KR20070054203A - 라벨들 및 라벨링 공정 - Google Patents

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KR20070054203A
KR20070054203A KR1020077006130A KR20077006130A KR20070054203A KR 20070054203 A KR20070054203 A KR 20070054203A KR 1020077006130 A KR1020077006130 A KR 1020077006130A KR 20077006130 A KR20077006130 A KR 20077006130A KR 20070054203 A KR20070054203 A KR 20070054203A
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듀 다이 후인흐
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애버리 데니슨 코포레이션
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Abstract

본 발명은 라벨들, 특히 중합체 라벨들과 이와 같은 중합체 라벨들을 인쇄하는 공정에 관한 것이다. 인쇄된 라벨들은 식품 유리 및 중합체 용기들을 포함한 식품 용기들에 적용하는데 유용하다.
라벨, 접착층, 잉크 층, 코팅, 페이스스톡

Description

라벨들 및 라벨링 공정{LABELS AND LABELING PROCESS}
본 출원은 본원에 참조된 2004년 9월 23일에 출원된 가출원 일련 번호 60/612,231의 이점을 주장한 것이다.
본 발명은 라벨들에 관한 것이며, 특히 식품 용기들에 사용되는 중합체 필름 라벨들과 중합체 필름 라벨들을 인쇄하기 위한 공정에 관한 것이다.
유리 또는 폴리머들로부터 형성된 식품 용기들 또는 단지들(jars)에 라벨들을 도포하는 것이 보편화되었다. 이와 같은 용기들 및 단지들은 많은 다양한 유형들의 식품 아이템들 등을 보유하기 위한 광범위의 다양한 형상들 및 크기들로 이용될 수 있다. 라벨들은 용기들의 량들에 관한 정보 및 용기의 공급자 이 량들의 영양 값과 같은 다른 정보를 제공한다.
종이 라벨들은 통상적으로 식품 용기들에 사용되었는데, 그 이유는 이들이 거의 무제한의 기술 및/또는 그래픽 잠재성을 제공하기 때문이다. 그러나, 종이 라벨들은 특히 고속 식품 용기 충전 및 운반 동작에서 라벨 손상을 거의 방지하지 못한다.
중합체 라벨들은 개선된 내마모성을 제공하지만 비용이 더 많이 든다. 게다가, 일부 중합체 필름들의 인쇄 표면은 잉크에 대해 상대적으로 비-수용성이기 때 문에 고선명 인쇄가 종종 불가능하다.
식품 용기들로 사용되는 많은 폴리머 라벨들은 투명한 중합체 페이스스톡의 하측상에 역으로 인쇄되고 접착제가 인쇄층에 도포된다. 라벨을 용기에 도포시, 인쇄층은 중합체 라벨 및 용기 표면 사이에 위치된다. 대안적으로, 투명하거나 채색된 중합체 라벨은 자신의 상면상에 인쇄되고 나서 투명한 제2 중합체 필름으로 오버라미네트된다. 그 후, 인쇄층은 2개의 중합체 필름들 간에 샌드위치된다.
그라비아 인쇄는 종종 고선명 그래픽 및 디자인들을 중합체 필름 상으로 인쇄하는데 사용된다. 그라비아 인쇄에서, 그라비아 잉크는 그라비아 실린더의 표면의 이미지 웰들에 증착되고 나서, 이 증착된 잉크 이미지는 라벨 페이스스톡으로 전달된다. 그라비아 인쇄는 통상 고속으로 실행되기 때문에, 그라비아 잉크는 전형적으로 잉크 바인더 성분들을 용해하고 건고 공정 동안 고속으로 제거되어야 하는 휘발성 유기 솔벤트들을 포함한다.
잉크를 중합체 필름 페이스스톡상으로 그라비아 인쇄하기 위하여, 특히, 이축 지향된 폴리프로필렌(BOPP), 프라이머 또는 탑코트 층이 우선 중합체 페이스스톡 표면 상으로 코팅된다. 프라이머 층은 중합체 필름에 대한 그라비아 잉크의 접착력을 개선시킨다. 그러나, 프라이머 층의 첨가는 라벨링 공정의 제조 비용과 시간을 증가시킨다.
따라서, 라벨들, 특히 감소된 비용으로 제조 공정의 요구들을 견디는 내구성과 고품질 인쇄층을 갖는 중합체 필름 라벨들을 제조하는 것이 바람직하다.
