(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転金型内にて３５０〜６５０°Ｆの成形温度で成形され且つ該成形温度よりも低く室温よりも高い離型温度で回転金型から離型されるポリエチレン生産物に対して表示を付与するために該回転金型の内部表面に付与される二段階転写体からなり、
前記転写体は表示を受入れるための表示領域を有すると共に前記表示領域を覆う順次のコートを有する可撓性材料のキャリヤシートを備え、
前記コートは
ａ．前記表示領域を覆っており、表示材料と炭化水素ワックスとの混合物で表示列に印刷される表示コートと；
ｂ．前記表示領域を実質的に被覆すると共に前記表示列を覆う、室温では接着せず前記離型温度では接着する感温および感圧接着剤のトップコートと；および
ｃ．前記キャリヤシートと表示コートとの間に位置し前記表示領域を実質的に覆うバックコートであり、室温でキャリヤシートに結合すると共に離型温度でキャリヤシートから分離する感圧接着剤のバックコートと；
からなり、
コートの全成分は成形温度における分解および変色に対して耐性であり、且つ前記ポリエチレン生産物の表面に対して転写する際に成形温度未満の溶融温度を有し、該ポリエチレン生産物の表面に永久に一体化され、該金型表面に残渣を残さないことを特徴とする二段階転写体。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
１．技術分野
本発明はプラスチックの回転成形、特に図形および文字数字の情報を回転成形された生産物に付与するのに有用な転写体に関するものである。
【０００２】
２．従来技術
プラスチックから、特にポリエチレンから中空型目的物を加工するには回転成形が伝統的に使用される。ポリオレフィン表面、特にポリエチレン表面はしかしながらコートの受入れに抗する。たとえば印刷物もしくは装飾のような材料のコートを付与する普遍的方法は、その後に施される材料の付着を向上させる火炎処理によりポリエチレン表面を酸化すべく使用されている。破壊性の低い方法が米国特許第４，３５２，７６２号明細書(特許文献１)に記載されており、ここでは装飾的もしくは文字数字の表示が粘性油懸濁物として内部金型表面に施され、これには成形に際し成形部品に転写させるべくシルクスクリーン印刷が行われる。この手法の更なる発展は、表示を金型の内部表面に焼付けることによるキャリヤシートからの表示転写を包含している［米国特許第４，５１９，９７２号明細書（特許文献２）参照］。これら発展は、たとえば米国特許第５，６４８，０３０号明細書（特許文献３）および米国特許第５，４９８，３０７号明細書（特許文献４）に開示されたような他の発展を排除した。この種の図形転写を伴う産業的慣行は、金型の内部表面に接着剤を噴霧してキャリヤシートからの金型表面に対する図形表示の結合および／従って転写を向上させる技術を開発した。しかしながら実際には接着剤はしばしば均一に施されず、しばしば過剰に使用されて金型表面での生産物変色および接着剤蓄積を生ぜしめる。更に接着剤スプレーは揮発性溶剤をも使用し、これは使用、船積みおよび貯蔵に際し環境問題を提示する。転写体を用いる前に完全に排除されなければ、残留溶剤は転写体の表示を損傷する。転写体を施す前に金型表面に接着剤を塗布するには、成形操作に更なる工程を付加して成形サイクル時間を長期化させる。
【特許文献１】米国特許第４，３５２，７６２号明細書
【特許文献２】米国特許第４，５１９，９７２号明細書
【特許文献３】米国特許第５，６４８，０３０号明細書
【特許文献４】米国特許第５，４９８，３０７号明細書
【発明の目的】
【０００３】
本発明の目的は、成形ポリオレフィン（特にポリエチレン）部品の表面に表示を付与するための方法を提供することにある。
【０００４】
本発明の更なる目的は、表示転写体および金型表面に接着剤を塗布する工程なしに金型の内部表面に表示を付与するためのその使用方法を提供することにある。
【０００５】
更に本発明の目的は、接着剤スプレーの使用なしに金型の表面に表示を付与する方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の更なる目的は、転写体および成形サイクルにて遅延を最少化させる金型の内部表面に表示を付与するためのその使用方法を提供することにある。
