべきであり、なんとなればラベルが吹込金型中で適用される時点で層１４が２００°Ｆ（９３℃）のパリソンと接触されるときに良好な接着が達成されるようにその活性化温度は充分に低くなければならないからである。第２予熱２８を去った後、材料は低速引取ロール３１を、なおも１５フィート／分で移動する。次いで材料は高速引取ロールに向けて引かれ、そのロールは材料を７５フィート／分の速度で進行させる。従って、記載のこの特定例においては、材料が５倍延伸され、その２０ミルの初期厚さの約１／５、あるいは約４ミル、にまで引落される。２：１ないし８：１の延伸比は種々の状況下で有用でありうるが、約４：１及び６：１の間の比は今のところ好ましい。中間範囲は約３：１から約７：１にまで及ぶ。記載の特定例においては、引取ロール３１及び３２は両者共に２２５°Ｆ（１０７℃）に維持される。
【００１９】  記載の特定例においては、今や材料は７５フィート／分の速度でその進路を続ける。それが引張ロール対３１，３２を去るときに、その延伸された材料は、もしそれが機械的拘束のわずかな状態または全くない状態のときに加熱されると著しく収縮を受ける。プラスチック材料は、その初期長さの「記憶」を有し、加熱されたときにそれに戻る傾向があるといわれている。材料は、アニールロール３６のところで張力を掛けられた材料に熱を加えることによりこの傾向を除くためにキュアまたはアニールされるが、このアニールロールは記載の特定例では２４０°Ｆ（１１６℃）に維持される。接着剤側はロールから離れている（あるいは「上」にある）ので、それはアニールロール３６と直接に接触せず、従ってそのロールの高温度に直接には付されない。次いで材料は直接にチルロール３８へ移行する。このロール３８は１４０°Ｆ（６０℃）の温度に維持され、そして材料の接着剤含有層に直接に接触される。材料がロール３６及び３８を通過する際に、時間、温度及び接触する側面のすべては、熱活性化性接着剤の活性化を避ける役目を果す。熱間延伸操作の完了時にチルロール３８を去った後、材料は自己巻ロール３９の形で取り出すことができる。ロール３９は、普通そうであるようにラベル材が製造される場所と異なる場所でラベルそのものが製造される場合には、都合よく輸送され、貯蔵される。
【００２０】  材料のそのような一軸熱間延伸は、縦方向の剛性を実質的に増加させるが、材料を横方向において相対的に柔軟のままに残す。上に示したように、横方向における延伸及び剛性の度合よりも縦方向における延伸及び剛性の度合を大きくするように縦及び横方向間で満足しうる剛性格差を達成するためにアンバランスな二軸延伸を用いることも意図されている。延伸が二軸であるか一軸であるかにかかわらず、すなわち、横方向において延伸が（相対的に）小さいかあるいは全くないかにかかわらず、縦方向の延伸の度合は横方向のそれを超えるので、材料は縦方向において実質的に剛化されそして横方向において比較的柔軟のままである。従って、材料は、一軸または二軸延伸されたかにかかわらず、縦方向剛性格差を有すると称されうる。今日まで、縦方向における増加した剛性は改善されたラベリング生産／性能結果を与える傾向があり、上限は決定されていない。縦方向における剛性の現在のところ好ましい範囲は４０〜１３０ガーレイである。横方向剛性は縦方向剛性のほぼ半分またはそれよりもわずかに大きい、例えば２０〜６５である傾向がある。殊に良好な結果は、４５〜１２０の範囲内の縦方向ガーレイ及び２０〜６０の横方向ガーレイを有するフィルム材料を用いて得られている。ガーレイ剛性はＴＡＰＰＩ  Ｔ５４３ＰＭ−８４と指定される試験方法を用いてミリグラム単位で測定される。
【００２１】  一軸熱間延伸及びアニールは、紙ラベルを加工するのに使用されるタイプの慣用印刷技術の機械的及び熱的応力に耐えるのに必要な金型内ラベル用フィルムの引張特性の発現にも重要である。延伸及びアニールされたフイルムは約６５，０００ｐｓｉよりも大きい引張弾性率と約９５０％よりも小さい破断伸率を有すべきである。伸率及び弾性率を含む引張り特性はＡＳＴＭＤ  ８８２に示された方法を用いて測定される。
好ましくは、高温押出物の全厚は約２０ミルであり、熱間延伸に従って約４ミルの全厚を作る。現在のところ好ましい構造体において、表面すなわち上層１２及び接着剤含有すなわち底層１４は、それぞれ、熱間延伸されたフィルムの全厚の約１０パーセントをなし、従って中心層は厚さの約８０パーセントをなす。あるいは、表面及び底層の一方または両方が中心層よりも相対的に厚くてもよい。
白色（不透明）ラベルについての一実施例において重量百分率での層組成は下記の通りである。
【００２２】実施例１
上    ポリプロピレンホモポリマー            ５０
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ５０
中心  ポリプロピレンホモポリマー            ７０
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        １５
二酸化チタンコンセントレート          １５
底    熱活性化性接着剤                      ２５
静電防止剤                              ５
ポリプロピレンホモポリマー            ２５
