JP2019527169A - Ｌｅｄ硬化型接着剤を用いた巻き付き式ラベルの固定 - Google Patents

Abstract

ラベル付けされた物品を準備する方法であって、収縮フィルムラベルなどのフィルムラベル上でＬＥＤ硬化型接着剤を硬化することを含み、ＬＥＤ硬化型接着剤の少なくとも一部が、フィルムラベルの前縁と後縁との間に形成された重複部分に配置される、方法が本明細書に提供される。７０℃より低い温度で硬化を行うことが可能であり、毎分５００〜７２０個の物品を順次ラベル付けするのに適している。ＬＥＤステーションを備える収縮フィルムラベルなどのフィルムラベルを物品にラベル付けする装置もまた本明細書に提供される。更に、収縮フィルムラベルなどのフィルムラベルを用いての物品のラベル付けに使用する既存のホットメルトラベル付けシステムを改良する方法も提供される。

Description

本開示は、一般に、収縮フィルムラベルなどのフィルムラベルを用いた物品へのラベル付けに関する。

収縮フィルムラベルは、形状が不規則な物品のラベル付けに有用であると記載されている。例えば、米国特許第４，９２３，５５７号を参照されたい。米国特許第７，９３５，４０１号には、例示的な収縮フィルムラベルが記載されている。

様々な実施形態において、フィルムがラベル付けされた物品を準備する方法が提供されている。本明細書に記載のいずれかの実施形態においては、フィルムラベルは収縮フィルムラベルであり得る。いくつかの実施形態において、方法は、発光ダイオード（light emitting diode、以後「ＬＥＤ」という）硬化型接着剤を収縮フィルムラベル上で硬化することを含む。いくつかの実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤の少なくとも一部が、収縮フィルムラベルの前縁と後縁との間に形成された重複部分に配置される。いくつかの実施形態において、硬化は、７０℃より低い温度で行われる。いくつかの実施形態において、硬化は、最大毎分７２０個（例えば、５００〜７２０個）の物品の順次ラベル付けに適している。

いくつかの実施形態において、方法は、ａ）ラベル付けされる物品を提供することと、ｂ）前縁と後縁とを有するフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）を提供することと、ｃ）収縮フィルムラベルの少なくとも一部にＬＥＤ硬化型接着剤を塗布することと、ｄ）フィルムラベル（例えば収縮フィルムラベル）の前縁と後縁が重複するように、フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）をラベル付けされる物品に巻き付けることであって、ＬＥＤ硬化型接着剤の少なくとも一部が前縁と後縁との間の重複部分に配置される、巻き付けることと、ｅ）前縁と後縁との重複部分に配置されたＬＥＤ硬化型接着剤を硬化することと、を含む。いくつかの実施形態において、フィルムラベルはＬＥＤ光に対して十分に透明であり、本明細書に記載された実施形態のＬＥＤの前縁と後縁との間の重複部分に配置されたＬＥＤ硬化型接着剤を硬化できる。いくつかの実施形態において、フィルムラベルは、収縮フィルムラベルである。いくつかの実施形態において、方法は、ステップｅ）からの巻き付けられた物品を収縮トンネルに通し、収縮ラベル付けされた物品を形成するステップｆ）を更に含む。いくつかの実施形態において、ラベル付けされる物品は、異なる直径又は寸法を有する少なくとも２つの部分（例えば、円柱形又はドッグボーン、アワーグラス、双円錐などの非円柱形）を有する本体を特徴とする。いくつかの実施形態において、フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）は、異なる直径又は寸法を有する２つの異なる部分の間でありかつそれらを含む、ラベル付けされる物品の少なくとも一部に巻き付く。

接着剤は、様々な方法で、フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）に塗布され得る。いくつかの実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は、フィルムラベルの後縁の近くに塗布される。いくつかの実施形態において、前縁接着剤は、フィルムラベルの前縁の近くに塗布される。いくつかの実施形態において、前縁接着剤は、ＬＥＤ硬化型ではない。いくつかの実施形態において、巻き付けの前に、前縁接着剤により、ラベル付けされる物品に前縁を接着する。いくつかの実施形態において、前縁接着剤はフィルムラベルに塗布される。いくつかの実施形態において、前縁接着剤は、ラベル付けされる物品に直接塗布される。いくつかの実施形態において、前縁接着剤（例えば、ＬＥＤ硬化型接着剤）の少なくとも一部は、ラベル付けされる物品と前縁との間に配置され、方法は、ラベル付けされる物品と前縁との間に配置される前縁接着剤を硬化することを更に含む。いくつかの実施形態において、前縁と後縁との間の重複部分に配置されたＬＥＤ硬化型接着剤を硬化させる前に、ラベル付けされる物品と前縁との間に配置された前縁接着剤（例えば、ＬＥＤ硬化型接着剤）を硬化する。いくつかの実施形態において、ラベル付けされる物品と前縁との間に配置された前縁接着剤（例えば、ＬＥＤ硬化型接着剤）が、前縁と後縁との間の重複部分に配置されたＬＥＤ硬化型接着剤の硬化と略同時（例えば、０〜１０秒間隔以内、１秒以内、半秒以内）に硬化される。

様々な量の接着剤をフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）上に塗布することができる。いくつかの実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は、５ｇ／ｍ^２〜３０ｇ／ｍ^２（例えば、１０ｇ／ｍ^２〜３０ｇ／ｍ^２）の量でフィルムラベル上に塗布される。他の好適な量を用いてもよい。

ＬＥＤ硬化型接着剤の硬化は、様々な条件下で行うことができる。いくつかの実施形態において、硬化は、波長３６５ｎｍ〜４２０ｎｍ（例えば、３８５ｎｍ〜４０５ｎｍ）のＬＥＤ光にラベル付けされる物品をさらすことを含む。いくつかの実施形態において、硬化は、７０℃より低い温度（例えば５０℃より低い）で行われる。本明細書に記載される任意の実施形態において、硬化は、毎分５００〜７２０個の物品の順次ラベル付けに適している。他の適切な硬化条件を使用してもよい。

本明細書に記載の方法では、種々のＬＥＤ硬化型接着剤を用いることができる。いくつかの実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は、エチレン性不飽和プレポリマーと、エチレン性不飽和オリゴマーと、エチレン性不飽和モノマーと、３６５ｎｍ〜４０５ｎｍの範囲内のＬＥＤと近接した状態で光吸収性を有する光開始剤と、任意選択で１つ以上の不活性な相溶性充填剤との混合物である。いくつかの実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は、アクリレート又はメタクリレート機能性ポリウレタンと、アクリレート又はメタクリレート機能性モノマーと、３６５ｎｍ〜４０５ｎｍの範囲内のＬＥＤと近接した状態で光吸収性を有するホスフィンオキシド型光開始剤と、任意選択で１つ以上の不活性な相溶性充填剤との混合物であって、１つ以上の不活性な充填剤は、炭化水素樹脂、ロジンエステル、ポリアミド、又はそれらの組み合わせである。他の好適なＬＥＤ硬化型接着剤を使用してもよい。

様々な実施形態において、フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）を物品にラベル付けする装置が供されている。いくつかの実施形態において、装置は、ａ）ラベル付けされる物品を送るように構成された送込みユニットと、ｂ）フィルムラベルを送るように構成されたラベル送り部と、ｃ）フィルラベルにＬＥＤ硬化型接着剤を塗布するように構成されたＬＥＤ接着剤塗布部と、ｄ）フィルムラベルのラベル片を搬送してラベル付けされる物品を巻き付ける機構であって、各ラベル片が前縁と後縁とを有する機構と、ラベル付けされる物品に巻き付くと直ぐに、フィルムラベルのラベル片の前縁と後縁が重複し、ＬＥＤ硬化型接着剤の少なくとも一部が前縁と後縁との間の重複部分に配置される機構と、ｅ）前縁と後縁との間の重複部分に配置されたＬＥＤ硬化型接着剤を硬化するように構成された少なくとも１つのＬＥＤランプを含むＬＥＤステーションと、ｆ）ラベル付けされた物品を搬送するように構成された出力ユニットと、を備える。いくつかの実施形態において、フィルムラベルは収縮フィルムラベルである。いくつかの実施形態において、ラベル片を搬送する機構は、ｇ）フィルムラベルを切断してラベル片にする切断部と、ｈ）それぞれのラベル片を切断部から移動し、フィルムラベルの前縁と後縁が重複するようにラベル付けされる物品に巻き付くように構成され、ＬＥＤ硬化型接着剤の少なくとも一部を前縁と後縁との間の重複部分に配置する真空ドラムと、を備える。いくつかの実施形態において、ラベル片を搬送する機構はスタックフィードである。いくつかの実施形態において、スタックフィードは既に切断されたフィルムラベルのラベル片を備えるカートリッジである。いくつかの実施形態において、フィルムラベルは収縮フィルムラベルであり、装置はラベル付けされる物品の上から収縮フィルムラベルを収縮させるように構成された収縮トンネルを更に備える。いくつかの実施形態において、ＬＥＤ接着剤塗布部は、ＬＥＤ硬化型接着剤をフィルムラベルの後縁の近くに塗布するよう構成されている。いくつかの実施形態において、装置は、フィルムラベルの後縁の近くに前縁接着剤を塗布するように構成された前縁接着剤塗布部を更に備える。いくつかの実施形態において、前縁接着剤は、ラベル付けされる物品にラベルの前縁が固定されるように塗布される。いくつかの実施形態において、装置は、ラベル付けされる物品と接触する後縁を軽く擦り（wipe）、後縁と前縁との間、後縁とラベル付けされる物品との間、又はその両方に配置された接着剤を広げるように構成されたワイパーを更に備える。いくつかの実施形態において、ワイパーはブラシ、スポンジローラ、又はスポンジパッドである。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのＬＥＤランプは、３６５ｎｍ〜４２０ｎｍ（例えば、３８５ｎｍ〜４０５ｎｍ）の波長の光を放射するように構成されている。

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の装置は、既存のホットメルトラベル付けシステムに追加導入することによって準備することができる。いくつかの実施形態において、追加導入ラベル付けシステムはＬＥＤステーションを備える。いくつかの実施例において、追加導入ラベル付けシステムは、追加の接着剤塗布部を更に備える。