【０００７】
同じく本発明の目的は、金型の内部表面に正確に位置せしめうる表示転写体を提供することにある。
【０００８】
本発明の更なる目的は、金型表面に転写して成形部品の表面で添加物および促進剤となる各種の薬剤を有する表示転写体を提供することにある。
【０００９】
他の目的および関連目的は、本発明の以下の説明から明らかとなるであろう。
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、表示転写体および成形に際しポリオレフィン部品に表示を付与するためのその使用方法である。転写体は、好ましくは可撓性透明ポリマーシートであるキャリヤシートにおける少なくとも３つのコートのラミネートである。キャリヤシートに順次の層として施されるコートは次の通りである：感圧性接着剤のバックコート、図形もしくは文字数字列における着色剤の表示コートおよび第２感圧接着剤のトップコート。保護上塗もしくはスリップシートを施して、転写体の船積みおよび貯蔵に際しコートを保護することもできる。バックコートにつき使用される感圧性接着剤は、回転金型の内部表面に対する各コートの転写および成形の際の成形部品に対するコートの転写を可能にするトップコートにつき使用される感圧性接着剤よりも高い遷移温度を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、回転成形操作における使用を意図する。この操作において、中空型プラスチック部品は回転成形サイクルにて形成され、プラスチック粒子を回転金型に充填し、金型を密閉し、成形温度まで加熱すると共にその主および小軸線を中心として成形部品を形成させるのに充分な時間にわたり回転させ、金型を離型温度まで冷却し、開口させ、成形製品を排出させる。
【００１２】
本発明の転写体につき有用なキャリヤシートは任意の可撓性の寸法安定紙またはプラスチックフィルムとすることができる。たとえば羊皮紙のような紙を使用しうるが、接着性バックコートはプラスチックフィルムの使用を可能にし、透明プラスチックフィルム（特にポリエステルフィルム）が好適である。何故なら、これは金型内部表面に対する表示の正確な肉眼的配置を可能にするからである。
【００１３】
本発明の転写体のバックコートは、順次の表示および接着剤コートを室温にて行う転写体の取扱いおよび貯蔵に際しキャリヤシートに結合させると共に、転写体が施される金型表面の温度（これは好ましくは１１０〜約１２５°Ｆの典型的な離型温度である）またはその近くにてキャリヤシートから離型させるよう機能する。更に感圧性接着剤は、転写体が施される金型表面の温度よりも高い遷移温度を有してキャリヤシートからの綺麗な分離を得るべきである。
【００１４】
更にバックコートは、表示のための背景色を付与する選択着色剤またはたとえばシリカもしくはシリケートのような充填剤、たとえば成形操作に際し表示コートに損傷耐性を付与するガラスビーズのような耐摩耗添加物または、たとえばヒンダードアミンのような紫外光保護剤を包含する。顔料の重量含有量は顔料の種類および所望する背景色の強度に依存するが、これら顔料は１〜約６５重量％、好ましくは２５〜４５重量％の濃度にて使用することができる。充填剤および耐摩耗添加物は１〜約７５重量％、好ましくは２５〜５０重量％の濃度にて使用することができる。
【００１５】
表示コートは、成形に際し生産物に付与することが望ましい図形もしくは文字数字列における顔料処理材料で構成される。顔料処理材料は顔料粒子とはワックス粒子との混合物である。好ましくは、この混合物はこれら成分をたとえば３０〜９９重量％のワックスおよび１〜７０重量％の着色剤のようなシルクスクリーン印刷に適する比率にて含有する。好ましくは混合物は６０〜８５重量％のワックスと１５〜４０重量％の着色剤とを含有する。所望ならば、たとえばシリカもしくはシリケートのような粘度添加剤を少量で添加して、スクリーン印刷に最適な粘度（１００〜１０００センチポアーズ）を付与することもできる。
【００１６】