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ４５
【００２３】  これらいろいろな層の種々のポリマー成分は、示されたポリマーの物理的ブレンドからなり、ブレンドは押出機へのペレット原料において及び押出プロセスにおいて行なわれる。二酸化チタンコンセントレートそれ自体は、重量で５０％のポリプロピレンホモポリマーと５０％の二酸化チタンとのブレンドである。このコンセントレートは押出原料への添加の便宜のためにペレット状で入手できる。
透明ラベルについての一実施例において、重量百分率での層組成は下記の通りである。
【００２４】実施例２
上    ポリプロピレンホモポリマー            ５０
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ５０
中心  ランダムポリプロピレンコポリマー      ６０
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ４０
底    熱活性化性接着剤                      ２５
ポリプロピレンホモボリマー            ２５
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ４５
静電防止剤                              ５
【００２５】  中心またはコア層のランダムポリプロピレンコポリマーは重量で約３〜５％のポリエチレンを含む。白色ラベル材は透明ラベル材よりもわずかに剛い。これは、二酸化チタンの剛化効果によるものと信じられる。透明ラベル材の剛性は相対的に低い剛性のエチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）に対するポリプロピレンの割合を増加させることにより、あるいは固有的に剛性の低いポリプロピレンコポリマーをポリプロピレンホモポリマーで置換することにより増加されうる。以下の実施例３において、コア層は実施例１の剛性と同様な剛性を達成するように改変される。
【００２６】実施例３
上    ポリプロピレンホモポリマー            ５０
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ５０
中心  ポリプロピレンホモポリマー            ８５
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        １５
底    熱活性化性接着剤                      ２５
ポリプロピレンホモポリマー            ２５
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ４５
静電防止剤                              ５
【００２７】実施例４
実施例４は実施例３の組成を約２２．５ミルの厚さで押出し、熱間延伸後に約４．５ミルの全厚となるようにした。実施例４のフィルムの層の相対的厚さは実施例１〜３のそれと同様である。
本発明のフィルムで使用するのに適当なフィルム形成性ポリマーは多くの商業源から得られる。ここで用いられるポリプロピレンホモポリマー及びコポリマー樹脂材料は、シェル・ケミカル社によってそれぞれＤＸ  ５Ａ９７及び６Ｃ２０の標示で販売されている。ＤＸ  ５Ａ９７樹脂は３．９ｇ／１０分のメルトフロー速度（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８Ｌ）、９０３ｋｇ／ｍ３の密度及び１５９０ＭＰａの曲げ弾性率（ＡＳＴＭ  Ｄ７９０Ａ）を有する。６Ｃ２０樹脂は１．９ｇ／１０分のメルトフロー速度（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８Ｌ）、８９５ｋｇ／ｍ３の密度及び８０６ＭＰａの曲げ弾性率（ＡＳＴＭ  Ｄ７９０Ａ）を有する。エチレン・酢酸ビニルコポリマーはクワンタム・ケミカル社からＵＥ６３１−０４の標示で販売されている。ＵＥ６３１−０４樹脂は２．５ｇ／１０分のメルトフロー速度（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８Ｅ）、９４０ｇ／ｍ３の密度及び１９重量％の酢酸ビニル含量を有する。
【００２８】  熱活性化性接着剤は、Ｈ．Ｂ．フーラー・オブ・ブルー・アッシュ（オハイオ州）により製品番号ＨＭ７２７で販売されている所有権製晶であり、エチレン・酢酸ビニルフポリマー（ＥＶＡ）、ポリエチレンワックス及びＨＤＰＥへの接着を達成するのに有効な粘着付与剤からなる。接着剤自体はうまく押出されるのには余りにも「水っぽく」すなわち低粘度であるが、ＥＶＡと良好に混合する。ＥＶＡは押出物を剛化させるが、押出後に加工するには余りにも粘着性であり、なんとなればそれはそれが暖かいときに接触する加工ロールに粘着して接着層を損傷させる傾向があるからである。ポリプロピレンの添加は、熱間延伸やその他の加工のためにすぐれた熱安定性を押出物に与える。またポリプロピレンの添加は、粘着性を抑制及び緩和して、時間・温度・方向条件を制御する概念により押出物フィルムを加工処理可能とし、かくして、接着剤の活性化温度がたとえガラス転移及びアニール温度より低くてもロールへの粘着を回避することが可能である。同時にポリプロピレンによって行なわれる厚さの低減は、例えばＨＤＰＥのプラスチック容器へのフィルムのすぐれた接着を妨害しない。ＥＶＡ及びポリプロピレンの割合は加工処理変動因子に調和するよう変えられうる。