いくつかの実施形態において、フィルムラベル（例えば収縮フィルムラベル）を物品にラベル付けするために使用する追加導入ラベル付けシステムが提供される。いくつかの実施形態において、追加導入ラベル付けシステムは、既存のホットメルトラベル付けシステムに追加導入され、既存のホットメルトラベル付けシステムはラベル付けされる物品を送るように構成された送込みユニットと、フィルムラベルを物品に送るように構成されたラベル送り部と、ホットメルト接着剤塗布部と、切断部と、真空ドラムと、ラベル付けされた物品を搬送するように構成された出力ユニットとを含む。いくつかの実施形態において、追加導入ラベル付けシステムは、少なくとも１つのＬＥＤランプを備えるＬＥＤステーションを備える。いくつかの実施形態において、ホットメルト接着剤塗布部は、ＬＥＤ硬化型接着剤をフィルムラベルに塗布するように構成されている。いくつかの実施形態において、切断部は、フィルムラベル（例えば収縮フィルムラベル）をラベル片に切断し、各ラベル片が前縁と後縁とを有するように構成されている。いくつかの実施形態において、真空ドラムは、それぞれのラベル片を切断部から移動させ、フィルムラベルの前縁と後縁が重複するようにラベル付けされる物品に巻き付き、ＬＥＤ硬化型接着剤の少なくとも一部が、前縁と後縁との間の重複部分に配置されるように構成される。いくつかの実施形態において、ＬＥＤステーションは、前縁と後縁との間の重複部分に配置されるＬＥＤ硬化型接着剤を硬化するように構成される。いくつかの実施形態において、フィルムラベルは収縮フィルムラベルであり、追加導入ラベル付けシステムは、ラベル付けされる物品の上から収縮フィルムラベルを収縮するように構成される収縮トンネルを更に備える。

本明細書に記載の装置は、様々なラベル付け物品を様々な速度で製造するように構成することができる。いくつかの実施形態において、ラベル付けされる物品は、異なる直径又は寸法を有する少なくとも２つの異なる部分を含む本体を特徴とする。いくつかの実施形態において、装置は、毎分最大７２０個（例えば５００〜７２０個）の物品を順次ラベル付けするように構成することができる。ラベル付けされる他の適切な物品及び速度を使用してもよい。

いくつかの実施形態において、フィルムラベル（例えば収縮フィルムラベル）を物品にラベル付けするために使用するラベル付けシステムの追加導入方法が提供される。いくつかの実施形態において、方法は、ラベル付けされる物品を送るように構成された送込みユニットと、収縮フィルムラベルを送るように構成されたラベル送り部と、ホットメルト接着剤塗布部と、切断部と、ホットメルト接着剤を加熱するように構成された加熱部と、真空ドラムと、ラベル付けされた物品を搬送するように構成された出力ユニットとを含む。いくつかの実施形態において、方法は、ホットメルトラベル付けシステムから加熱部を取り除くことを含む。いくつかの実施形態において、方法は、少なくとも１つのＬＥＤランプを備えるＬＥＤステーションを追加することを含む。いくつかの実施形態において、ホットメルト接着剤塗布部は、ＬＥＤ硬化型接着剤を収縮フィルムラベルに塗布するように構成される。いくつかの実施形態において、切断部は、フィルムラベル（例えば収縮フィルムラベル）をラベル片に切断し、各ラベル片が前縁と後縁とを有するように構成されている。いくつかの実施形態において、真空ドラムは、それぞれのラベル片を切断部から移動させ、フィルムラベルの前縁と後縁が重複するようにラベル付けされる物品に巻き付き、ＬＥＤ硬化型接着剤の少なくとも一部が、前縁と後縁との間の重複部分に配置されるように構成される。いくつかの実施形態において、ＬＥＤステーションは、前縁と後縁との間の重複部分に配置されるＬＥＤ硬化型接着剤を硬化するように構成される。いくつかの実施形態において、フィルムラベルは収縮フィルムラベルであり、方法は出力ユニットを収縮トンネルに接続することを更に含み、出力ユニットはラベル付けされる物品の上から収縮フィルムラベルを収縮する収縮トンネルにラベル付けされた物品を搬送するように構成される。いくつかの実施形態において、方法は、ＬＥＤ硬化型接着剤をフィルムラベルの後縁の近くに塗布する接着剤ホットメルト塗布部を構成することを更に含む。いくつかの実施形態において、方法は、フィルムラベルの前縁の近くに前縁接着剤を塗布するように構成された前縁接着剤塗布部を更に備える。いくつかの実施形態において、ラベルの前縁とラベル付けされる物品との間に前縁接着剤の少なくとも一部を配置するように前縁接着剤を塗布する。

いくつかの実施形態において、フィルムラベルは非収縮フィルムラベルである。いくつかの実施形態において、フィルムラベルは透明ラベル、例えば透明なポリプロピレンラベルである。いくつかの実施形態において、物品は円柱形の部分を有し、物品の円柱形の部分の周りにフィルムラベルが巻き付けられる。いくつかの実施形態において、物品は飲料容器、例えば、炭酸飲料に適した飲料容器である。

いくつかの実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は少なくとも５Ｎのタック力を有する。いくつかの実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は２５℃で少なくとも２Ｐａ・ｓの粘度を有する。いくつかの実施形態において、前縁接着剤はＬＥＤ硬化型接着剤である。いくつかの実施形態において、７０℃より低い、例えば５０℃より低い温度で前縁接着剤を塗布する。

前述の発明の概要並びに以下の実施形態の詳細な説明は、添付の図面と共に読むことでより理解できるであろう。説明のために、図面は、特定の実施形態を使用して記載し得る。しかしながら、本明細書で記載された装置、システム、方法は、図面で論じられるか、又は図面に記載される正確な実施形態に限定されないことを理解されたい。

フィルムの前縁と後縁の近くに接着剤が塗布され、後縁の近くにＬＥＤ硬化型接着剤である細片が付されたフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）を示す。

ボトルに取り付けられ、前縁の近くでボトルと接着剤が直接接触した状態のフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）を示す。

ボトルに取り付けられ、前縁の近くの接着剤領域がボトルに直接接触し、後縁に近い接着剤が前縁と重複した状態のフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）を示す。又、２Ａは、ＬＥＤ光によって、後縁の近くの接着剤の細片を硬化することを示す。 熱にさらされた後にフィルムラベル（この図では収縮フィルムラベル）が巻き付けられたボトルを示す。 前縁が適切に取り付けられ、前縁接着剤によりラベル付けされる物品が固定できるように、同一平面要件（２つの同一平面上にある接点）に適合する、例示的形状を示す。 同一平面要件に適合しない例示的形状を示す。図２Ｄでは、接点が同一平面上にない、又は、形状が凸形状である。

フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）上に導入されたＬＥＤ硬化型接着剤を硬化するＬＥＤステーションが含まれる、フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）を物品にラベル付するシステムを示す。図３Ａにおいて、接着剤銃３０７Ａにより前縁接着剤（ピックアップ用接着剤）がフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）に塗布され、ローラ３０７によって後縁接着剤（ラップ用接着剤）が塗布される。

フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）上に導入されたＬＥＤ硬化型接着剤を硬化するＬＥＤステーションを含み、フィルムラベルを物品にラベル付けする別のシステムを示す。図３Ｂにおいて、接着剤銃を用いて前縁接着剤（ピックアップ用接着剤）がボトルに塗布され、ローラを用いて後縁接着剤（ラップ用接着剤）がフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）に塗布される。

フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）上に導入されたＬＥＤ硬化型接着剤を硬化するＬＥＤステーションが含まれる、フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）を物品にラベル付けする別のシステムを示す。図３Ｃでは、接着剤銃により前縁接着剤（ピックアップ用接着剤）がボトルに塗布され、後縁接着剤（ラップ用接着剤）も接着剤銃を用いてフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）に塗布される。

フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）上に導入されたＬＥＤ硬化型接着剤を硬化するＬＥＤステーションが含まれる、フィルムラベルを物品にラベル付けする更に別のシステムを示す。図３Ｄでは、接着剤銃によって前縁接着剤（ピックアップ用接着剤）がフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）に塗布され、後縁接着剤（ラップ用接着剤）も接着剤銃を用いてフィルムラベル（例えば収縮フィルムラベル）に塗布される。

フィルムラベル（例えば収縮フィルムラベル）上でＬＥＤ硬化型接着剤を硬化するＬＥＤステーションが含まれる、フィルムラベル（例えば収縮フィルムラベル）を物品にラベル付けするシステムを更に示す。図３Ｅでは、ローラにより前縁接着剤（ピックアップ用接着剤）がフィルムラベル（例えば収縮フィルムラベル）に塗布され、後縁接着剤（ラップ用接着剤）もローラによって塗布される。任意選択で、前縁接着剤を硬化するＬＥＤステーションが塗布点の近くに取り付けられている。

収縮フィルムラベル上に導入されたＬＥＤ硬化型接着剤を硬化するＬＥＤステーションが含まれ、収縮フィルムラベルを収縮して、収縮フィルムラベルが囲む容器の形状に一致させる収縮トンネルが含まれる、収縮フィルムラベルを物品にラベル付けするシステムを示す。

ラベル付けされる物品に対して後縁を軽く擦り、前縁と後縁との間に配置された接着剤を広げるワイパーを使用する実施例を示す。

定義

「含む（include）」、「含んでいる（including）」、「含有する（contain）」、「含有している（containing）」などの非限定用語は、「含んでいる（comprising）」を意味する。これらの非限定的移行句は、追加の列挙されない要素又は方法工程を排除しない、要素、方法工程などの非限定的列挙を導入するために使用される。

「からなる（consisting of）」という移行句及びその変形形態は、これらに通常関連する不純物を除いて、列挙されていないいかなる要素、工程、又は成分も排除する。

「から本質的になる（consists essentially of）」という移行句、又は「から本質的になる（consist essentially of）」若しくは「から本質的になっている（consisting essentially of）」などの変形形態は、指定された方法、構造又は組成の基本的性質若しくは新規性質を物質的に変化させない要素、工程、又は成分を除いて、列挙されないいかなる要素、工程、又は成分も排除する。

また、本発明の要素又は成分に前置する「ａ」及び「ａｎ」という不定冠詞は、実例、すなわち、要素又は成分の出現の数に関して非制限的であることが意図されている。したがって、「ａ」又は「ａｎ」は、１つ又は少なくとも１つを含むと解釈されるべきであり、要素又は成分の単数語形はまた、数字が単数であることを明確に意味しない限り、複数も含む。