한 양상에서, 본 발명은 (a) 상면과 하면을 갖는 중합체 페이스스톡; (b) 상기 페이스스톡의 하면과 접촉하는 압력 감응 접착층; (c) 상기 페이스스톡의 상면상에 인쇄되는 솔벤트-계 잉크 층; (d) 상기 잉크층 위에 놓이는 오버프린트 배니시 코팅(overprint varnish layer)을 포함하는 라벨이 제공된 식품 용기에 관한 것이다.
일 실시예에서, 이 라벨은 (a) 상면과 하면을 갖는 언프라임된 폴리올레핀 페이스톡; (b) 상기 페이스스톡의 하면과 접촉하는 압력 감응 접착층; (c) 상기 페이스스톡의 상면상에 인쇄되는 솔벤트-계 잉크 층; (d) 상기 잉크층 위에 놓이는 오버프린트 배니시 코팅(overprint varnish layer)을 포함한다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 (a) 상면 및 하면을 갖는 언프라임된 폴리올레핀 페이스스톡을 제공하는 단계; (b) 상기 페이스스톡의 상면을 코로나 처리하는 단계; (c) 인쇄층을 형성하기 위하여 상기 페이스스톡의 상면 상으로 직접 솔벤트계 잉크를 인쇄하는 단계; (d) 상기 솔벤트계 잉크를 건조하는 단계; (e) 오버프린트 코팅으로 상기 인쇄층을 코팅하는 단계; 및 (f) 접착제를 상기 페이스스톡의 하면에 도포하는 단계를 포함하는 그라비아 인쇄된 라벨들을 제조하는 방법에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 라벨 구성의 측면을 개략적으로 도시한 도면.
하나 이상의 라벨 층들과 관련될 때 용어 "트랜스패런트"는 이와 같은 층 아 래의 임의의 재료가 이와 같은 층들을 통해서 볼 수 있다는 것을 의미한다. 유리 또는 플라스틱 단지 및 병들과 같은 투명한 용기에 도포되는 "트랜스패런트" 또는 "투명한" 라벨들의 이용과 관련하여, 단지 또는 병 및 이 단지 또는 병 내의 식품은 라벨을 통해서 볼 수 있다.
하나 이상의 라벨층들 또는 라벨 자체와 관련될 때 용어 "투명한"은 층들 또는 라벨의 불투명도가 약 5% 미만이고 층들 또는 라벨이 약 10%보다 작은 탁도를 갖는다는 것을 의미한다. 불투명도는 TAPPI Test T425 os에 따라서 측정되고 탁도는 ASTM Test Method D-1003에 따라서 측정된다.
일 실시예에서, 라벨은 (a) 상면과 하면을 갖는 언프라임된 폴리올레핀 페이스스톡; (b) 상기 페이스스톡의 하면과 접촉하는 접착층; (c) 상기 페이스스톡의 상면상에 인쇄되는 솔벤트-계 그라비아 잉크를 포함하는 인쇄층; (d) 잉크층 위에 놓이는 오버프린트 층을 포함한다.
도1에서, 라벨(10)은 상면 및 하면을 갖는 폴리머 페이스스톡(11), 상면 및 하면을 갖는 인쇄층(12)으로서, 상기 인쇄층(12)의 하면은 상기 페이스스톡(11)의 상면과 접촉하는, 인쇄층(12), 상기 인쇄층(12)의 상면과 접촉하는 오버프린트 층(13), 및 상기 페이스스톡의 하면과 접촉하는 접착층(14)을 포함한다.
폴리머 페이스스톡층은 단층 필름 또는 다층 필름일 수 있다. 다층 필름은 2개 내지 10개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 폴리머 페이스스톡은 지향되거나 지향되지 않을 수 있다. 라벨의 용도에 따라서, 폴리머 페이스스톡은 트랜스패런트하거나 불투명할 수 있다. 불투명한 페이스스톡들은 일반적으로 후술되는 바와 같은 폴리머 및 하나 이상의 안료들을 포함하여 페이스스톡을 제공하거나 원하는 칼러를 갖는 다층 페이스스톡의 한층을 제공한다. 이 목적에 유용한 안료들은 종래 기술에 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 백색 필름들은 이산화 티탄 및 이외 다른 백색 안료들을 폴리머로 주입함으로써 제조될 수 있다. 탄소 블랙은 블랙 또는 그레이 페이스스폭 또는 필름을 제공하도록 주입될 수 있다.