【００２９】  静電防止剤は接着剤含量すなわち底層用装填物に配合されそれと均一にブレンドされる。使用される静電防止剤の量は個々の配合及び処理条件について変動可能であり、５％の使用量が典型的である。静電防止剤は、接着剤または下層用装填物にのみ添加されうるので効果的に使用される。従って、下層用装填物にのみ静電防止剤を添加することは、局部的に適用される静電防止剤の欠点を伴なわない使用の特殊性及び効率を与える。ある種の応用において、中心層用装填物ならびに底層用装填物に、あるいは中心層装填物のみに、静電防止剤を含ませることが有利であることもある。
【００３０】  前述の特定例において使用の静電防止剤は、ヘキスト・セラニーズから製品番号Ｅ１９５６で販売され、バルクで添加されると表面へブルームして、極めて微量の大気中水分を引き付ける親水性作用によって電荷を消散させる。接着剤層にのみ静電防止剤を添加することにより、ラベル印刷プロセスを妨害することがある表面層での水分の捕集が回避される。最も驚くべきことには、接着剤層表面に捕集された水分が金型内ラベリングプロセスにおいて容器へのラベルの接着を妨害しないことが見出された。水分が高い成形温度において気化または消散されると信じられるが、そのように少量は接着を妨害しないとも信じられる。
以下の実施例では、底層はポリエチレンと関連して使用するための適当な熱活性化性接着剤を与えることが判明したポリマーのブレンドからなる。白色（不透明）ラベルについて好ましい例において重量百分率での層組成は下記の通りである。
【００３１】実施例５
上    ポリプロピレンホモポリマー            ５０
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ５０
中心  ポリプロピレンホモポリマー            ７０
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        １５
二酸化チタンコンセントレート          １５
底    エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ５０
低密度ポリエチレン                    ５０
【００３２】  実施例５の上及び中心層の組成は、実施例１のものに相当するが、底層接着剤はエチレン・酢酸ビニル及び低密度ポリエチレンの５０／５０ブレンドからなっていた。適当な低密度ポリエチレンはテキサス州ダラスのレクセン（Ｒｅｘｅｎｅ）プロダクツ社によって標示ＰＥ１０１７で販売されている。ＰＥ１０１７樹脂は２．０ｇ／１０分のメルトフロー速度（ＡＳＴＭ  １２３８Ｅ）、９２０ｋｇ／ｍ３の密度及び２２０ＭＰａの割線モジュラス（ＡＳＴＭ  ６３８）を有する。残りのポリマー及び充填剤成分は前述のように得られる。
透明ラベルについての好ましい一実施例における重量百分率による層組成は下記の通りである。
【００３３】実施例６
上    ポリプロピレンホモポリマー            ５０
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ５０
中心  ランダムポリプロピレンコポリマー      ８０
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ２０
底    エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ５０
低密度ポリエチレン                    ５０
【００３４】  実施例６の上層組成は実施例２のそれに相当するが、中心層のポリプロピレンコポリマーの割合を増加して剛性をさらに増加させる。再びポリエチレン容器のための好ましい底層組成が実施例６で使用される。
ラベルの表面側を保護し、そして低い摩擦係数を有する改善された滑り特性を与えるために印刷ラベルに適用されたオーバーワニスの使用のほうを選んで、実施例５及び６の組成から静電防止剤を省く。低い摩擦係数は、ラベル同志が、ラベル積重及び配置を含む処理中に相互に交差して移動するときに蓄積される静電荷を対応して低減させ、かくして添加静電防止剤の必要性を除きまたは低減する傾向がある。
【００３５】  二つの外側層の組成が類似であることは注意されるべきである。その結果は構造体が構造体の両側面での熱収縮性に関して良くバランスされることである。そのような熱収縮性のバランス化は本発明の重要な概念である。
上述のように、現在のところ好ましい上及び底層配合は、オレフィンポリマーと、エチレン・酢酸ビニルコポリマーのような、オレフィンモノマー及びエチレン不飽和カルボン酸もしくはエチレン不飽和カルボン酸エステルコポリマーの共重合体と、のブレンドからなる。
フィルム層の組成は、好ましくは、生産中廃材等のリサイクル及び再破砕を可能とするように、好ましくは容器組成と相溶性であるべきである。また相溶性のラベル及び容器組成物は、消費者が使用後の容器及び一体のラベルのリサイクルを可能とする。