表示コートに使用されるワックスは炭化水素ワックスとすることができ、これは好ましくは透明または軽く着色されて表示に対する任意の着色もしくは陰影を回避することができる。適するワックスの例は天然ワックス、パラフィンワックス、合成ワックス、マイクロクリスタリンワックスなどを包含する。極めて適するワックスは９０〜３００°Ｆ、好ましくは１１０〜２５０°Ｆの融点および５００〜１０００、好ましくは６００〜７５０の分子量を有するマイクロクリスタリンワックスである。マイクロクリスタリンワックスは、高度パラフィン質石油原料からワックスを抽出すべく使用された溶剤より結晶化されている精製石油ワックスである。
【００１７】
プラスチックワックスは大して精製されず、分枝鎖および環式の炭化水素を含有する。典型的には、プラスチックワックスはマイクロクリスタリンワックスよりも低い硬度値および結晶度を有する。
【００１８】
パラフィンワックスは主として１６〜３８個の炭素原子を有するｎ−パラフィン炭化水素であって、限定量の分枝鎖パラフィン、単環式および多環式パラフィンを伴う。
【００１９】
合成炭化水素ワックスは、たとえばエチレンおよびプロピレンのような炭化水素オレフィンの重合および共重合により得られる。典型的には、これら合成ワックスは４００〜約３，０００の分子量を有すると共に狭い分子量分布を有する。
【００２０】
各種の添加物を少量でワックスに混入してワックスの可撓性および頑丈性を向上させることができ、これらはたとえばポリオレフィン、ポリブタジエン、ポリスチレンブタジエンのような合成ポリマー、ブチル樹脂、酢酸ビニルとアクリル酸メチルとアクリル酸ブチルとのエチレンコポリマー、たとえばヒンダードアミンのような紫外光保護剤、およびたとえばポリペンテン樹脂のような粘着化剤、ロジン、並びに脂肪族および芳香族炭化水素を包含する。ポリオレフィン、特にポリエチレンは混合物の１〜６５重量％の量にて使用することができ、他のポリマーは混合物の０．５〜２０重量％の量にて使用することができ、粘着剤は混合物の約５〜３５重量％の量にて使用することができる。
【００２１】
有用な着色剤は、たとえば二酸化チタン（ルチル、アナターゼ）のような無機顔料、酸化亜鉛、酸化鉄（たとえば黄色、淡黄褐色、黄褐色、褐色、鮭色および黒色のような色調における）、色を淡黄色から燈赤色まで着色するクロム酸鉄およびモリブデン酸鉄、クロム酸鉛、硫酸鉛、モリブデン酸鉛、クロムイエローおよびクロムオレンジ、黄色、橙色、赤色および栗色のそれぞれにおける純カドミウム色としてのカドミウム顔料、または硫化バリウムもしくはスルホセレン酸カドミウム、二酸化ニッケルおよびチタン混合物、第三鉄フェロシアナイドのナトリウム、カリウムもしくはアンモニウム連携化合物、ウルトラマリンブルー（陶土と炭酸ナトリウムとシリカと硫黄と還元剤との焼成混合物）、アルミン酸コバルト（コバルトブルー）、酸化クロム、たとえばアルミニウム・亜鉛・銅ボレート粉末のような金属フレーク顔料、金属シルバー顔料、塩基性炭酸鉛の蛍光性および真珠光のフレーク、ビスマスオキシクロライドおよびチタン被覆雲母などを含有するもの包含する。有用である各種の有機顔料は、たとえばベンズイミダゾロン顔料、ピラゾロン顔料、銅フタロシアニン、キナクリドン、アンスラキノン、縮合顔料などのアゾ顔料、テトラ−クロル−イソインドリノン、カーボンブラックを包含する。
【００２２】
トップコートは、金型の高温内部表面に表示コートおよびバックコートの付着を与えると共に成形操作に際し金型表面から離型するよう機能し、表示コートおよびバックコートと共に成形製品の表面に一体化されるようになる。
【００２３】
トップコートに有用な感圧接着剤は室温にて実質的に非粘着性であると共に転写体が施される金型表面の温度、典型的には９０〜１７０°Ｆ、好ましくは１１０〜１６０°Ｆの離型温度にて粘着性となる。
【００２４】
この機能を促進するには、トップコートにつき使用される感圧接着剤の遷移温度をバックコートの温度未満にすると共に、転写体が施される金型表面の温度またはそれより若干低く（典型的には離型温度もしくはそれ以下）とする。好ましくは、このコートにつき使用される感圧接着剤の粘度は、離型温度にて１００〜１０００センチポアーズである。
【００２５】