광범위의 다양한 폴리머 필름 재료들은 본 발명의 페이스스톡을 제조하는데 유용하다. 예를 들어, 폴리머 필름 재료는 적어도 하나의, 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리비닐 알콜, 폴리(알킬렌 아크릴레이트), 폴리(에틸렌 비닐 알콜), 폴리(알킬렌 비닐 아세테이트), 폴리우레탄, 폴리아크릴오니트릴, 폴리에스테르, 폴리에스테르 코폴리머, 플루오르폴리머, 폴리설폰, 폴리카보네이트, 스티렌-말레 언하이드리드 코폴리머, 스티렌-아크릴오니트릴 코폴리머, 에틸렌 메타크리릴릭 산의 나트륨 또는 아연염계의 이오노모, 세룰로우직, 폴리아크릴오니트릴, 아킬렌-비닐 아세테이트 코폴리머와 같은 폴리머 또는 코폴리머 또는 이들의 두개 이상의 혼합물들을 포함할 수 있다.
폴리머 필름 재료로서 이용될 수 있는 폴리올레핀들은 에틸렌, 프로피렌, 1-부텐 등과 같은 2 내지 약 12 탄소 원자들을 함유하는 올레핀 모노머의 폴리머들 및 코폴리머들 또는 이와 같은 폴리머들 및 코폴리머들의 혼합물들의 블렌드를 포함한다. 일 실시예에서, 폴리올렌핀들은 에틸렌 및 프로필렌의 폴리머들 및 코폴리머들을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 폴리올레핀들은 프로필렌의 폴리머들 및 코폴리머들을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 폴리올레핀들은 프로필렌 호모폴리머들 및 프로필렌-에틸렌과 프로필렌-1-부텐 코폴리모들과 같은 코폴리머들을 포함한다. 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌의 블렌드들은 또는 이들 중 어느 하나와 또는 둘 다와 폴리프로필렌-폴리에텔린 코폴리머의 블렌드들이 또한 유용하다. 또 다른 실시예에서, 폴리올레핀 필름 재료들은 매우 높은 프로필레닉 량, 폴리프로필네 호모폴리머 또는 프로필렌-에틸렌 코폴리머들 중 하나 또는 저 에틸렌 량의 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 블렌드들 또는 프로필렌-1-부텐 코폴리머들 또는 폴리프로필렌 및 저 부텐량의 폴리-1-부텐과 블렌드를 갖는 재료들이다. 유용한 프로필렌 호모폴리머들 및 코폴리머들은 미국 특허 5,709,938(Adams 등)에 서술되어 있다. 코폴리머들은 에틸렌의 약 10중량 까지 함유하는 프로필렌-에틸렌과 1-부텐의 약 15 중량%까지 함유하는 프로필렌-1-부텐 코폴리머들을 포함한다. 937 특허에 서술된 지향된 필름들은 본 발명의 라벨들에서 페이스스톡으로 유용한 투명한 필름들이다. 미국 특허 5,709,937의 개시 내용이 본원에 참조되어 있다.
각종 폴리에틸렌들이 저 매체와 고 밀도 폴리에틸렌들 및 이들의 혼합물들을 포함한 폴리머 필름 재료로서 사용될 수 있다. 유용한 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 예는 Huntsman으로부터 입수할 수 있는 Rexene 1017이다. 유용한 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)의 예는 Formos Plastics로부터 입수할 수 있는 Formoline LH5206이다. 일 실시예에서, 폴리머 필름 재료는 HDPE의 80 내지 90% 및 LDPE의 10-20%의 블렌드를 포함한다.
본 발명에서 폴리머 필름 재료로서 사용될 수 있는 프로필렌 호모폴리머들은 단독으로 또는 본원에 서술된 바와 같이 프로필렌 코폴리머와 배합되어 ASTM Test D 1238에 의해 결정된 바와 같은 약 0.5 내지 약 20의 용융류 속도(MFR)을 갖는 것들과 같은 다양한 프로필렌 호모폴리머들을 포함한다. 일 실시예에서, 10보다 작고 종종 약 4 내지 약 10보다 큰 MFR을 갖는 프로필렌 호모폴리머들이 특히 유용하다. 유용한 프로필렌 호모폴리머들은 또한 약 0.88 내지 약 0.92g/cm3 범위의 밀도들을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 다수의 유용한 프로필렌 호모폴리머들은 다양한 소스들로부터 시장에서 입수할 수 있는데, 일부 유용한 폴리머들은: Dow Chemical로부터 입수할 수 있고 12.0g/10min의 용융류와 0.90g/cm3의 밀도를 갖는 5A97; Dow Chemical로부터 입수할 수 있고 8.8g/10min의 MFI와 0.90g/cm3의 밀도를 갖는 DX5E66; Dow Chemical로부터 입수할 수 있고 3.9g/10min의 MFI와 0.90g/cm3의 밀도를 갖는 WRD5-1057를 포함한다. 유용한 상업적 프로필렌 호모폴리머들은 또한 Fina 및 Montal로부터 입수할 수 있다.