【００３６】  図３に図解的に示されるように、熱間延伸された材料は（このものは自己巻ロール３９の形で供給されうる）、印刷プレス４０で印刷または装飾されるが、印刷プレスにおいて材料は印刷自体に、または熱そのものへの露出によるかまたは赤外線をも発生する傾向がある紫外線への露出によるインキの乾燥に付随する機械的及び熱的応力に付される。
印刷及び乾燥に続いて、材料は、ペーパーバックラベル材のシーティングについて知られているのと同じやり方でシーティングされ、積み重ねられる。図面において切断は矢印Ｇで示される。切断シートは積み重ねられて積重体４４となる。積重体は１００または２００枚のシートを含みうる。説明の簡明のため、図面においては、シートの厚さは大きく拡大されており、積重体４４は従って比較的少数のシートのみから構成されているように示されている。積重体における各シートは、シーティングされた材料からダイ切断されるいくつかの個々のラベルのための材料を与えることが意図されている。記載された特定の例においては、９つのラベルが各シートから切断される。積重体中のシートは、極めて正確に相互に位置決めされかくしてシートから切断されるラベルが、プレス４０によって印刷されたパターンによってラベルの表面に現れる印刷に正確な位置で作らなければならない。
【００３７】  無ライナー非支持ラベル材が余りにも柔いと、ベルト、ガイドウェイ、ストップまたは同様なガイド手段（図示せず）によって柔いシートを何らかの正確度をもって案内制御位置決めすることが不可能であるため、正確な積重が妨げられる。一軸熱間延伸によって所望の剛性にまで無ライナー材を剛化させることは、以下にさらに詳しく検討されるように、正確な積重の達成を可能とする。
シートやそれから作られたラベルの正確な積重及びそれに続く取扱いは、シートまたはラベル上に静電荷が存在するならば、同じく妨げられる。底層中に存在する静電防止剤は静電荷を除去する作用をなす。上記の実施例において使用の静電防止剤において、この作用は底層の表面での極めて薄い水分層の生成を伴なう。この水分含有表面が、加工物品成形時に高温の加工物品の表面に接触したとしても、以下にさらに詳しく説明されるように、加工物品の成形及び接着剤の性能は、水分の飛散により何らかの検出される程度まで悪影響を受けない。
【００３８】  個々のラベルは、図４の底面図及び図５及び図６の側面図に見られるようにヘッド４８に担持された中空のパンチまたは切断ダイス４６によって公知の方法で形成される。切断ダイスは積重体４４からラベルをパンチ・アウトして、各切断サイクルで個々のいくつかの積重体５０を作る。記載の特定の例においては、個々のラベルの９つの積重体が各切断サイクルにおいて作られる。
あるいは印刷及び乾燥の後に、材料は、印刷プレスラインの終端部の回転スチールダイ（図示せず）に供給され、ラベルに切断されてもよい。切断されたラベル及び周辺廃材マトリックスが回転スチールダイから退出するときにそのマトリックスはラベルからある角度で引き離されるが、ラベルは積重体５０に捕集されるための一対の供給ベルト（図示せず）のニップ中へ前進移行を続けるのに充分な剛性である。従って、縦方向剛性は、直接ラベル切断及び分離プロセスにおいて利用され、このプロセスは図４，５及び６に関して記載したＧでの切断工程ならびにその他の工程を除く。
【００３９】  個々のラベルの積重体５０は、ペーパーバックラベルで従来用いられていたのと同じ方式で適当なラッピングまたは包装（図示せず）により安定化される。安定化された積重体５０は次いで吹込成形容器が製造されている場所（ラベルが製造される場所と異なる所にあることが多い）へ移動または輸送される。
容器製造の場所において、個々のラベルの積重体５０は、図８におけるマガジン５４によって図解例示されている公知のタイプの配布マガジンに装填される。例えば、ラベルは、バネ手段５６によってマガジンの前方へ進められ、そしてバネまたは機械的拘束リティナーフィンガー５８によりピック・オフのため軽く保持される。ロボット式ラベル供給ヘッド６０は積重体５０中の前面ラベルをピック・オフ（取り出す）ためにヘッドの中の手段（図示せず）によって前進するようにされ、ヘッド及び一枚の取出された（ピック・オフ）ラベル５０ａを開口吹込金型６４中へ移送シリンダー６１の作用によって移送運動するために引き戻され、そして金型の内表面へその取出されたラベルを適用しそれを解放するために再び前進されるようにした真空カップ６２を備えている。そのときラベルは、ラベル供給ヘッド６０が引き戻されるときに、真空ライン６６を介して金型壁に適用される真空によって金型内の定位置に正確に保持されうる。金型内部への真空ライン出口は、示されているように、金型の内表面と同一平面にあるようにして、ラベルが完全に金型キャビティの部分をなすようにしうる。換言すれば、好ましくはラベルを収容するために金型内側表面にくぼみがない。