本明細書で使用される用語「発明」又は「本発明」は、非制限的な用語ではなく、請求項の範囲の限定を意図するものでもない。

本明細書で使用される、用語「フィルムラベル」は、収縮フィルムラベル又は非収縮フィルムラベルのいずれも含み得る。

本明細書で使用される、フィルムラベルの「前縁」という用語は、ラベル付けされる物品に最初に接触するラベルの縁を意味し、一方、フィルムラベルの「後縁」はラベルの反対側の縁を意味する。本明細書で使用される、前縁又は後縁の「近く」は、前縁又は後縁から１ｃｍ以内（例えば０．５ｃｍ以内、０．２５ｃｍ以内、又は１ｍｍ以内）であり、前縁又は後縁に接触することも含む。本明細書に記載の任意の実施形態において、前縁又は後縁の「近く」は前縁又は後縁の１ｍｍ以内であり得、前縁又は後縁に接触することも含み得る。図１Ａに示すように、フィルムラベル１００は、２つの縁１３０及び１４０を有する長方形である。いくつかの実施形態において、２つの接着領域１１０及び１２０は、ラベルと同じ面の縁１３０及び１４０の近くに塗布することができる。これらの領域は、任意の適切な幾何学的形状であってもよい。図示のように、領域１２０は細片であり、領域１１０は２つの接着剤の点である。いくつかの実施形態において、接着剤１１０は、例えば図１Ａに示すように、２つの点として縁１３０の近くに塗布することができる。ラベル付けされる物品に最初に接触する縁がどちらであるかによって、いずれの縁も前縁になり得る。図１Ｂにおいて、縁１３０が最初にボトル１５０と接触するため、１３０が前縁になり、反対側の縁１４０が後縁になる。図１Ｂに示すように、前縁の近くに塗布された接着剤である前縁接着剤は、収縮フィルムラベルなどのフィルムラベルをボトル１５０に付着させる。ラベル付け機械内のボトル１５０は、ボトル１５０の周囲にフィルムラベルが巻き付くようにフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）の移動に応じて移動し、後縁近くの接着剤の細片１２０が前縁１３０と重複してシーム付きの筒を形成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、ボトルが時計回りに移動し、フィルムラベルが反時計回りに移動するか、又はその逆方向に移動して、フィルムラベルがボトルに巻き付く。フィルムラベルがボトルに巻き付いた後、５つの層、すなわち、内側から外側の順に、ボトル、前縁接着剤（ピックアップ用接着剤）、前縁、後縁接着剤（ラップ用接着剤）、及び、後縁を形成し得る。これは、ＬＥＤ光１６０が硬化できる接着剤の細片１２０が、前縁と後縁から形成される重複部分の間に配置されている図２Ａにおいて更に示される。

本明細書で使用される、用語「収縮フィルムラベル」は、一般に、それが覆っている物品上で、加熱時に、例えば、１００℃又はそれより低い温度の収縮トンネルに通すことによって収縮できる材料を意味する。図２Ｂは、ボトルを示し、熱にさらされた後、成形されたボトルの上に収縮フィルムラベルが巻き付けられている。
ＬＥＤ硬化装置及びプロセス

収縮トンネルの温度及び環境（熱気又は熱風）に耐えることができるシーム付きの収縮フィルムラベル又はローラから供給される収縮フィルムラベルのシームを生成するのは難しい作業である。従来用いられる接着剤はホットメルトであり、収縮トンネル環境に使用すると、望ましくない問題を引き起こすことがある。ホットメルト接着剤を使用しながら１Ｐａ・ｓ（１０００ｃｐｓ）よりも低い塗布粘度を得るためには、典型的に、１４０℃又はそれより高い溶融温度が要求される。しかし、収縮フィルムは、一般的に、１００℃又はそれより低い温度で収縮する。フィルム収縮温度を超える塗布温度で接着剤を転写すると、シーム領域に早期収縮が生じる。これにより、不規則な形状及び多方向に向かう皺などラベルの外観に不備が生じる。更に、１００℃の収縮トンネル内でラベルを一緒に保持するために必要な接着強度を十分有するホットメルト接着剤を塗布した場合、この接着剤は加工し難く、しばしばラベラ上に蓄積し、ほんの短い使用の後に清掃する必要がある。

本発明者らは、ＬＥＤ硬化型接着剤を使用することにより、ホットメルト接着剤などを使用する従来の収縮フィルムラベルの加工と比較して、収縮フィルムラベルの外観がシームも含めて向上し得ることを発見した。理論に束縛されること望むわけではないが、観察された効果の一部は、ＬＥＤ硬化型接着剤が収縮フィルムの収縮温度よりもはるかに低い温度で塗布することできるためであると考えられる。ＬＥＤ硬化型接着剤は、７０℃よりも低い温度（例えば、５０℃よりも低い温度）及び２５℃又は周囲温度のような低い温度で、適切な塗布粘度となるように設計され得る。適切な塗布粘度は、約０．３Ｐａ・ｓ（３００ｃｐｓ）から約２Ｐａ・ｓ（２０００ｃｐｓ）（例えば、０．３Ｐａ・ｓ（３００ｃｐｓ）、約０．５Ｐａ・ｓ（５００ｃｐｓ）、約１Ｐａ・ｓ（１０００ｃｐｓ）、約２Ｐａ・ｓ（２０００ｃｐｓ）、又は規定値の間の任意の範囲）であり得る。いくつかの実施形態において、適切な塗布粘度が、２Ｐａ・ｓ（２０００ｃｐｓ）より低く、例えば、１Ｐａ・ｓ（１０００ｃｐｓ）より低い、又は０．５Ｐａ・ｓ（５００ｃｐｓ）より低いこともあり得る。いくつかの実施形態において、適切な塗布粘度は、０．８Ｐａ・ｓ（８００ｃｐｓ）から１．５Ｐａ・ｓ（１５００ｃｐｓ）の範囲内（例えば、１Ｐａ・ｓ（１０００ｃｐｓ）から１．３Ｐａ・ｓ（１３００））である。ＬＥＤランプが最小量の熱を生成し、接着剤が低い温度で塗布されるため、ホットメルト接着剤を使用する従来の収縮フィルムラベルの加工と比較して、収縮フィルムラベルの外観を大きく改善することができ、皺のような瑕疵を除去することができる。更に、ＬＥＤ光にさらされたときのＬＥＤ接着剤の架橋結合及びポリマー化が高速になるので、収縮温度の影響をはるかに受けにくくなり、収縮トンネル内で実質的に非常に高い接着強度が与えられる。言い換えれば、ホットメルト接着剤などを使用する従来の収縮フィルムラベルの加工と比較して、ＬＥＤ硬化型接着剤は変形せず、それにより、収縮フィルムラベルの外観が向上する。

図３Ａ〜３Ｆは、ＬＥＤの硬化を使用してフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）のラベル付けをする例示的な装置とプロセスの流れを示している。図の説明のために、フィルムラベルは、収縮フィルムラベルと呼び得る。しかしながら、当業者は、本明細書に記載された方法及び装置は、収縮フィルムラベル以外のフィルムラベルに対して有用であり得ることを理解されよう。

図３Ａに示すように、装置は、送込みユニット３１と、ラベル送りステーション３３と、ＬＥＤ接着剤塗布部３０７と、切断部３０６と、真空ドラム３０８と、ＬＥＤステーション３０９と、出力ユニット３２とを含み得る。図３Ｂ〜３Ｅは、前縁接着剤と後縁接着剤とを塗布するための様々な代替的な設計を示す。図３Ｆは、収縮トンネル３１２を備える装置を示す。

送込みユニット３１は、直線コンベアベルト３０１と、配送ホイール３０２と、容器台３０３とを含み得る。直線コンベアベルト３０１は、ボトル１５０などの物品に適切なボトル間隔を置かせるアルキメディアンスクリューに接続され得る。物品は、次いで、容器台３０３の回転方向に対し時計方向に回転するスターホイールなどの配送ホイール３０２に供給され得る。送込みユニットの他の設計は当該技術分野で既知であり、発明の実施形態で使用され得る。例えば、切断するラベルを配送する方法で使用される送込みユニットと、積層されたラベルは、発明の実施形態でも使用され得る。

送込みユニット３１は、ラベル付けされる様々な物品を供給するように構成され得る。本発明に記載された方法で使用する適切な物品は、当該技術分野で既知の任意の物品を含む。かかる物品の非限定的な例として、収縮フィルムラベル及び非収縮フィルムラベルをなどの従来のフィルムラベルによってラベル付けされる、飲料用ボトルなどの任意の既知の物品を含む。いくつかの実施形態において、ラベル付けされる物品は、フィルムラベルが包囲することができる容器である。言い換えれば、フィルムラベルは、容器を包囲する全幅の筒として使用され得る。いくつかの実施形態において、ラベル付けされる物品は、フィルムラベルによって形成されるタンパーエビデントシール又は梱包材（例えば、タンパーエビデントバンド）を提供するように設計される。いくつかの実施形態において、ラベル付けされる物品は、成形された及び／又は輪郭形成された容器（例えば、非対象に成形された容器）である。例えば、ラベル付けされる物品は、寸法及び／又は形状が同じではない少なくとも２つの異なる部分を含み得る。いくつかの実施形態において、ラベル付けされる物品は、市販のＧａｔｏｒａｄｅボトルのように、異なる直径又は寸法を有する少なくとも２つの部分（例えば、円柱部分）を有する。いくつかの実施形態において、フィルムラベルは、異なる直径又は寸法を有する異なる２つの部分の間でありかつそれらを含む、ラベル付けされる物品の少なくとも一部に巻き付く。例えば図２Ｂを参照されたい。図１Ａ及び１Ｂを参照すると、縁１３０の上部と下部に存在する接着剤１１０は、好ましくは、同じボトル寸法を有する位置でボトル１５０に接触する。この好ましい構成は、接点の方向付けを行う。ここで、接着剤１１０は、ボトル１５０の軸に平行な線上に配置され、これにより、巻き付きが起きたとき、縁１３０の向きにより、縁１４０が縁１３０に対して上下に転移する傾向がなく、円柱、正方形、多角形又は他の形状のボトル１５０の周囲へのフィルムラベル１００の巻き付きを容易にする。方向付けの機構は、回転対称でない形状をボトル１５０と接着剤１１０が接触する位置で制御するために使用され得る。

好ましい実施形態において、ラベル付けされる物品は、フィルムラベルの前縁を適切に付着することができるように同一平面上に存在する少なくとも２点を含む。図２Ｃは、少なくとも２つの同一平面上の接点を含む形状であって、かかる形状を有する物品にフィルムラベルの前縁を取り付け固定させる様々な例を示す。比較すると、図２Ｄに示す例示的な形状では、かかる形状とフィルムラベル（長方形の枠）との潜在的な接点が、同一平面内にない又は形状が凸形状である。このように、フィルムラベルの前縁は、一般的に、図２Ｄに示す形状を有する物品には適切に貼り付けられない。

ラベル送りステーション３３は、送りローラ３０４及びラベルウェブ案内部３０５を含み得る。送りローラ３０４は、所望のラベル長に従い調整され得る速度で、継続的に巻き枠からラベルウェブを引き出す。ラベルウェブ案内部３０５は、標準として取り付けることができ、ラベルウェブを確実に真っ直ぐ引き出す。別法として、既に切断された積層されたラベルを備えるスタック送り（例えば、カートリッジ）などのラベル送りを使用することもできる。