유용한 폴리아미드 수지들의 예들은 라는 EMS American Grilon 사의 Sumter, S.C.로부터 입수할 수 있는 CF6S, CR-9, XE3303, 및 G-21과 같은 상표명이 Grivory인 수지들을 포함한다. Grivory G-21은 125℃의 유리 전이 온도, 90ml/10min의 용융류 인덱스, 및 15의 브레이크(ASTM D638)에서 연신율을 갖는 비정질 나일론 코폴리머이다. Grilon CR9는 200℃의 용융점, 200ml/10min의 용융류 인덱스, 및 250%의 브레이크에서 연신율을 갖는 또 다른 나일론 6/12 필름 그레이드 수지이다. Grilon XE 3303은 200℃의 용융점, 60m/10min의 용융류 인덱스, 및 100%의 브레이 크에서 연신율을 갖는 나일론 6.6/6.10이다. 다른 유용한 폴리아미드 수지들은 예를 들어 UniRex 프로덕트 라인하에서 뉴저지 웨인에 소재하는 International Paper 로부터 시장에서 입수할 수 있고, 디머-계 폴리아미드 수지들은 Bostik, International Paper, Fuller, Henkel(Versamid product line하에서)로부터 입수할 수 있다. 다른 적절한 폴리마이드들은 헥사메틸렌 디아민으로 디머자이드 베지터블 산을 응축함으로써 제조된 것들을 포함한다. International Paper로부터 입수할 수 있는 폴리아미드들의 예들은 Uni-Rez 2665; Uni-Rez 2620; Uni-Rez 2623; 및 Uni-Rez 2695를 포함한다.
폴리스티렌들은 또한 폴리머 페이스스톡 재료로서 사용될 수 있고 이들은 호모폴리머들 뿐만 아니라 스티렌 및 알파-메틸 스티렌과 같은 치환된 스티렌의 코폴리머들을 포함한다. 스티렌 코폴리머들 및 테르폴리머들의 예들로는 아크릴로니트릴-부텐-스티렌(ABS); 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머들(SAN); 스트렌 부타디엔(SB); 스티렌-말레산 무수물(SMA); 및 스티렌-메틸 메타크릴레이트(SMMA) 등이 있다. 유용한 스티렌 코폴리머의 예로는 Phillips Petroleum Co로부터의 KR-10이 있다. KR-10은 1,3-부타디엔을 갖는 스티렌의 코폴리머라고 여겨진다.
폴리우레탄들은 또한 폴리머 필름 재료로서 사용될 수 있고, 지방성뿐만 아니라 방향족 폴리우레탄들을 포함할 수 있다. 폴리우레탄들은 전형적으로 A) 분자당 적어도 2개의 이소시아네이트(--NCO) 기능성들을 갖는 폴리이소시아네이트와 B) 적어도 2개의 수산기들 또는 아민을 갖는 폴리올과 같은 적어도 하나의 이소시아네이트 반응 기의 반응 생성물들이다. 적절한 폴리이소시아네이트들은 디이소시아네 이트 모노머들, 및 올리고머들을 포함한다.
유용한 폴리우레탄들은 방향족 폴리에테르 폴리우레탄들, 지방성 폴리에테르 폴리우레탄들, 방향족 폴리에스테르 폴리우레탄들, 지방성 폴리에스테르 폴리우레탄들, 방향족 폴리카프로락탐 폴리우레탄들, 및 지방성 폴리카프로락탐 폴리우레탄들을 포함한다. 특히 유용한 폴리우레탄들은 방향족 폴리에테르 폴리우레탄들, 지방성 폴리에테르 폴리우레탄들, 방향족 폴리에스테르 폴리우레탄들, 및 지방성 폴리에스테르 폴리우레탄들을 포함한다.