【００４０】  ポリエチレンまたは類似の熱可塑性樹脂の高温加工物品すなわちパリソン（図示せず）は、金型の中に供給され、金型は閉じられ、そしてパリソンは公知の方式で膨張されて成形容器の成形を完結する。高温パリソンがラベルの接着剤含有底層１４と接触するときに、接着剤の活性化の引き金が引かれる。上記のように金型内ラベル用フィルムのアニール温度は、ラベルの収縮または変形を避けるために金型中の就役温度を超えるべきである。ラベルと容器との均等な結合を確保するために、金型内ラベル用フィルムの軟化温度かその就役温度に接近していることも望ましい。好ましいことであるが、ラベルが金型の内表面上（表面中ではない）にあるならば、ラベルはそれが接着される加工物品中に埋設されるに至る。従って容器表面と同一平面にあり、そして加工物品の構造的一体性を何ら検出される程度まで減ずることなく成形された加工物品または容器のための装填物の一部分に取って代り、従ってそれを節減するインセットレベルを有利に与える。前に示したように、底層中の静電防止剤が底層の表面に水分の存在を生じさせたとしても、それは底層が高温パリソンの表面と接触のときに飛散するはずであり、高温パリソンの温度は例えば２００°Ｆ（９３℃）であり、接着や成形に検出される悪影響は起らない。
【００４１】  ロボット式部品の回転運動を含むその他の機構が採用されうる。一般的に、回転運動が行なわれるか否かにかかわらず、そのようなラベル供給機構の要素は高速度運動する。ラベルが余りにも柔いと、それらは、はためき易く、適正な位置決めを妨げる。また柔いラベルはリティナーフィンガー５８をすり抜けて相互に流れる傾向があるので、一枚より多くのラベルが一時に取り出され（ピック・オフされ）るので、ピック・オフの信頼性がなくなってくる。自立または無ライナーラベルは補強用裏打材の利益なしで、それらの寸法及び位置完全性を保持すべきである。
【００４２】  今日までの経験は、縦方向における約４０ガーレイの最小剛性はこの目的を成就し、そして図３に示した初期の製造段階での積重体４４の形成における正確なシート位置合せを可能にするのに充分であることを示す。
前記の加工条件により、実施例１，２，３及び４の組成を同時押出し、熱間延伸し、そしてアニールして金型内ラベル用フィルムを得た。これらのフィルムの性質を下の表１に報告する。
【００４３】
【表Ｉ】
2005297558.tif 000003
【００４４】  実施例１〜６による組成を有するフィルムを高密度ポリエチレン容器の金型内ラベリングのために使用した。以下に記すように、印刷及びラベル転換プロセスは、慣用紙ラベル装置及び技術を用いて実施する。
ラベルは、ガーラス（Ｇａｌｌｕｓ）プレスのような典型的な紙ラベル印刷プレス及びＵＶ硬化インキを用いて印刷した。フィルムはプレス内で６．５インチ幅ウェブに約２０ポンドの最小力により引っ張り、直線インチ当り約３ポンドの負荷を掛けるようにした。ＵＶ硬化インキを用いたとしても、紫外線源は熱を発生し、プレスの硬化部分内の温度は室温（例えば約７０°Ｆ（２１℃））から約１４０〜１５０°Ｆ（６０〜６６℃）の範囲となりうる。実施例３のフィルムは紙ラベルについて使用されるものと類似の印刷条件を用いて印刷された。このフィルムは印刷位置合せの維持を可能とするに充分な寸法安定性を示し、そして過度に延伸や伸張してプロセスを妨げるようなことはしなかった。
【００４５】  印刷されたラベルを、前述のように慣用技術を用いてシーティングした。実施例１〜４のフィルムの接着剤または底層中の静電防止剤は、切断フィルム及びラベルの取扱い及び積み重ね中の静電荷問題を効果的に軽減及び／または除去した。実施例５及び６のフィルムにおいて使用のオーバー・ワニスは同様に静電荷問題を軽減及び／または除去した。
実施例１〜６のラベルは、典型的な生産速度で運転のシャトル及び回転の両方の成形機を用いて容器へ適用された。さらに詳しくは、ラベルは、約３０容器／分の速度で運転のベックム（Ｂｅｃｋｕｍ）ＢＥＴＭシャトル・ツウキャビティ吹込成形機及び約６０容器／分の速度で運転のグラハム（Ｇｒａｈａｍ）エンジニアリング・回転吹込成形機を用いて適用された。これらの応用においては、クアンタム・ケミカルによって指示番号５６０２で販売されているもののような低メルトフロウ・高密度ポリエチレン樹脂を、バレル出口で測定して３９０°Ｆ（１９９℃）のパリソン温度で成形した。ロボット式アームが、多重ラベル供給及び／またはラベル屈曲問題を生じることなく金型内にラベルを自動的に配置した。ラベルは、実質的に気泡を含まない接着界面に沿ってびんに接着した。このラベル付きびんはスクィズまたは変形をさせたときに、ラベルは、許容しえない屈曲またはしわの線を発生せずにびんに接着し従っていた。
【００４６】  図９を参照すると、改変ラベル用フィルム１００は、多層または一層の２枚またはそれ以上の単層を含む。フィルム１００は少なくとも１つの非同時押出単層または層を有する。開示の簡明のために、ラベル用フィルム１０及び１００の対応する層は、後者の照合番号に１００を加えることによって同様な番号付けがされている。
ラベル用フィルム１００は、上表面層１１２、中心すなわちコア層１１６及び追加底層１１７を含んでいる。底層１１７は以下に検討されるように省略されてもよい。多層フィルム単層１０１の底層１１７、あるいはそのような底層が存在しないときにはコア層１１６の露出表面は、非同時押出接着剤含有第２フィルム単層すなわち底層１１４に対して、押出コーティング、ホットロールコーティングまたは若干のその他の適当なフィルム結合技法によってタイコートを用いまたは用いることなく、固着される。