ラベル送りステーション３３は、切断部３０６によって切断することができる様々なフィルムラベル（例えば、収縮フィルム）を送ることができる。本明細書に記載された方法のフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）の使用に適した材料には、当該技術分野で既知の任意の材料が含まれる。フィルムラベルは、一般的に、ポリマープラスチックフィルムからなる材料であり、例えば、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンなどである。このようなポリマーは架橋又は非架橋であり得る。いくつかの実施形態において、収縮フィルムなどのフィルムラベルは、例えば、ロータリースクリーン、グラビア、又はフレキソ技術などの任意の適切なインク印刷方法によって塗布された印刷画像を有し得る。他の実施形態において、フィルムラベルは印刷画像を持たないが、画像が塗布される（例えば、印刷される）のに適している。好ましくは、フィルムラベルは、３６５ｎｍ〜４２０ｎｍ（例えば、３８５ｎｍ〜４０５ｎｍ）の波長の十分な量のＬＥＤ光を透過することができる印刷インクの半透明の層を有する。

切断部３０６は、ラベル送りステーションからラベルを受け取り、次いで、ラベルを切断し、所定の寸法のラベル片にする。コンピュータサーボモータは、正確な切断ポイントを提供することができる。真空ドラム３０８は、次いで、ラベル片を受け取り、それらを真空で保持し、容器第３０３内で回転する物品の上にラベル片を搬送する。真空ドラム３０８の構造と機能は、広く知られており、そのため、これ以上の詳細は記載しない。

収縮フィルムラベルをラベルの細片に切断した後、真空ドラム３０８で保持しながら、ラベルの細片に接着剤を塗布する。接着剤をラベル片に塗布することができるように、真空ドラム３０８が回転し、ラベル片を３０７などの接着剤塗布部に連続して供給する。

フィルムラベルのラベル片を搬送する他の機構は、本明細書に記載の実施形態で使用することができる。例えば、いくつかの実施形態において、既に切断された積層されたラベル片をスタック送り（例えば、カートリッジ）内に供給することが可能であり、次いでラベル付けされる物品に巻き付けるために移動させることができる。例えば、切断され積層されたラベルは、ラベル付けされる物品に巻き付けるために、個別に送られ位置決めされ得る。切断され積層されたラベルを用いて物品をラベル付けする方法は、米国特許出願公開第２０１０／０１７０６１８号に記載のように当該技術分野で既知である。

ラベルに接着剤を塗布する各種方法が適している。例えば、図１Ａに示すように、接着剤１１０及び１２０は、縁１３０及び１４０の近くに塗布され得る。いくつかの実施形態において、接着剤１１０は、縁１３０の近くの２つ点として塗布され得る。この点の一方は上部に近く、他方は下部に近い。いくつかの実施形態において、接着剤１１０及び１２０は両方ともＬＥＤ硬化型接着剤である。このような実施形態において、図３Ａに示すように、ローラ３０７などの同じ塗布部を用いて、接着剤が塗布され得る。

いくつかの実施形態において、接着剤１１０及び１２０は、異なるタイプの接着剤を使用する。ラベル付けされる物品に最初に接触する縁がどちらかに応じて、いずれの縁も前縁になり得る。図１Ｂにおいて、縁１３０が最初にボトル１５０と接触し、そのため１３０が前縁になり、反対側の縁１４０が後縁になる。いくつかの実施形態において、前縁接着剤１１０は、加熱式グルーローラ、又はホットメルト接着剤銃などの前縁接着剤塗布部（例えば、図３Ａに示す３０７Ａ）を用いて、フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）１３０の前縁の近くに塗布される。後縁接着剤１２０は、ＬＥＤ硬化型接着剤であり、後縁接着剤塗布部（例えば、図３Ａに示す３０７）を用いてフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）１４０の後縁近くに塗布される。前縁と後縁の接着剤は、略同時に（０から１０秒の間隔をあけて、１秒又は半秒以内に）又は順次、塗布することができる。いくつかの実施形態において、前縁接着剤がホットメルト接着剤であり、後縁接着剤がＬＥＤ硬化型接着剤である。いくつかの実施形態において、前縁及び後縁接着剤の両方がＬＥＤ硬化型接着剤である。

いくつかの実施形態において、接着剤銃を用いて前縁接着剤を塗布することができ、ローラを用いて後縁接着剤を塗布することができる。例えば、図３Ａにおいて、接着剤銃３０７Ａにより前縁接着剤（ピックアップ用接着剤）がフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）に塗布され、ローラ３０７によって後縁接着剤（ラップ用接着剤）が塗布される。別法として、図３Ｂにおいて、接着剤銃３０７Ａを用いて前縁接着剤（ピックアップ用接着剤）がボトルに塗布され、ローラ３０７を用いて後縁接着剤（ラップ用接着剤）がフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）に塗布される。

いくつかの実施形態において、前縁及び後縁接着剤の両方が、接着剤銃を用いて塗布され得る。例えば、図３Ｃにおいては、接着剤銃３０７Ａを用いて、前縁接着剤（ピックアップ用接着剤）がボトルに塗布され、後縁接着剤（ラップ用接着剤）も接着剤銃３０７Ｂを用いてフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）に塗布される。図３Ｄにおいては、接着剤銃３０７Ａを用いて、前縁接着剤（ピックアップ用接着剤）がフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）に塗布され、後縁接着剤（ラップ用接着剤）も接着剤銃３０７Ｂを用いてフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）に塗布される。

いくつかの実施形態において、前縁接着剤及び後縁接着剤の両方を、ローラを用いて塗布することができる。例えば、図３Ｅにおいて、前縁接着剤（ピックアップ用接着剤）が、ローラ３０７を用いて、フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）に塗布され、後縁接着剤（ラップ用接着剤）もローラ３０７を用いてフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）に塗布される。いくつかの実施形態において、前縁接着剤と後縁接着剤の両方がＬＥＤ硬化性である。このような実施形態において、装置は、塗布と同時に前縁接着剤を硬化するＬＥＤステーション３２０を任意選択で含み得る。

図１Ｂに示すように、前縁の近くに塗布された接着剤、すなわち前縁接着剤は、フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）をボトル１５０に付着させる。ラベル付け機械内（例えば、図３Ａ〜３Ｆの容器台３０３内）のボトル１５０は、ボトル１５０の周囲にフィルムラベルを巻き付けるようにフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）の移動に対応して移動し、後縁近くの接着剤の細片１２０が前縁１３０と重複したシーム付きの筒を形成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、ボトルは時計回りに移動しフィルムラベルは反時計回りに移動する、又はその逆方向に移動して、フィルムラベルがボトルに巻き付く。このように、ＬＥＤ硬化型接着剤の少なくとも一部が、前縁と後縁との間の重複部分に配置され、例えば、図３Ａ〜３ＥのＬＥＤステーション３０９用いて、ＬＥＤ光によって硬化され得る。図２Ａも参照。

別法として、図３Ｂ及び３Ｃに示すように、接着剤銃３０７Ａを用いて、直接ボトルに前縁接着剤を塗布し得る。このような実施形態において、フィルムラベルの前縁自体に別個に接着剤を塗布する必要はない。搬送時には、まず、ボトル１５０に塗布された接着剤を用いて、フィルムラベルをボトルに付着させる。同様に、ラベル付け機械内のボトル１５０は、ボトル１５０の周囲にフィルムラベルを巻き付けるようにフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）の移動に対応して移動し、後縁の近くの接着剤の細片１２０が前縁１３０と重複して巻き管を形成し、次いでＬＥＤ光によって硬化され得る。例えば、いくつかの実施形態において、ボトルは時計回りに移動し、フィルムラベルは反時計周りに移動する、又はその逆方向に移動して、フィルムラベルがボトルに巻き付く。

前縁又はラベル付けされる物品に塗布された接着剤（例えば、ホットメルト接着剤又はＬＥＤ硬化型接着剤）の細片又は点は、回転する容器への正確かつ確実な移動を保証する。この接着剤により、ラベルの正確な位置づけと、正確な糊付けが保証される。容器が回転すると同時にラベルが塗布されるとき、ラベル付けされる物品を巻き付けるためにラベルが軽く擦られる。ＬＥＤ硬化型接着剤の細片の後縁と前縁が重複するとき、物品の上にシーム付きラベルが形成される。

いくつかの実施形態において、前縁と後縁との間に接着剤を塗布する処理の後に、ワイパーで接着剤を広げるワイピングステップが続く。ワイパーは、例えば、ブラシ、スポンジローラ、スポンジパッド、又は他の適切なデバイスであり得る。後縁のワイピングは、その分野の標準的な技術を用いて実施され得る。例えば、図４に示すように、フィルムラベル４０６は不規則な形状の物品４１２の周囲に巻き付けられ、ワイパー４０３で処理される。第１に、フィルムラベル４０６の前縁４００は、同一平面上の２つ付着点４０４を介して物品にラベルを固定する。説明を容易にするため、図４の点を点４０４として例示するが、これらの点は、より大きな面積、例えば、図１Ａに示す接着領域１１０及び１２０を占めていてもよい。フィルムラベル４０６は、次いで、前縁４００と後縁４０１との間に配置された後縁接着剤４０２により後縁４０１が前縁４００と重複するように物品の周りに巻き付く。配置４１０は、この巻き付きの成果物を示す。配置４１０において、後縁接着剤４０２は、シームに沿って後縁接着剤４０２が存在する全ての場所で、前縁４００と後縁４０１が必ずしも結合しているわけではない。次に、ワイパー４０３を利用して、物品に対して前縁４００と後縁４０１と軽く擦りつけ、前縁と後縁との間に後縁接着剤４０２（ＬＥＤ硬化型接着剤）を広げることができる。配置４２０は、この方法でワイピングするワイパー４０３を示す。説明を容易にするため、配置４２０は、ワイパー４０３と、フィルムラベル４０６と、物品４１２との間の空間を示す。しかし、ワイパー４０３は、物品４１２に対して前縁４００と後縁４０１を軽く擦りつけることができる。その後、ワイパー４０３は、取り外され、配置４３０になる。ワイパー４０３の前の動作の結果、配置構成４３０では、後縁接着剤４０２がシームに沿って存在する全ての場所で、後縁接着剤４０２が前縁４００と後縁４０１とを結合するため、配置４３０は配置４１０と異なる。

いくつかの実施形態において、ワイピングによってフィルムラベルが持ち上がらないよう、前縁及び／又は後縁の位置又は１ｍｍの範囲内で接着剤を塗布することが好ましい。いくつかの実施形態において、前縁接着剤は、炭化水素、改質ロジンエステル、ポリアミド、ポリエステル、ワックス、及び鉱物油を含むがそれに限定されない混合物であり得る。いくつかの実施形態において、前縁接着剤は、Ｈｅｎｋｅｌ４９３Ａ又はＫＩＣ５００３であり得る。いくつかの実施形態において、前縁接着剤はＬＥＤ硬化性ではない。

図３Ａ〜３Ｆを再度参照すると、シーム付きフィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）が付された物品は、次に、ＬＥＤステーション３０９を通って容器台３０３内を移動する。ＬＥＤステーションは、例えば、３６５ｎｍ〜４２０ｎｍ（例えば、３８５ｎｍ〜４０５ｎｍ）の波長で発光する少なくとも１つのＬＥＤ光を含む。ＬＥＤ光にさらされたＬＥＤ硬化型接着剤は、次いで、ＬＥＤステーション３０９を通過しながら硬化され得る。