상업적인 폴리우레탄들의 예들로는 Sancure 2710® 및/또는 Avalure UR 445® (이는 국제 화장품 원료집 명칭 "PPG-17/PPG-34/IPDI/DMPA 코폴리머"를 갖는 폴리프로필렌 글리콜, 이소포론 디이소시아네이트, 및 2,2-디메틸올프로피온산의 등가 코폴리머들이다), Sancure 878®, Sancure 815®, Sancure 1301®, Sancure 2175®, Sancure 1828®, Sancure 2026®, 및 Sancure 12471®(이들 모두는 오하이오주 클리블랜드 소재의 Noveon로부터 시장에서 입수 가능하다), Bayhydrol DLN(Bayer, Corp., McMurray, Pa로부터 시장에서 입수 가능함), Bayhydrol LS-2033(Bayer Corp.), Bayhydrol 123(Bayer Corp.), Bayhydrol PU402A(Bayer Corp.), Bayhydrol 110(Bayer Corp.), WItcobond W-320(Witco performance Chemicals로부터 시장에서 입수 가능함), Witcobond W-242(Witco performance Chemicals), Witcobond W-160(Witco performance Chemicals), Witcobond W-612(Witco performance Chemicals), Witcobond W-506(Witco performance Chemicals), NeoRez R- 600(Avecia, 이전에는 Avecia Resins로부터 시장에서 입수 가능한 이소포론 디아민으로 확장되는 폴리테트라메틸렌 에테르 우레탄), NeoRez R-940(Avecia), 및 NeoRez R-960(Avecia)가 있다.
이와 같은 지방성 폴리에테르 폴리우레탄들의 예들로는 Sancure 2710® 및/또는 Avalure UR 445®, Sancure 878®, NeoRez R-600, NeoRez R-966, NeoRez R-967, 및 Witcobond W-320이 있다.
일 실시예에서, 페이스스톡들은 적어도 하나의 폴리에스테르 폴리우레탄을 포함한다. 이들 우레탄들의 예들로는 명칭들 회사 Sanncor에 의한 "Sancure 2060"(폴리에스테르-폴리우레탄), "Sancure 2255"(폴리에스테르-폴리우레탄), "Sancure 815"(폴리에스테르-폴리우레탄), "Sancure 878"(폴리에테르-폴리우레탄), "Sancure 861"(폴리에테르-폴리우레탄), 회사 Avecia에 의한 명칭들 "Neorez R-974"(폴리에스테르-폴리우레탄), "Neorez R-981"(폴리에스테르-폴리우레탄) 및 "Neorez R-970"(폴리에테르-폴리우레탄)로 판매되는 것들, 및 회사 Avecia에 의한 명칭 "Neocryl XK-90"으로 판매되는 아크릴 코폴리머 디스퍼션이 있다.
각종 글리콜들 또는 폴리올들 및 하나 이상의 지방성 또는 방향족 카르복실산들로부터 제조된 폴리에스테르들은 또한 유용한 필름 재료들이다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 PETG(시클로헥산디메탈올로 수정된 PET)는 Eastman을 포함하는 다양한 상업적인 소스들로부터 입수 가능한 유용한 필름 형성 재료들이다. 예를 들어, Kodar 6/63은 Eastaman Chemical로부터 입수 가능한 PETG이다. duPont으로부 터의 또 다른 유용한 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 Selar PT-8307이다.
아크릴레이트 폴리머들과 코폴리머들 및 알킬렌 비닐 아세테이트 레진들(예를 들어, EVA 폴리머들)은 또한 본 발명의 구조들의 제조 시에 필름 형성 재료들로서 유용하다. 입수 가능한 폴리머들의 상업적인 예들로는 EScorene UL-7520(Exxon), 즉, 19.3% 비닐 아세테이트를 갖는 에틸렌의 코폴리머; Nucrell 699(duPont), 즉, 11%의 메타크릴산, 등을 함유하는 에틸렌 코폴리머가 있다.
아이노머들(분자 체인들의 이온 본딩을 함유하는 폴리올레핀들)이 또한 유용하다. 아이노머들의 예들로는 에틸렌 메타크릴산 코폴리머의 아연염 계의 체인간 이온 본드를 포함한다라고 여겨지는 Surlyn 1706(dePont)과 같은 이오노메릭 에틸렌 코폴리머들이 있다. dePont으로부터의 Surlyn 1702가 또한 유용한 이오노머이다.
폴리카보네이트들이 또한 유용하며, 이들은 Dow Chemical Co. (calibre) G.E. Plastics(Lexan) 및 Bayer(Markrolon)으로부터 입수 가능하다. 대부분의 상업적인 폴리카보네이트들은 계면 프로세스에서 비스페놀 A 및 카르보닐 클로라이드의 반응에 의해 획득된다. 전형적인 상업적 폴리카보네이트들의 분자 중량들은 약 22,000에서 약 35,000까지 변화하며, 용융류들은 일반적으로 4에서 22g/10min까지의 범위이다.