【００４７】  同時押出多層フィルム単層１０１は多重供給同時押出ダイ１８を介しての同時押出によって製造され、そしてラベル用フィルム１０と同じように加工処理され、従って実質的に同じ装置が図１０に示されるように使用される。第１のフィルム単層１０１は「底層１１７を上にして」（すなわち底層１１７を上方側にそして層１１２を下方側にして）製造される。従って、底層１１７は、第２のフィルム単層または底層１１４との結合のために都合よく上向きである。もちろん、第１のフィルム単層１０１は逆の配置でキャストされてよく、そして業界において周知のようにトランスファ・ボックス（図示せず）を用いてフィルムを裏返してもよい。
第２のフィルム単層または底層１１４は、ＭＤＯ装置２５での処理の間または後に第１のフィルム単層１０１と結合されうる。図１０において、底層１１４は、ＭＤＯ装置２５でのフィルム１０１の処理後に底層１１７上へ押出コートされることが示されている。
【００４８】  多層フィルム単層１０１は、フィルム１０に関して上述したものと同じようにしてＭＤＯ装置２５で縦方向に延伸され剛化される、しかし、ＭＤＯ装置２５における加工処理は、熱活性化性接着剤を含む第２の単層１１４が引き続き多層フィルム単層１０１と結合されることになっているために、この具体例では処理時間を短縮するためにより高い温度で行なわれる。従って下記のロール温度が用いられる：予熱ロール２６及び２８（２５０°Ｆ（１２１℃））、低速引取ロール３１（２６０°Ｆ（１２７℃））、高速引取ロール３２（２６５°Ｆ（１２９℃））及びアニールロール３６（２７０°Ｆ（１３２℃））。その後、フィルム１０１はチルロール３８との接触により冷却されるが、チルロールは約１４０°Ｆ（６０℃）の温度でありうる。もし第２のフィルム単層１１４が、ＭＤＯ装置２５での処理に先立って多層フィルム単層と結合されるのであれば、上述の時間・温度・方向関係は、接着剤を活性化させてロールへの粘着を生じさせることなく、熱間延伸及びアニールを行なうように採用できる。
【００４９】  図１０に示したように、第２の単層、すなわち底層１１４は、多層第１フィルム単層１０１の底層１１７上へ第２の単層すなわち底層１１４の１００％固形分ポリマー装填物をキャストするようにダイ１２１を用いて押出コートされ、それにより第２の単層を、熱闇延伸及びアニールされた第１フィルム単層と結合させる。
第１及び第２のフィルム単層１０１及び１１４を結合してラベル用フィルム１００を形成した後、そのフィルムはダイ１２１の下流側に配置された適当なチルロール（図示せず）で冷却される。その後、フィルム１００は、自己巻ロール１３９に引き取られる。あるいは、ＭＤＯ装置２５から出て来る冷却多層フィルム単層１０１はロール１３９に巻かれ、後で第２の単層または底層１１４でコートされるかその他の方法でそれと結合されうる。
【００５０】  多層フィルム単層１０１の一軸熱間延伸は、縦方向の剛性を実質的に増大させ、そして材料を横方向において比較的柔軟のままとしておいて、それが適用されるべき容器、例えば使用中に屈曲される変形可能プラスチック容器、との合致性を向上させる。また一軸熱間延伸及びアニールは、慣用紙印刷工程の機械的及び熱的応力に耐えるのに必要な引張特性の発現においても重要である。ラベル用フィルム１０について上述の剛性及び引張特性の有用かつ好ましい範囲は、多層フィルム単層１０１の熱間延伸及びアニールによって実施例７で得られるようなラベル用フィルムに適用される。第２の単層または底層１１４が比較的薄くＭＤＯ装置２５における処理からそれを省くことは、ラベル用フィルム１００の望まれる剛性及び引張特性の発現を妨げずあるいは著しくは抑制しないということは、了解されるべきである。
【００５１】  ラベル用フィルム１００の厚さは、ラベル用フィルム１０のそれと同様であり、そして同様な厚さ比が適用できる。多層単層１０１の底層１１７の厚さは、中心すなわちコア層１１６からの充填剤（例えば二酸化チタン）の移動を防ぐのに必要である厚さまで最小化される。従って層１１７の押出またはキャスト厚さは１ミルまたはそれ以下でありうる。中心層内に充填剤を閉じ込めておく必要がない場合には、層１１７を省略してフィルム１０の層構成と同様な層組成を有するラベル用フィルム１００を与えることができる。
以下の実施例は、フィルム１００に関して上述したような接着剤層をなす単層と後続工程で結合される無接着剤層の同時押出多層フィルム単層の使用を説明する。この実施例において、同時押出、無接着剤多層フィルム単層は、重量百分率で示された下記の組成を有する層から形成されている。
【００５２】実施例７
上    ポリプロピレンホモポリマー            ４９
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ４９
けいそう土                              ２
中心  ポリプロピレンホモポリマー            ４４
高密度ポリエチレン                    ２０
エチレン・酢酸ビニルコポリマー          ５
タルク                                ２６
二酸化チタンコンセントレート            ５
底    ポリプロピレンホモポリマー            ８９
エチレン・酢酸ビニルコポリマー          ９
けいそう土                              ２