ＬＥＤステーション３０９は、３６５ｎｍ〜４２０ｎｍ（例えば、３８５ｎｍ〜４０５ｎｍ）の波長で発光する少なくとも１つのＬＥＤランプを含み得る。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのＬＥＤランプ（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０個のランプ）が、ラベルが物品（例えば、ボトル）に搬送された後の直ぐ下流に取り付けられ得る。ＬＥＤランプは容器台３０３の非回転部分であって、容器台３０３内の容器が真空ドラム３０８からラベルを受け取る場所の下流の位置に取り付けることができる。ＬＥＤランプは、また、容器台３０３と物理的に関連のない個別のユニットに設けることができる。容器台３０３内を移動する物品はＬＥＤ光にさらされ、ＬＥＤ硬化加工で毎分最大７２０個（例えば、５０、１００、１５０、２００、３００、４００、５００、６００、７００、７２０個又は規定の値の間の任意の範囲）の物品を順次ラベル付けすることができる。

ＬＥＤランプは、ＬＥＤの最大電力レベルの５０％〜１００％（例えば、８０％〜１００％）など、様々な電力レベルで操作され得る。いくつかの実施形態において、各ＬＥＤランプが同じ電力レベルで操作される。いくつかの実施形態において、各ＬＥＤランプがこのプロセスで使用される他のＬＥＤランプと独立した電力レベルで操作される。いくつかの実施形態では、１つ又は複数のＬＥＤランプが８０％の電力レベルで操作される。いくつかの実施形態において、１つ以上のＬＥＤランプが１００％の電力レベルで操作される。

ＬＥＤランプの個数と、それらのＬＥＤランプの電力レベルの他に、接着剤の硬化に影響を与える別の要素は、接着剤がＬＥＤ光にさらされる時間である。接着剤がＬＥＤ光にさらされる時間は、容器台３０３の回転速度に依存し得る。いくつかの実施形態において、接着剤は、動作するＬＥＤランプごとに１０ミリ秒（ｍｓ）又はそれより少ない時間ＬＥＤ光にさらされる。いくつかの実施形態において、接着剤は、動作するＬＥＤランプごとに２ｍｓ〜６ｍｓの時間ＬＥＤ光にさらされる。いくつかの実施形態において、接着剤は、全体で５ｍｓ〜１０ｍｓの時間ＬＥＤ光にさらされる。一実施例として、動作中のＬＥＤ光が１つで６００個のボトル毎分（bottles per minute、ｂｐｍ）を処理する一台の機械において、各ボトルは約２．４ｍｓのＬＥＤ光にさらされた。

フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）が巻き付けられた容器は、次いで、直線コンベアベルト３１１と、出力搬送ホイール３１０と、容器台３０３とを含み得る出力ユニット３２を通って退出する。出力配送ホイール３１０は、好ましくは、スターホイールであり、容器台３０３の回転方向に対して反対方向に回転し、ＬＥＤ硬化型ラベルが付与され、容器台３０３に存在する物品を受け取り、その物品をコンベアベルト３１１に移送する。収縮フィルムラベルが使用された場合、コンベアベルト３１１は、オーブン（図示しない）又は例えば蒸気又は熱風を用いる図３Ｆの３１２に示すような収縮トンネルなどの加熱ステーションに、ラベル付けされた物品を搬送し得、それが物品上に巻き付くようにラベルを熱収縮させ、収縮したラベルはそれが囲む容器の形状に一致する。
前縁及び／又は後縁のＬＥＤ硬化型接着剤

ボトルにラベルを貼付する間、まず、前縁が、液体接着剤、すなわち、加熱で溶融した接着剤、又は未だ硬化されていないＬＥＤ硬化型接着剤により、ボトルに付着される。ラベルがボトルの周囲に巻き付けられ、後縁がボトルに付着される。この巻き付けは、例えば６００ｂｐｍ（ボトル毎分）の速度で起こる。その結果、ホットメルト接着剤が冷却して固まり、又はＬＥＤ硬化型接着剤が硬化される。しかし、巻き付けは、液体接着剤を塗布した直後に発生する。

図１に関して上述した実施形態において、前縁接着剤はホットメルト接着剤であり、後縁接着剤はＬＥＤ硬化型接着剤であった。既存のＬＥＤ硬化型接着剤はＬＥＤ硬化の前の液体状態で、ボトルに十分に接着せず、６００ｂｐｍのような商業的に望ましい速度での処理が可能でなかったため、前縁にはホットメルト接着剤が使用されていた。しかし、２つの理由により、前縁と後縁の両方にＬＥＤ硬化型接着剤を使用することが望ましい。

第一に、ＬＥＤ硬化型接着剤は、優れた接着力を有し得、ラベルが貼付された後の配送及び保管の間の、ボトルのラベル付けの不良率を減少し得る。

第二に、前縁及び後縁に同じ接着剤を使用することにより、液体接着剤を塗布する装置を簡略化し得る。例えば、ＬＥＤ硬化型接着剤を前縁と後縁に使用することで、ホットメルト接着剤を加熱する装置の必要性がなくなり、作業者にとってより安全かつ快適な周囲温度での作業が可能になる。

発明者らは、ＬＥＤ硬化型接着剤を前縁と後縁との両方に使用して、６００ｂｐｍなどの商業的に望ましいラベル付け速度が達成可能になることを、驚きをもって発見した。硬化前の液体形状において非常に高いタック力及び／又は粘度を有するＬＥＤ硬化型接着剤は、この望ましい速度を達成するために用いられた。いくつかの実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は、少なくとも５ニュートン（「Ｎ」）のタック力を有し得る。いくつかの実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は、少なくとも５Ｎ、６Ｎ、７Ｎ、８Ｎ、９Ｎ、１０Ｎ、１１Ｎ、１２Ｎ、１３Ｎ、１４Ｎ、１５Ｎ、１６Ｎ、１７Ｎ、１８Ｎ、１９Ｎ、２０Ｎ、２１Ｎ、２２Ｎ、２３Ｎ、２４Ｎ、２５Ｎ、２６Ｎ、２７Ｎ、２８Ｎ、２９Ｎ、３０Ｎ、又はエンドポイントとしてこれらの値の任意の２つを有するタック力を持ち得る。いくつかの実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は、２５℃で少なくとも２パスカル秒（「Ｐａ・ｓ」）の粘度を有し得る。いくつかの実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は、２５℃で少なくとも２Ｐａ・ｓ、３Ｐａ・ｓ、４Ｐａ・ｓ、５Ｐａ・ｓ、６Ｐａ・ｓ、７Ｐａ・ｓ、８Ｐａ・ｓ、９Ｐａ・ｓ、１０Ｐａ・ｓ、１５Ｐａ・ｓ、２０Ｐａ・ｓ、２５Ｐａ・ｓ、３０Ｐａ・ｓ、３５Ｐａ・ｓ、４０Ｐａ・ｓ、４５Ｐａ・ｓ、５０Ｐａ・ｓ、５５Ｐａ・ｓ、６０Ｐａ・ｓ、６５Ｐａ・ｓ、７０Ｐａ・ｓ、７５Ｐａ・ｓ、８０Ｐａ・ｓ、８５Ｐａ・ｓ、９０Ｐａ・ｓ、９５Ｐａ・ｓ、１００Ｐａ・ｓ、又はエンドポイントしてこれらの値の任意の２つ有する粘度を有し得る。粘度は、例えば温度及び負荷応力に依存し得るパラメータである。本明細書で使用されるように、液体がニュートン流体のように振る舞うように、十分に高い負荷応力で粘度が測定され得る。別途規定がない場合、本明細書に記載される粘度は、１００パスカルのせん断応力で測定される。低いタック力及び／又は粘度を使用することも可能であるが、このような使用は、望ましくないほどに低いラベル付けスピードとなり得、ボトルの周囲にラベルを巻き付ける加工中の前縁の分離を妨害する。

液体状態のＬＥＤ硬化型接着剤の粘度とタック力の間には、しばしば正の相関がある。粘度が高いほど高いタック力と相関し得る。しかし、粘度を変更することなくタック力を変更すること、又は粘度よりも大幅にタック力を変更することは可能である。

タック力と粘度はラベル付着の良好性に影響を与え得るが、タック力の方がより関連していると考えられる。いくつかの実施形態において、あまりに高い粘度は接着剤の塗布を遅らせるので、低い粘度と高いタック力を組み合わせることが望ましくなり得る。

本明細書に記載される粘度とタック力の値は、商業的に利用可能なラベル付けシステムで使用するのに適している。しかしながら、ラベル付けシステムの機械的な改善を行い、任意の所定の接着剤に対する接着性とボトリングスピードが可能になると、本発明の記載よりも低い粘度又はタック力を有するＬＥＤ硬化型接着剤を使用することも可能になり得る。
非収縮ラベルは、炭酸清涼飲料に使用されるラベルを含む。

非収縮ラベルは、炭酸清涼飲料のボトルなどの物品に巻き付けるために使用され得る。これらのラベルは白色又は金属化など、透明又は不透明であり得る。ボトルのラベル付け中に形成される接着剤の結合は、配送及び貯蔵中に時折外れることが観察されていた。この問題は、例えばポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate、ＰＥＴ）ボトルなどのプラスチックの炭酸清涼飲料水（carbonated soft drink、「ＣＳＤ」）ボトルに透明なラベルを使用したとき、特に深刻である。いずれの学説に限定されるわけではないが、透明ラベルは他のラベルよりも表面エネルギーが低く、不透明なラベルは一般に透明なラベルよりも高い表面エネルギーを有し、接着剤がラベル表面に接触及び接着する能力を向上すると考えられている。そのため、透明ラベルは、同等な不透明なラベルよりも良好ではないことがある。ＣＳＤボトルは、特に、振ったり、落としたりした場合、炭酸化のために膨張することがある。ボトルの膨張となめらかなラベルが組み合わさると、通常よりも高い確率で配送中及び保管中にラベルが外れる。ラベルの不備は、不透明なラベル及び／又はＣＳＤでないボトルなどの別の背景でも起こり得る。ＬＥＤ硬化型接着剤の接着力はホットメルト接着剤と比較して優れているので、商業的に意義ある程度に不良率を削減し得る。透明か不透明かに関わらずポリオレフィン、ポリエステル及び他の材料などの任意の適切なラベル材料を使用することが可能である。
ＬＥＤ硬化型接着剤

ＬＥＤランプは、３６５ナノメータ（ｎｍ）及びそれより高い可視光スペクトルの範囲付近でのみ光を発生するので、赤外線（ultraviolet、ＵＶ）ランプと異なり非常に小型で、ＬＥＤランプはオゾンを発生しない。ＬＥＤランプの発生する熱は少なく、換気又は高度なシールドも不要である。