일 실시예에서, 페이스스톡 폴리머 재료는 플루오로화된 폴리머를 포함할 수 있다. 플루오로화된 폴리머는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)와 같은 열가소성 탄화플루오로를 포함한다. 플루오로화된 폴리머는 또한 비닐리덴 플루오로라이드의 코폴리머들 또는 테르폴리머들을 포함할 수 있다. 유용한 열가소성 탄화플루오로는 Pennwalt Corp의 상표인 Kynar로서 공지되어 있는 폴리비닐리덴 플루오라이드이다. 이 폴리머는 내구성 및 화학적 저항 특성들의 유용한 블렌드를 제공하는 고 분자 중량(400,000) 폴리머이다. 일반적으로, 약 200,000 내지 약 600,000의 평균 분자 중량을 갖는 고 분자 중량 PVDF 레진이 사용된다.
폴리머 페이스스톡 재료는 투명한 페이스스톡들 및 투명한 라벨들용의 안료들 및/또는 무기 필터들이 없거나, 외관 특성들(불투명 또는 채색된 필름들), 캐비테이팅(cavitating)될 수 있고, 및/또는 내구성 및 프로세싱 특성들과 같은 원하는 특성들을 제공하기 위하여 무기 필터들 및 다른 유기 또는 무기 첨가제들을 함유할 수 있다. 조핵제들이 첨가되어 결정도를 증가시킴으로써, 경도를 증가시킬 수 있다. 유용한 재료들의 예들로는 칼슘 카보네이트, 이산화 티탄, 금속 입자들, 섬유들, 내연제, 산화방지 화합물들, 열 안정제들, 광 안정제들, 자외선 광 안정제들, 차단방지제들, 프로세싱 보조제들, 산 수용체들, 등이 있다. 불투명 및/또는 백색 페이스스톡들은 본원에 설명된 라벨들이 페이스스톡 층 위에 놓이는 금속 층을 포함하지 않는 경우에 종종 사용된다.
폴리머 페이스스톡 재료는 본 발명의 필름 구조들에서의 연속적인 폴리머 필름에 개선된 신장 강도, 신장성, 충격 강도, 인열 내성, 및 옵틱들(헤이즈 및 광택)과 같은 원하는 특성들을 제공하도록 선택된다. 폴리머 페이스스톡 형성 재료의 선택은 또한 용융 점도, 고속도 신장 강도, 퍼센트 신장성 등과 같은 재료의 물리 적인 특성들에 의해 결정된다. 일 실시예에서, 투명하거나 트랜스페어런트한 페이스스톡들은 또한 투명하거나 트랜스페어런트한 라벨들이 필요로 될 때 라벨 구조에서 사용된다.
폴리머 페이스스톡의 두께는 약 0.1에서 약 10mils까지이거나 약 1에서 5mils까지이다. 일 실시예에서, 페이스스톡의 두게는 약 1에서 약 3mils까지이다. 페이스스톡이 단일층을 포함할 수 있거나, 필름이 2개 이상의 인접한 층들의 다층 필름일 수 있다. 예를 들어, 필름은 폴리올레핀의 한 층 및 에틸렌과 비닐 아세테이트(EVA)의 코폴리머와 폴리올레핀의 블렌드의 한 층을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 필름은 3개의 층, 예를 들어, 폴리올레핀의 베이스 또는 코어 층, 및 동일하거나 상이한 폴리머 블렌드들로 구성될 수 있는 베이스 또는 코어 층 양측의 스킨 층들을 포함할 수 있다. 다층 페이스스톡의 개개의 층들은 바람직한 특성들을 제공하도록 선택될 수 있다.
본원의 라벨들에서 유용한 단층 또는 다층 필름 페이스스톡들은 주조 또는 압출과 같은 당업자들에게 공지되어 있는 프로세스들에 의해 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 필름들은 폴리머 압출 또는 공압출 프로세스들에 의해 제조된다. 폴리머 필름 재료들의 압출체 또는 공압출체는 적절한 공지된 유형의 압출 또는 공압출 다이로부터의 동시적인 압출에 의해 형성되며, 공압출체의 경우에, 층들의 단일 공압출체를 제공하기 위하여 영구적으로 결합된 상태로 서로 부착된다.