更に、トップコートは最終成形製品の表面にて有用である添加剤をも含有することができる。この種の添加剤の例は、たとえばヒンダードアミンのような紫外光保護剤、たとえばガラスビーズのような耐摩耗性材料、光学ブライトナーおよび転写表示に色合いをつける着色剤並びにたとえば塩基性炭酸鉛、オキシ塩化ビスマスおよびチタン雲母のフレークのようなものである。
【００２６】
トップコートおよび表示コートが固体から液体まで変化する温度は成形温度未満とすべきである。各成分の配合物を含有する各コートは鮮明な融点を示さないので、配合物につき固相−液相が生ずる温度範囲を一般に遷移温度と称する。
【００２７】
各コートの成分は全て安定とすべきであり、成形温度（典型的には３５０〜６５０°Ｆ）にて分解および変色に抵抗すべきである。施されるコートは可撓性であって、微粉化もしくは亀裂なしに金型表面輪郭に対し転写体の設置を可能にすべきである。
【００２８】
トップコートおよびバックコートは、表示コートを受入れるべく選択されたキャリヤシートの１つもしくはそれ以上の領域に施される。好ましくはバックコートおよびトップコートは表示コートを受入れる領域よりも若干大きい領域にわたり施され、これにより表示コートを覆い包むと共に表示コートを全体的に接着剤コートの内部に包封するようにする。
【００２９】
転写体は回転成形に使用される金型の高温内表面に容易に施されると共に、トップコートは金型表面と直接接触する。転写体のキャリヤシートは可撓性の透明プラスチックフィルムであるので、転写体を正確に配向させると共に金型表面に塗布することができる。転写体は、キャリヤシートの露出外側表面を金型の表面に対し押圧して完結される。転写体の各コートは高温金型表面に接着してキャリヤシートを離型させ、これを除去する。その後、典型的には回転成形につき実施される工程および条件は、本発明の転写体が従来の回転成形に完全に適合するので実施することができる。要するに、これら工程は金型に成型用樹脂（典型的には１６〜６０メッシュ、一般に３５メッシュの寸法を有するポリエチレン樹脂粒子）を充填し、金型を密閉し、これを成形温度まで加熱すると共に、金型を主および小軸線を中心として特定製品および成形樹脂につき見込まれる時間および温度条件にて回転させることである。成形サイクルに際し、各コートは生産物まで転写されると共に生産物の外表面に永久に一体化されるようになる。成形サイクルの完了後、金型を冷却し、開口させ、生産物を排出させる。転写体のトップコートは金型の表面から分離して成形製品を金型から排出する際に金型表面に著量の残渣を残さない。
【００３０】
以下、本発明を実施例により説明および例示する。
【実施例】
【００３１】
感圧接着剤のバックコートを１ミルの圧さを有する透明ポリエステルフィルムに施すことにより転写体を作成する。感圧性接着剤は、１６０〜１９０°Ｆの遷移温度を有する炭化水素ブレンドである。その後、図形（トレードマーク・ロゴ）および印刷物（製品名および製造業者データ）よりなる表示を持った表示コートをバックコートの上に被覆する。
【００３２】
表示コートに付き有用な組成物は、１６５°Ｆの遷移温度および１０重量％のカーボンブラックを有する合成ワックスの混合物である。
【００３３】
その後、感圧性接着剤のトップコートを、予めバックコートおよび表示コートが印刷されている領域に塗布する。このコートに付き使用される感圧接着剤は、１３０〜１７０°Ｆの遷移温度を有する炭化水素ブレンドである。
【００３４】
転写体を、１４５°Ｆの表面温度を有する回転金型の内部表面に施し、これにはキャリヤシートの露出された未被覆側に押圧して各コートを金型表面に転写させる。キャリヤシートを除去し、金型に３５メッシュのポリエチレン樹脂粒子を充填し、密閉すると共に金型を５００°Ｆまで加熱すると共に金型をその主軸線の周囲で８ｒｐｍおよびその小軸線の周囲で２ｒｐｍにて１０分間にわたり回転させて成形サイクルにより処理する。次いで金型を１４８°Ｆまで冷却し、開口させ、生産物を排出させる。生産物はその外表面に永久埋設された表示を有し、金型の内部は転写コートからの残渣を含まずに綺麗である。
【００３５】
以上、本発明を例示および好適実施例に関し説明したが、本発明は好適実施例の開示のみに限定することを意図しない。寧ろ、本発明は特許請求の範囲に示した要素およびその明瞭な均等物により規定されることを意図する。