これに対して、ＵＶ硬化型接着剤を使用してラベルをシーリングすることは、収縮フィルムのラベル付けの用途に望ましくない。ＵＶランプは、かなりの量の熱を発生し、ラベルの安定性に対して有害であり得る。ＵＶランプは、また、オゾンを発生し、例えば２００ｎｍ程度の低いスペクトル範囲のＵＶ光を大量に生成する。これは目に有害であり得る。このようなランプを既存のラベル付け機械に装着することは、設計、オゾンの換気、及びＵＶ光の効果的な遮蔽に大幅な変更が必要になると思われる。更に、ＬＥＤ硬化型接着剤は、もしあったとしても揮発性の有機化合物をほとんど有さず、ＵＶ硬化又は溶剤接着などの他のシーム形成加工よりもＬＥＤ硬化型接着剤が好ましいものとなる。

最新のＬＥＤランプは、可視光スペクトルの範囲に近い高強度単色光を放射する能力がある。接着剤組成物は同じスペクトル範囲の光を吸収することができ、そのため、例えば、１秒より短い時間で素早く架橋／ポリマー化を行うことができる。更に、ＬＥＤ硬化は、３６５ｎｍ〜４２０ｎｍ（例えば、３８５ｎｍ〜４０５ｎｍ）スペクトル範囲の十分な量の光を伝達し得る印刷インクの不透明層を介して行うことができる。例えば、視覚的に不透明な材料の場合、肉眼では見えないＬＥＤ光（すなわち、３９５ｎｍなどの４００ｎｍより低い波長の光）が、依然としてラベルを通過しＬＥＤ硬化型接着剤を硬化し得る。

ＬＥＤ硬化は、ポリマー化速度を遅くする酸素阻害が過剰になるため、ＵＶ硬化よりもはるかに遅いと考えられている。ＬＥＤ硬化は、６００ボトル／分の速度であり最高で７２０ボトル／分で行うことが好ましいボトルのラベル付けのような高速用途には適しているとは考えられていなかった。しかしながら、本発明者らは、ラベル付けされる物品の周囲に巻き付けられたフィルムを硬化する速度が、２つの層の間のシームにあるＬＥＤ硬化型接着剤を硬化すれば、代表的なラベル付け用途の高速要件を満たすことができるということを発見した。理論に束縛されること望むわけではないが、フィルムの２層の間の嫌気性無酸素状態により、ＬＥＤ光での硬化速度は、大幅に増加すると考えられる。

更に、ＬＥＤ硬化型接着剤は、透明及び視覚的に不透明な、様々な種類のラベルに効果的に使用することができる。通常の強度のＬＥＤ光（例えば、５Ｗ／ｃｍ^２未満の放射照度の光）を、透明ラベルを通して伝達すると、５０％〜１００％の透過率（例えば８０％以上）であり得る。白色ラベルを介して正規の強度のＬＥＤライトの透過率は、０％から３０％（例えば、１％以下）であり得る。金属化されたラベルを通した正規の強度のＬＥＤ光の透過率は、０％から５％（例えば、０％）であり得る。たとえ可視光が白色又は金属化されたラベルを貫通しないとしても、肉眼では見えない光、例えば、高強度な３９５ｎｍのＬＥＤ光は、これらの不透明なラベルを貫通することが可能であり得る。高強度の光は、例えば、５Ｗ／ｃｍ^２（例えば、少なくとも１０Ｗ／ｃｍ^２）よりも大きな高い放射照度を有し得る。例えば、いくつかの実施形態において、高照度３９５ｎｍのＬＥＤランプの使用が可能であり、最大放射照度１０Ｗ／ｃｍ^２以上を有するＬＥＤ光を生成する。いくつかの実施形態において、高強度３９５ｎｍのＬＥＤランプの使用が可能であり、最大放射照度２０Ｗ／ｃｍ^２以上を有するＬＥＤ光を生成する。

本明細書に記載された方法への使用に適したＬＥＤ硬化型接着剤は、以下の１つ以上を特徴とし得る。（１）適切な塗布粘度は７０℃より低い温度（例えば、５０℃より低い）で、（例えば、約０．３Ｐａ・ｓ（３００ｃｐｓ）から約２Ｐａ・ｓ（２０００ｃｐｓ）、又は１Ｐａ・ｓ（１０００ｃｐｓ）より低い、０．８Ｐａ・ｓ（８００ｃｐｓ）、又は０．６Ｐａ・ｓ（６００ｃｐｓ）より低い、及び／又は上述した粘度及びタック力、（２）最大で順次毎分７２０個の物品（例えば、５０、１００、１５０、２００、３００、４００、５００、６００、７００、７２０個又は規定値の間の任意の範囲）のラベル付けに適したＬＥＤの硬化速度、（３）接着強度（ＬＥＤ硬化後）は、収縮フィルムの場合は１００℃の収縮トンネルなどの熱でも接着を維持し、又は、収縮及び非収縮フィルムの場合は配送、保管、出荷中の接着を維持するなどの用途に対応する。

いくつかの実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は、エチレン性不飽和プレポリマーと、エチレン性不飽和オリゴマーと、エチレン性不飽和モノマーと、３８５ｎｍ〜４０５ｎｍの範囲内のＬＥＤと近接した状態で光吸収性を有する光開始剤と、任意選択で１つ以上の不活性な相溶性充填剤との混合物である。

好ましい実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は、アクリレート又はメタクリレート機能性ポリウレタンと、アクリレート又はメタクリレート機能性モノマーと、３８５ｎｍ〜４０５ｎｍの範囲内のＬＥＤと近接した状態で光吸収性を有するホスフィンオキシド型光開始剤と、任意選択で１つ以上の不活性な相溶性充填剤の混合物であって、１つ以上の不活性な充填剤は、炭化水素樹脂、ロジンエステル、ポリアミド、又はそれらの組み合わせである。

いくつかの特定の実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は以下の表に従う組成を有してもよい。

フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）上のＬＥＤ硬化型接着剤の量は、一般に５ｇ／ｍ^２〜５０ｇ／ｍ^２（例えば、１０ｇ／ｍ^２、２０ｇ／ｍ^２、３０ｇ／ｍ^２、４０ｇ／ｍ^２、５０ｇ／ｍ^２、又は規定値の間の任意の範囲）であり得る。好ましい実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤の量は、５ｇ／ｍ^２〜３０ｇ／ｍ^２又は１０ｇ／ｍ^２〜３０ｇ／ｍ^２である。理論に束縛されること望むわけではないが、ＬＥＤ硬化型接着剤は高い接合強度を有し、高温への感度が低いため、通常は、収縮フィルム用途において８０〜１００ｇ／ｍ^２のコート重量で塗布される、従来のホットメルト接着剤よりも更に低いコート重量で塗布することができる。このように、ＬＥＤ硬化型接着剤を使用することにより、接着剤費用の大幅な削減をもたらすことができる。

ＬＥＤ硬化型接着剤は、代表的な収縮温度より低い様々な温度で、フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）を塗布することができる。好ましい実施形態において、ＬＥＤ硬化型接着剤は、５０℃より低い、４０℃より低い、３０℃より低い、又は周囲温度などの、７０℃より低い温度で、フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）に塗布される。

通常、フィルムラベル（例えば、収縮フィルムラベル）がラベル付けされる物品に移動した後、ＬＥＤ硬化型接着剤を硬化する。様々なＬＥＤランプの使用が可能であり、当該技術分野で既知である。好ましい実施形態において、ＬＥＤランプは、３６５ｎｍ〜４２０ｎｍ（例えば、３８５ｎｍ〜４０５ｎｍ（例えば、３９５ｎｍ））の波長を有するＬＥＤ光を発生する。
粘着付与剤樹脂のスクリーニング

以下の表に示すように、異なるロジン又は樹脂とモノマー及び希釈剤を組み合わせることにより、ＬＥＤ硬化型接着剤の混合物は様々なタック力を実現することができる。

^＊これらの樹脂は、水溶性ではない又は選択された単量体と相溶性がなかった。

表に示すように、ロジン改質剤と、単量体／希釈剤との混合物は、４９Ｎの粘着性を得た。ポリエチレン樹脂と単量体／希釈剤との組み合わせを有する混合物は、水溶性でない又は単量体との相溶性がなかった。
タック力試験

種々のＬＥＤ硬化型接着剤混合物のタック力を決定するために試験を行った。試験を行うために、バードアプリケータを用いて金属プラットフォーム上に、５ｍｉｌ／１２５ミクロン接着剤の厚さを作る量の特定の接着剤混合物を塗布した。直径が２４ｍｍ、接触面積が４．５２ｃｍ^２の５０ｇの円柱形の重りを、力計に取り付け、接着層の上に重りを下降させ、約１０秒間表面に載せた。その後、重りを２つの速度で接着層から持ち上げた。速い速度は約１ｍｍ／ｓであり、遅い速度は約０．１ｍｍ／ｓである。接着剤から重りを離す間に得られた最大の力を力計が記録した。その最大の力が「タック力」である。特に規定がない限り、本明細書のタック力の値は、速い速度で重りを持ち上げたときに測定される。

タック力は、接着剤の配合及び粘度、並びに速度及び／又は接着表面から重りを持ち上げる加速度に依存し得る。サンプルＣ１及びＣ２はコントロール接着剤であった。分析結果の測定基準の全体には、タック力、接着力、及び粘度などの特性が含まれる。以下の表は、重りを速い速度で持ち上げた場合の種々の接着剤のタック力の値を示している。

表に示すように、混合物Ｂ８、Ｂ９、Ｂ１２、Ｂ１４、Ｂ１７及びＢ１８は、Ｃ１及びＣ２のコントロール混合物と比較して、等しい又は良好な予想接着力を有した。これらの混合物はそれぞれ、ホットメルト接着剤システムと比較して、良好な予想接着力を有した。予想接着強度とは、各組成に対しいくつかのボトルからＬＥＤ硬化型ラベルの剥がし難さに基づく。この試験用のラベルを接着するために使用された実験配置は、剥がし難さに影響を与える接着剤の厚みなどのパラメータに小さなばらつきをもたらす。このような小さなばらつきは、接着力の正確な定量化を困難にし、これが、接着力が「予測」とみなされる理由である。しかし、実験配置は、特定の接着剤がコントロールサンプルよりも悪化、等しい、又は良好と予測されるかどうかについて、合理的に良好な情報を提供するのに適当である。上の表の全てのサンプルは、代表的なホットメルト接着剤よりも良好な接着力を有した。表に示すように、混合物Ｂ９及びＢ１８は、コントロールサンプルＣ１及びＣ２よりも全体的に良好な分析結果を提供した。