공압출 이외에, 본 발명에서 유용한 다층 필름 페이스스톡들은 하나 이상의 부가적인 층들의 압출에 의해 압출된 층 상에 하나 이상의 부가적인 층들을 도포하 기 전 하나의 층을 형성하기 위하여 연속적인 필름을 압출함으로써; 사전성형된 기능적인 필름으로 사전성형된 폴리머 필름을 적층함으로써; 또는 폴리머 필름 형성 재료의 에멀션 또는 용액으로부터 사전성형된 필름 상에 부가적인 층들을 증착함으로써 제조될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명에서 사용되는 페이스스톡들은 지향되지 않는다. 즉, 페이스스톡 및 필름들은 고온-스트레칭 및 어닐링 단계를 겪지 않는다. 다른 실시예들에서, 본 발명에서 사용되는 라벨들에 포함되는 페이스스톡은 당업자들에게 널리 공지되어 있는 기술들에 의한 고온-스트레칭 및 어닐링에 의하여 기계 방향으로(단축으로) 또는 기계 및 교차 두 방향 모두로(이축으로) 지향될 수 있다. 예를 들어, 필름들은 단지 적어도 2:1의 비율로, 그리고 더 자주는, 약 2:1 내지 약 9:1 사이의 비율로 기계 방향으로 고온 스트레칭될 수 있다. 필름은 고온 스트레칭된 후, 일반적으로 어닐링 롤들을 통과하게 되는데, 여기서 필름은 냉각 전에 약 50℃, 더 자주는 100℃에서부터 약 150℃까지의 범위의 온도 어닐링되거나 열-세팅된다. 또 다른 실시예에서, 페이스스톡은 이축으로 지향된다.
필름들이 취급, 인쇄 및 분배를 용이하게 하기 위하여 기계 방향 및 교차 방향에서 경도를 나타내는 것이 바람직하다. 따라서, 일 실시예에서, 기계 방향, 및 교차 방향의 경도는 TAPPI 테스트 T543을 사용하여 결정된 바와 같이, 적어도 약 14 Gurely(mg)이어야 하고, 부가적인 실시예에서, 양방향에서의 Gurley 경도들은 5 Gurley 단위들 내에 있어야 한다(종종 평형화된 경도라 칭해짐).
본 발명의 라벨들에서 유용한 폴리머 페이스스톡들은 오하이오주 페인스빌 소재의 Avery Dennison Corp.를 포함한 다양한 소스들로부터 시장에서 입수 가능하다. 투명한 필름들 및 백색 필름들이 입수 가능하다.
페이스스톡의 양면의 표면 에너지는 다음에 도포되는 층들로의 개선된 접착과 같은 바람직한 특성들을 표면들에 제공하기 위하여 코로나 방전, 플레임, 플라즈마, 등과 같은 처리들에 의해 강화될 수 있다. 폴리머 필름들의 코로나 처리 및 프레임 처리에 대한 절차들은 당업자들에게 널리 공지되어 있다. 일 실시예에서, 페이스스톡은 상면에서 코로나 방전 처리되고 하면에서 플레임 처리된다.
일 실시예의 폴리머 페이스스톡(11)은 이축으로 지향된 폴리프로필렌(BOPP) 필름을 포함한다. 본 발명의 라벨들에서 유용한 BOPP 필름들은 다양한 소스들, 특히 오하이오주 페인스빌 소재의 Avery Dennison Corp.의 부서인 Fasson Roll Materials로부터 시장에서 입수 가능하다. 다른 소스들은 뉴저지주의 리빙스톤 소재의 Interplast Group LTD의 부서인 AMTOPP; 뉴욕주의 맥돈 소재의 Exxon Mobil Chemical Co.; 델라웨어주 뉴캐슬 소재의 AET Films; 조지아주 서머나 소재의 UCB Flims Inc.; 및 캐나다 몬트리올 소재의 Vibac의 부서인 Vifan USA를 포함한다.
BOPP 페이스스톡 필름은 솔벤트-계 잉크의 그라비아 잉크에 앞서 프라이머로 탑코팅되거나 코팅되지 않는다. 솔벤트계 잉크는 직접 BOPP 필름 상으로 인쇄된다. BOPP 페이스스톡의 표면 에너지는 코로나 방전, 플레임(flame) 또는 플라즈마와 같은 트리트먼트들에 의해 향상되어, 상면에 도포된 잉크를 포함하여 개선된 접착력을 지닌 표면을 다음 도포된 층들에 제공한다. 일 실시예에서, BOPP 페이스스톡은 페이스스톡의 상면상의 프레스에 대해 코로나 방전 처리된다.