【００５３】  実施例７におけるこれらの層の組成は、オレフィンポリマー類、及びエチレン・酢酸ビニルコポリマーのようなオレフィンモノマーとエチレン不飽和カルボン酸もしくはエチレン不飽和カルボン酸エステルとのコポリマー類が使用されている点で、実施例１〜６のものと同様である。ここでは、中心層が、テキサス州ヒューストンのソルベー・ポリマース社によって販売されている分別溶融、フィルム級樹脂からなる高密度ポリエチレンを含んでいる。増加した量のポリプロピレンを、さらなる剛性のために層１１７において使用する。中心層１１６における二酸化チタン充填剤は、所望される不透明または白色を与える。けいそう土はアンチブロック剤である。
【００５４】  無接着剤多層フィルム単層は、前述の条件を用いて同時押出された一高温同時押出物の全厚は約２０ミルであった。中心すなわちコア層は多層フィルム単層の厚さの過半（多層フィルム単層の厚さの８０％に等しい）をなし、そして上及び下層のそれぞれはその全厚の約１０％に等しい。この多層フィルム単層を５：１の比で熱間延伸し、前述の条件を用いてアニールした。この多層フィルム単層の延伸は予想された厚さ減少をもたらし、従って多層フィルム単層の厚さは約４ミルに低減された。
第２の単層すなわち底層のための装填物は、ＥＶＡベースの熱活性化性接着剤である前述のＨ．Ｂ．フーラー製品番号ＨＭ７２７のみから製造された。底層はＭＤＯ装置での処理後に多層フィルム単層の無接着剤層へ押出コートされた。接着剤層の押出厚は約１．３ミルであった。
【００５５】  実施例７によりもたらされるフィルムは、それらの層の組成が類似であるので熱収縮性に関して良くバランスされている。第１のまたは多層フィルム単層の底層の加入または省略は、検知できる程度にまでそのバランスに影響を与えないようである。有用なポリマー成分の範囲は実施例１〜６について上述したものに相当する。
フィルム１００の性質は下記の表ＩＩに報告されている。
【００５６】
【表ＩＩ】
2005297558.tif 000004
【００５７】  実施例７のフィルムを用いてラベルを作り実施例１〜６に記載されたものと同じやり方で金型内ラベルとして形成中に容器に適用した。このフィルム及び得られたラベルは満足な方式で作用することが見出された。
以下の比較実施例は、ラベル製造及び適用プロセスにおける主題フィルムの種々の物理的性質の効果を説明する。以下の比較実施例のそれぞれにおいて、組成は、金型内ラベル用フィルムを与えるため、示された全厚及び１０／８０／１０の相対層厚比を有する３層フィルムに、前述の同時押出、熱間延伸及びアニール方法を用いて形成された。
【００５８】比較実施例１Ｃ
上      ポリプロピレンホモポリマー            ５０
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ５０
中心    ポリプロピレンコポリマー              ３０
高密度ポリエチレン                    ３３
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        １５
タルク                                １５
二酸化チタン                            ７
底      ポリプロピレンホモポリマー            ５０
エチレン・酢酸ビニルコポリマー        ５０
【００５９】  比較実施例１Ｃの組成の３．５ミル厚金型内ラベルフィルムは、約４０ないし約４８の範囲内の縦方向ガーレイ剛性値を有した。その相対的に低いガーレイ剛性値及び静電防止剤の不存在によって、このフィルムの取扱特性はシーティング中に完全には満足すべきものではなく、切断フィルムは、均一に積み重られなかった。なんとなれば比較的に柔い切断フィルム片は互に容易に滑動せずまたそのような運動が存在する静電荷によって妨害されたからである。同じような理由で、このフィルムから作られ、前述の方式でグラハム・エンジニヤリングの回転吹込成形機において用いられたラベルは、ラベルが金型内に置かれるときに屈曲したり及び／またははねたりする傾向がある点で満足に配置しなかった。さらには、底層は高密度ポリエチレン容器に粘着しえなかった。
【００６０】  比較実施例２Ｃは、それが４ミルの全フィルム厚を有し、そして底層組成が下記の通りである以外、比較実施例１Ｃと、同じであった。ポリプロピレンホモポリマー・（５０）、エチレン・酢酸ビニルコポリマー（２５）及び熱活性化性接着剤（５２）。比較実施例２Ｃのフィルムは、約６０のガーレイ値を有しており、それは比較実施例１Ｃと同様にして処理されたときに満足にシーティングされ、配置された。しかし、ラベルと容器との合致を達成するのに充分な接着力が欠けていた。接着力の欠陥は容器及び隣接するラベル底面の間の界面にそっての気泡によって示される。比較実施例３Ｃは、ここの実施例１〜３の下層処方に対しての下層処方の改変、及び満足すべき接着力及び静電負荷特性の達成を含んだ。このフィルムは約６０の縦方向ガーレイ剛性値を有した。フィルムは満足すべきフィルム処理特性を有し、高密度ポリエチレン容器に適用されたときに許容しうる接着力及び合致特性を有するラベルをもたらした。しかしながら、おそらくタルクによる水吸収による表面斑が観察された。