以下の表は、重りを遅い速度で持ち上げた場合の様々な接着剤のタック力の値を示す。

ホットメルトラベル付け機への追加導入装置

ラベル付けの市場は、従来のホットメルト接着剤で占有されており、高温の影響を受けやすい収縮フィルムは使用されていない。膨大な数の収縮フィルムラベルが有機溶剤の助けでシーリングされ、筒型の形成と、それをボトルに貼付するためとの両方には、別の設備を必要とした。新しい世代の飲料包装に収縮ラベルを導入することは、従来の収縮筒型ラベル付け設備と、既存のホットメルトラベル付け機械の交換に、多くの工場で大幅な投資が必要となるであろう。しかしながら、新規なＬＥＤ硬化技術の導入は、これまでラベル付け業界では使用されていないが、ＬＥＤランプの購入と装着への必要な最小の投資で既存のホットメルト設備への追加導入を可能にし、大幅な金額を削減する。

ＬＥＤ技術を使用することにより、本発明で示す方法のラベル付け機械は、例えば、Ｋｒｏｎｅｓ（登録商標）Ｃｏｎｔｉｒｏｌｌのラベル付け機械である、既存のホットメルトラベル付け機械への追加導入設備とすることができる。収縮フィルムラベルの前縁と後縁との間の重複部分に配置されＬＥＤ硬化型接着剤を硬化するように構成された少なくとも１つのＬＥＤランプを備えるＬＥＤステーションを取り付けることにより、殆どの任意のホットメルトラベル付け機械を、本明細書で記載される装置に改良することができる。本明細書の上部で説明した図３Ａ〜３Ｆを参照。例えば、少なくとも１つのＬＥＤランプ（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０個のランプ）が、ラベルが物品（例えば、ボトル）に搬送させた後の直ぐ下流に取り付けられ得る。ＬＥＤランプは、ラベルが容器に巻き付けられる場所の下流の位置で、ラベル付け機械の非回転部に固定され得る。ＬＥＤランプは、また、ラベル付け機械と物理的に関連のない個別のユニットに設けられ得る。いくつかの実施形態において、既存ホットメルトラベル付けシステムはＫｒｏｎｅｓ（登録商標）Ｃｏｎｔｉｒｏｌｌラベル付けシステムなどの１つである。

全ての既存ラベル付け機械は、Ｋｒｏｎｅｓ（登録商標）Ｃｏｎｔｉｒｏｌｌラベル付け機械などの既存のラベル付け機械を変更することなく、ＬＥＤランプを、拡張機能として、既存の全てのラベル付け機械に取り付けることができる。ボトル（例えば、プラスチック製のスポーツドリンク又は他の清涼飲料水のボトル）の製造に使用される現行のホットメルトラベル付け機械を、収縮フィルムラベル付け機械に変更できるように、既存のラベル付け装置にＬＥＤランプが取り付けられる。

ＬＥＤ接着剤塗布部は、ホットメルト接着剤塗布部に追加導入可能であり、ＬＥＤ硬化型接着剤を塗布するように構成されている。いくつかの実施形態において、ホットメルト接着剤を塗布するための加熱部がホットメルトラベル付けシステムから取り外される。いくつかの実施形態において、加熱部を取り外さず、ＬＥＤ硬化型接着剤を塗布するとき、単純に電源を切ることができる。いくつかの実施形態において、２つの異なる種類の接着剤が、前縁と後縁に塗布される。このような実施形態において、既存のホットメルト接着剤塗布部が取り外され、２つの接着剤塗布部と交換される。例えば、図３Ｃの塗布部３０７Ａ及び３０７Ｂ参照。塗布部の一方は、収縮フィルムラベルの前縁の近くでのＬＥＤ硬化型接着剤又はホットメルト接着剤などの前縁接着剤の塗布に適しており、他方は、収縮フィルムラベルの後縁の近くでのＬＥＤ硬化型接着剤を含む後縁接着剤を塗布に適している。例えば、図３Ａ〜３Ｆに示す他の適切な接着剤塗布部を使用することができる。

ＬＥＤ硬化型接着剤を使用することの有効性を試験するため、各種性能試験を行った。試験は、異なる３つのＬＥＤ硬化型接着剤、サンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣを用いて完了した。性能試験の結果は、以下の実施例に記載される。
例１−ホットメルト接着剤

コントロール試験は、ホットメルト接着剤を使用して実施された。ホットメルト接着剤は、前縁接着剤と後縁接着剤の両方に使用された。加熱部は、接着剤の温度を２９０°Ｆまで上げるために使用され、コントロール実験にＬＥＤを使用しなかった。加熱後、接着剤を冷却してラベルの前縁と後縁を接着した。

実施例２−透過率及び不透明度測定

透明、白色、金属化されたラベルの不透明度は、ラベルの前面のマークや印刷のない領域で、Ａ２光源を用いて、２°の観察角度で４００ｎｍ〜７００ｎｍの全スペクトルを使用して試験された。ラベルの種類ごとに、１０個の異なるサンプルの不透明度が測定された。透明、白色、及び金属化されたラベルは、それぞれ、１７．６％、８３．５％、及び１００％の平均不透明度を有した。

透明、白色、及び金属化ラベルの正規の強度の光の透過率は、Ｕｖ−Ｖｉｓスペクトロフォトメータを使用して３９５ｎｍで測定された。透明、白色、及び金属化ラベルの光の透過率は、それぞれ８６％、０．３％、及び０％であった。例えば、実施例３〜５で述べられた試験結果では、高い強度の単色ＬＥＤ光源を接着剤の硬化に使用した場合、著しく高い透過率が得られることを示している。例えば、実施例３〜５で述べた試験の間には、２０Ｗ／ｃｍ^２の最高放射照度有するＬＥＤランプが使用された。
実施例３−ＬＥＤ硬化型接着剤サンプルＡ

ＬＥＤ硬化型接着剤サンプルＡは、前縁接着剤（ピックアップ用接着剤）と後縁接着剤（ラップ用接着剤）の両方に使用される。以下の表は、ＬＥＤ硬化型接着剤サンプルＡを使用した、ボトルに巻き付けるための各種プロセスの構成を示している。接着剤サンプルＡの剥離接着強度及びせん断接着強度を試験するために、プロセスパラメータに様々な変更がなされた。ラン全体にわたり変更される変数としては、接着剤の硬化に使用されるＬＥＤランプの数、ラベルの種類、温度、ランプの位置、及び巻き付き速度などがあった。以下のテーブルに列挙された各ランの場合、前縁接着剤と後縁接着剤の両方を硬化した。加熱部を使用して、以下の表に示された温度まで温度を上げた。

ランプの位置変更なしでは、上述のように、１つ以上のＬＥＤランプがＬＥＤステーションに配置された。ラン５、６、９、１０、及び、１３〜２０は、上述したような変更された配置のＬＥＤランプを用いて実行された。いくつかの実行のためにランプの配置が変更された。変更されたランプの配置において、１つのＬＥＤランプは、ラベルがボトルの周囲に巻き付き始めた箇所で接着剤にＬＥＤ光を照射するように配置された。

透明ラベルで巻き付けられたボトルの場合、プロセスは、２及び４のＬＥＤランプを使用して、６００ｂｐｍの巻き付き速度を達成した。白色ラベルで巻き付けられたボトルの場合、プロセスは１、３及び４のＬＥＤランプを使用して、６００ｂｐｍの巻き付き速度を達成した。金属化されたラベルで巻き付けられたボトルの場合、プロセスは２、４のＬＥＤランプを使用して４００ｂｐｍの巻き付き速度を達成した。

巻き付き速度を遅くすると、ボトルはより長い時間ＬＥＤ光に露光される。ラン１とラン２及び３を比較すると、ラン１の高い剥離接着強度はＬＥＤ光への露光時間が剥離接着強度に影響を与えることを示している。例えば、露光時間が長いと、すなわちＬＥＤエネルギー出力が高く、剥離接着強度の改善をもたらすことができる。

同様に、ラン１６〜２０を比較すると、唯一調整した変数は巻き付き速度であった。ラン１６〜２０は、巻き付き速度が増加するにつれ（そしてＬＥＤ光の露光時間が減少するにつれ）、剥離接着強度及びせん断接着強度が減少する傾向を示している。

実施例４−ＬＥＤ硬化型接着剤サンプルＢ

ＬＥＤ硬化型接着剤サンプルＢは、前縁接着剤と後縁接着剤の両方に使用された。以下の表は、ＬＥＤ硬化型接着剤サンプルＢを使用して、ボトルに巻き付くための各種プロセスの構成を示している。接着剤サンプルＢの剥離接着強度及びせん断接着強度を試験するために、プロセスパラメータに様々な変更がなされた。ラン全体にわたり変更される変数としては、接着剤の硬化に使用されるＬＥＤランプの数、ラベルの種類、温度、及び巻き付き速度などがある。加熱部を使用して、以下の表に示された温度まで温度を上げた。

透明ラベルで巻き付けられたボトルの場合、プロセスは、１、２、及び４のＬＥＤランプを使用して、６００ｂｐｍの巻き付き速度を達成した。白色ラベルで巻き付けられたボトルの場合、プロセスは、２及び４のＬＥＤランプを使用して２７５ｂｐｍの巻き付き速度を達成した。以下のテーブルに列挙された各ランの場合、前縁接着剤と後縁接着剤の両方を硬化した。

実施例５−ＬＥＤ硬化型接着剤サンプルＣ

ＬＥＤ硬化型接着剤サンプルＣは、前縁接着剤と後縁接着剤の両方に使用された。以下の表は、ＬＥＤ硬化型接着剤サンプルＣを用いてボトルに巻き付く各種プロセス構成の結果を示している。接着剤サンプルＣの剥離接着強度及びせん断接着強度を試験するために、様々な変更がプロセスパラメータになされた。ラン全体にわたり変更される変数としては、接着剤の硬化に使用されるＬＥＤランプの数、ラベルの種類、温度、及び巻き付き速度などがあった。加熱部を使用して、以下の表に示された温度まで温度を上げた。

透明ラベルで巻き付けられたボトルの場合、プロセスは、１、２、及び４のＬＥＤランプを使用して、６００ｂｐｍの巻き付き速度を達成した。白色ラベルで巻き付けられたボトルの場合、プロセスは、２及び４のＬＥＤランプを使用して２７５ｂｐｍの巻き付き速度を達成した。以下のテーブルに列挙された各実行に対し、前縁接着剤と後縁接着剤の両方を硬化した。

実施例３〜５に示すように、剥離接着強度及びせん断接着強度は、一般に、より多くのＬＥＤランプがプロセスに追加されると増加し、巻き付き速度が増加するにつれ減少した。更に、結果は、一般に、剥離接着強度は不透明度が増加すると減少することを示している。透明ラベルは、一般に、白色ラベルよりも高い接着強度を有し、白色ラベルは、一般に、金属化ラベルよりも高い接着強度を有する。

更に、実施例１のホットメルト接着剤のデータと実施例３〜５のＬＥＤ硬化型接着剤を比較すると、ＬＥＤ硬化型接着剤で行った試験は、ホットメルト接着剤と同じ巻き付き速度を達成し、類似の剥離接着強度とせん断接着強度とを示した。しかしながら、実施例３〜５の試験は、実施例１のホットメルトよりも更に低い温度で終了した（ホットメルトの実施例の２９０°Ｆと比較して１３０〜１６０°Ｆ）。
実施例６−落下試験

冷却ブルーストン試験方法を使用して、接着剤の強度を試験した。ボトルに巻き付いた後、６０インチから開始して、６インチの増加量で８４インチまで徐々に高さを増加し、ボトルを落とした。落下した後、ラベルがボトルにとどまり、接着剤が砕けていない場合、ボトルはブルーストン試験に合格した。落下した後、ラベルがボトルから落ちる、又は、１つ以上の接着剤が砕けた場合には、ボトルは所定の高さでのブルーストン試験に失敗した。

ホットメルト法で硬化されたラベルの場合、ラベルは６０インチ〜８４インチの全ての高さでブルーストン試験に合格した。同様に、上述したＬＥＤ硬化型法で硬化されたラベルの場合、ラベルは６０インチ〜８４インチの全ての高さでブルーストン試験に合格した。すなわち、ＬＥＤ硬化法が、少なくともホットメルト硬化法と同じくらい効果的であることが証明された。
実施例７−粘度測定

実施例３〜５の接着剤の粘度は、様々な温度で測定され、上述したＬＥＤ硬化法を使用して接着剤を効果的に硬化するために最適な粘度範囲を決定する。１Ｐａ・ｓ（１０００ｃｐｓ）〜１．３Ｐａ・ｓ（１３００ｃｐｓ）の範囲が、ラベルの前縁と後縁の両方のＬＥＤ硬化型接着剤の硬化に効果があると判定された。５０℃（１２２°Ｆ）〜７０℃（１５８°Ｆ）の温度範囲で接着剤ごとに粘度を測定した。

実施例３の接着剤は、約５５℃から約６０℃の温度範囲で、１Ｐａ・ｓ（１０００ｃｐｓ）〜１．３Ｐａ・ｓ（１３００ｃｐｓ）の範囲の粘度を有した。実施例４の接着剤は、約６５℃から約６０℃の温度範囲で、１Ｐａ・ｓ（１０００ｃｐｓ）〜１．３Ｐａ・ｓ（１３００ｃｐｓ）の範囲の粘度を有した。実施例５の接着剤は、約６８℃から７０℃の試験限界の温度範囲で、１．２Ｐａ・ｓ（１２００ｃｐｓ）〜１．３Ｐａ・ｓ（１３００ｃｐｓ）の範囲の粘度を有した。３つの接着剤は全て、代表的な充填工場の毎日の平均気温よりも高い温度で、１Ｐａ・ｓ（１０００ｃｐｓ）〜１．３Ｐａ・ｓ（１３００ｃｐｓ）の範囲の粘度を有する。

接着剤の粘度は接着剤の塗布に影響を与えるため、接着剤の粘度は重要な因子である。粘度が高すぎると、接着剤の塗布が遅くなることがあり、転写される接着剤の量が減少する。いくつかの実施形態において、高いタック力を低い粘度と組み合わせることが望ましく、上に示すデータはＬＥＤ硬化型接着剤が有効な温度範囲で比較的低い粘度を維持することが可能であることを示している。
実施例８−高温での試験

ホットメルト接着剤とＬＥＤ硬化型接着剤との両方を使用して、２２℃及び９５℃で、いくつかのラベルサンプルのせん断接着強度を試験した。以下の表は、低い温度と比較した高い温度での接着力の減少率を含む、２２℃及び９５℃でのホットメルト接着剤とＬＥＤ硬化型接着剤との両方の接着力を要約している。以下の表に示すように、全てのホットメルトのサンプルは、接着力が９９％減少した。一方、ＬＥＤ硬化型接着剤の接着力は８２％から９１％減少した。

上に示すデータによれば、高温でさえ、ＬＥＤ硬化型接着剤は接着力を維持する。高い温度での接着力を維持するこのような能力は、広い温度範囲にさらされるいくつかの用途、例えばＣＳＤ包装において有用であることもあり得る。ＣＳＤ包装は、例えば車庫又は倉庫で保管される間は高温で湿度の高い状態、例えば小売店では室温状態、例えば冷蔵庫に保管された間は低温状態にさらされることがある。

特定の実施形態の前述の説明は、当業者が知識を適用することにより、他の人にも可能である、そのような特定の実施形態を様々な用途に容易に変更及び／又は適合させ、過度の実験をすることなく、本発明の一般的な概念から逸脱することなく、本発明の一般的な性質を完全に明らかにするであろう。したがって、そのような適合及び修正は、本明細書に提示された教示及び指導に基づいて、開示された実施形態の等価物の意味及び範囲内にあることが意図される。本明細書の表現法又は用語法は、説明を目的とするものであって、限定するものではないことを理解されたく、したがって、本明細書の用語法又は表現法は、教示及び指導の観点から当業者によって解釈されるべきである。

本発明の広さや範囲は、上述した例示的な任意の実施形態に限定されないものとする。

本明細書に記載された様々な態様、実施形態及び選択肢の全ては、任意の変形形態及び全ての変形形態において組み合わせることができる。

本明細書で言及された全ての刊行物、特許及び特許出願は、各個々の刊行物、特許又は特許出願が具体的に、かつ個々に参照により組み込まれることが示されているのと同様に、参照により組み込まれている。

Claims (27)

1. ラベル付きボトルを準備する方法であって、
   ボトルに塗布されるフィルムラベルの少なくとも一部にＬＥＤ硬化型接着剤を塗布することと、
   前記フィルムラベルの前縁と後縁が重複するように前記ボトルの周囲に前記フィルムラベルを巻き付けることであって、前記ＬＥＤ硬化型接着剤の少なくとも一部が、前記前縁と後縁との間の重複部分に配置される、巻き付けることと、
   ＬＥＤ光を用いて前記前縁と前記後縁との間の前記重複部分に配置された前記ＬＥＤ硬化型接着剤を硬化することと、を含む、方法。
2. 前記フィルムラベルが収縮フィルムラベルである、請求項１に記載の方法。
3. 前記フィルムラベルが非収縮フィルムラベルである、請求項１に記載の方法。
4. 前記巻き付けられたボトルを収縮トンネルに通して、収縮フィルムをラベル付けしたボトルを形成することを更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記ボトルが、異なる直径又は寸法を有する少なくとも２つの部分を備える本体を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記フィルムラベルが、前記異なる直径又は寸法を有する２つの異なる部分の間でありかつそれらを含む前記ボトルの少なくとも一部に巻き付く、請求項５に記載の方法。
7. 前記ＬＥＤ硬化型接着剤が前記フィルムラベルの前記後縁の近くに塗布される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記収縮フィルムラベルの前記前縁の近くに前縁接着剤を塗布することを更に含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記前縁接着剤はＬＥＤ硬化型である、請求項８に記載の方法。
10. 前記前縁接着剤の少なくとも一部が前記ボトルと前記後縁との間に配置され、前記方法が、前記ボトルと前記前縁との間に配置された前記前縁接着剤を硬化することを更に含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記ボトルと前記前縁との間に配置された前記前縁接着剤が、前記前縁と前記後縁との間の前記重複部分に配置された前記ＬＥＤ硬化型接着剤と同時に硬化される、請求項１０に記載の方法。
12. 前記ＬＥＤ硬化型接着剤が、５ｇ／ｍ^２〜５０ｇ／ｍ^２の量で前記フィルムラベルに塗布される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記ＬＥＤ硬化型接着剤を硬化することが、前記ボトルを３６５ｎｍ〜４２０ｎｍの波長のＬＥＤ光にさらすことを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記ＬＥＤ硬化型接着剤が、７０℃より低い温度で硬化される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記ＬＥＤ硬化型接着剤は、エチレン性不飽和プレポリマーと、エチレン性不飽和オリゴマーと、エチレン性不飽和モノマーと、３８５ｎｍ〜４０５ｎｍの範囲内のＬＥＤに近接した状態で光吸収性を有する光開始剤と、任意選択で１つ以上の不活性な相溶性充填剤との混合物である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記ＬＥＤ硬化型接着剤は、アクリレート又はメタクリレート官能性ポリウレタンと、アクリレート又はメタクリレート官能性モノマーと、３８５ｎｍ〜４０５ｎｍの範囲内のＬＥＤに近接した状態で光吸収性を有するホスフィンオキシド型光開始剤と、任意選択で１つ以上の不活性な相溶性充填剤との混合物であり、前記１つ以上の不活性な充填剤が炭化水素樹脂、ロジンエステル、ポリアミド、ポリエステル、又はこれらの組み合わせである、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記ＬＥＤ硬化型接着剤が、毎分５００〜７２０個のボトルを順次ラベル付けするのに適した速度で硬化される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記ＬＥＤ硬化型接着剤が少なくとも５Ｎのタック力を有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記ＬＥＤ硬化型接着剤が、２５℃で、少なくとも２Ｐａ・ｓの粘度を有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記フィルムラベルが透明ラベルである、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記フィルムラベルが不透明ラベルである、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
22. 前記ボトルが炭酸清涼飲料水ボトルである、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記前縁接着剤が７０℃より低い温度で塗布される、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
24. ボトルにフィルムラベルをラベル付けする装置であって、
    ラベル付けされるボトルを送るように構成された送込みユニットと、
    前記フィルムラベルを送るように構成されたラベル送り部と、
    前記フィルムラベルにＬＥＤ硬化型接着剤を塗布するように構成されたＬＥＤ接着剤塗布部と、
    フィルムラベルのラベル片を搬送してボトルに巻き付ける機構であって、各ラベル片が前縁と後縁とを有し、ボトルに巻き付くと、前記フィルムラベルの前記ラベル片の前記前縁と後縁が重複し、前記ＬＥＤ硬化型接着剤の少なくとも一部が前記前縁と後縁との間の重複部分に配置される、機構と、
    前記前縁と後縁との間の前記重複部分に配置される前記ＬＥＤ硬化型接着剤を硬化するように構成された少なくとも１つのＬＥＤランプを備えるＬＥＤステーションと、
    前記ラベル付けされた物品を搬送するように構成された出力ユニットと、を備える、装置。
25. 前記フィルムラベルを前記ボトルの上で収縮させるように構成された収縮トンネルを更に備える、請求項２４記載の装置。
26. 前記少なくとも１つのＬＥＤランプが３８５ｎｍ〜４０５ｎｍの波長の光を放射する、請求項２４又は２５記載の装置。
27. 物品にフィルムラベルをラベル付けするのに使用するラベル付けシステムへの追加導入方法であって、
    既存のホットメルトラベル付けシステムから加熱部を取り外すことと、
    少なくとも１つのＬＥＤランプを備えるＬＥＤステーションを追加することと、
    ＬＥＤ硬化型接着剤を前記フィルムラベルに塗布するため、前記ホットメルト接着剤塗布部を再構成することと、
    を含む、方法。

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