【００６１】  比較実施例４Ｃは、ポリプロピレンホモポリマーをタルクに代えて用いるという比較実施例３Ｃの改変からなっていた。驚くべきことに、約６０から約８０までのさらなるガーレイの増加が得られた。この追加の剛性は有利であると信じられる。
【００６２】  表Ｉ及び表ＩＩに示されるように、一軸延伸は実施例１〜７のフィルムに寸法安定性を与えてその無ライナー加工処理を可能とする。さらに詳しくは本発明の一軸延伸技法はフィルムを安定化させ、上述のように例えば慣用印刷プロセスを用いてのラベル印刷のような無ライナーフィルム加工処理を促進する傾向がある。縦方向における比較的低い破断伸率及び大きな引張弾性率は、本発明の延伸技術に相関するフィルムの許容しうる寸法安定性を特徴付けるものと信じられる。
以下の表ＩＩＩを参照して、比較実施例５Ｃ及び６Ｃは市販の金型内ラベル用フィルムを含む。これらのフィルムは主として中密度ポリエチレンの多層同時押出ポリオレフィン構造からなると信じられる。
【００６３】
【表ＩＩＩ】
2005297558.tif 000005
【００６４】  剛性、引張及び伸特性によって示されるように、比較実施例５Ｃ及び６Ｃのフィルムは本発明におけるように熱間延伸されたものとは信じられない。しかしながら、比較実施例５Ｃ及び６Ｃのフィルムは、押出工程中の限定された程度のメルト配向を与えられうる。これらのフィルムの限定された配向は、もし存在するとすれば、それらのフィルムで遭遇する印刷問題に伴なうと信じられる縦方向における比較的低い引張弾性率及び伸特性をもたらす。さらに詳しくは、比較実施例５Ｃ及び６Ｃによるフィルムは、慣用印刷技法によって、印刷位置合せの維持及びフィルム取扱いを妨げあるいは実質的に抑制するような前述のプレス張力及び温度条件の適用時の印刷中に過度に伸びる傾向がある。従って、慣用印刷技法を用いての金型内フィルムの無ライナーフィルム処理は、約６５，０００ｐｓｉより大きな縦方向引張弾性率及び／または約８５０％より小さい破断伸率を必要とすると信じられる。
【００６５】  本発明は吹込成型容器の金型内ラベリングに関して例示され説明されたが、本発明は、容器または基板を、ラベルまたはその他のフィルム（例えば装飾フィルム）を配置された金型に押し付けて成形するのに用いられる場合のその他の熱成形技法、例えば射出成形、熱成形及びシートモールディング配合物成形において、直接に応用されることができ、またその利点は直接に享受される。
本発明の時間・温度・方向条件のラベルまたはその他のフィルム材への適用において、熱間延伸及びアニールのための熱エネルギーは、上述のような加熱ロール（オイルまたは電磁波加熱を有する）ならびに赤外線加熱ランプのような赤外線源及びこれらの組合せのような、当業で周知の、慣用フィルム加工処理装置によって与えられうることは了解されるべきである。本発明の時間・温度・方向条件は、すべてそのような加熱技法と関連して使用されうる。
【００６６】  この開示は例示のためであること、ならびにこの開示に含まれる公正な教示範囲から離れることなく細部細事を追加、改変及び除去することにより種々の変更がなされうることは明白である。従って本発明は、以下の請求が必要的にそのように限定されていることを除き、この開示特定細部に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】 
【図２】 
【図３】 
【図４】 
【図５】 
【図６】 
【図７】 
【図８】 
【図９】 
【図１０】 
【図１】
2005297558.tif 000006
【図２】
2005297558.tif 000007
【図３】
2005297558.tif 000008
【図４】
2005297558.tif 000009
【図５】
2005297558.tif 000010
【図６】
2005297558.tif 000011
【図７】
2005297558.tif 000012
【図８】
2005297558.tif 000013
【図９】
2005297558.tif 000014
【図１０】
2005297558.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月6日(2005.5.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
【図１】図１は、本発明で意図されている同時押出された金型内ラベルフィルムを示す。
【図２】図２は、本発明の方法で使用される同時押出、熱間延伸及びアニールラインを示す。
【図３】図３は、本発明の方法で使用される印刷、乾燥、シーティング及び積重ラインを示す。
【図４】図４は、本発明の実施の一手段において金型内ラベルをパンチ切断して個々のラベル積重体となすことを示す。
【図５】図５は、本発明の実施の一手段において金型内ラベルをパンチ切断して個々のラベル積重体となすことを示す。
【図６】図６は、本発明の実施の一手段において金型内ラベルをパンチ切断して個々のラベル積重体となすことを示す。
【図７】図７は、本発明の実施の一手段において金型内ラベルをパンチ切断して個々のラベル積重体となすことを示す。
【図８】図８は、成形操作における積重ラベルの使用を示す。
【図９】図９は、少なくとも一つの非同時押出層を有する金型内ラベル用フィルムの第２の具体化を示す。
【図１０】図１０は、図２と同様な部分図であり、第２の具体化の金型内ラベル用フィルムの非同時押出層の押出被覆を示す。