인쇄층(12)은 중합체 페이스스톡의 상면과 접촉한다. 인쇄층은 잉크 또는 그래픽 층일 수 있고 인쇄층은 인쇄된 메시지 및/또는 의도된 픽토리얼 디자인(pictorial design)에 따라서 단색 또는 다색 인쇄층일 수 있다. 이들은 일련 번호들, 바코드들, 트레이드마크들, 영양 정보 등과 같은 가변 인쇄된 데이터를 포함한다. 인쇄층의 두께는 전형적으로 약 0.5 내지 약 10미크론의 범위에 있고 일 실시예에서, 약 1 내지 약 5미크론의 범위에 있고 또 다른 실시예에선 약 1 내지 약 3미크론의 범위에 있다. 인쇄층에 사용되는 잉크들은 시장에서 입수가능한 솔벤트-계 잉크를 포함한다.
일 실시예에서, 인쇄층은 수지, 적절한 안료 또는 염료 및 하나 이상의 적절한 휘발성 솔벤트들을 포함하는 잉크 조성물을 중합체 페이스스톡의 상면 상으로 그라비아 인쇄에 의해 증착함으로써 형성된다. 잉크 조성물의 도포후, 잉크 조성물의 휘발성 솔벤트 성분(들)은 증발되어, 단지 비휘발성 잉크 성분만을 남겨두어 인쇄층을 형성한다.
솔벤트-계 잉크 조성물은 적어도 하나의 솔벤트-가용성 수지, 착색제, 및 유기 솔벤트를 포함한다. 이 수지의 비제한적인 예들로서 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리아크릴, 폴리메타아크릴, 폴리아미드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 에테르, 폴리아크릴오니트릴, 폴리스티렌, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 클로라이드, 폴리(알킬렌 옥사이드), 셀룰로직 폴리머 및 올레핀, (메쓰)아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 아릴 아세테이트, 비닐 클로라이드, 아크릴오니트릴, N-비닐 피롤리돈, N-비닐 옥사졸리돈, 비닐 에테르, 및 다른 아릴릭 및 비닐릭 모노모 를 포함하는 하나 이상의 모노머들의 코폴리모, 및 이들의 2개 이상의 혼합물들을 들 수 있다.
착색제들은 가용성 염료들, 안료들 또는 이들의 혼합물들을 포함할 수 있다. 염료들의 분류들은 산 염료들, 중성 염료들, 양이온 또는 음이온 다이렉트 염료들 중 하나인 다이렉트 염료들, 염기 염료들 및 반응성 염료들을 포함할 수 있다. 안료들은 임의의 종래 유기 또는 무기 안료일 수 있다.
그라비아 인쇄 잉크용으로 유용한 유기 솔벤트들은 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 이소프로필 아세테이트 등과 같은 에스테르 솔벤트들, 메탄올, 에탄올, n-프로파놀, 이소프로파놀과 같은 알콜들, 및 에스테르/알콜 혼합물과 같은 솔벤트들을 포함하지만 이로 제한되지 않는다.
솔벤트-계 잉크 조성물은 또한, 경화된 잉크의 광택, 표면 장력 및 흐름을 조정하도록 하나 이상의 첨가제들을 포함할 수 있다. 이와 같은 첨가제들은 전형적으로 중합체 분산제들, 표면 활성제들, 필러들, 왁스들 또는 이들의 배합물을 포함한다. 첨가제들은 균염제들, 광학 광택제들, 가소제들, 건조 촉진제들, 점성 레귤레이터들, 확장제들, 방오도료제들, 안티-블록킹 에이전트들, 안티-슬립 에이전트들, 안티-스태틱 에이전트들, 습식제들, 분산제들, 디프로테르들(defrothers), 탈기제들, 및/또는 접착 촉진제들을 포함하거나, 이외 다른 첨가제들은 특정 기능을 제공하도록 사용될 수 있다.
솔벤트-계 잉크가 시장에서 입수될 수 있다. 이와 같은 잉크들의 예들은 BARGOFOR라는 상표명으로 Sicpa로부터 입수될 수 있다. 솔벤트 계 인쇄 잉크들용 안료들은 SUNBRITE®, SUNFAST®, 및 FASTOGEN®의 상표명으로 Sun Chemical로부터 시장에서 입수될 수 있다. 니트로셀룰로우스계 잉크들은 MRH 23 시리즈의 잉크들로서 Siegwerk로부터 입수될 수 있다. XSYS Print Solutions으로부터 입수할 수 있는 솔벤트계 잉크들은 니트로셀룰로우스계이며, 폴리아미드 계, 폴리비닐 부티랄 계, 폴리비닐 클로라이드 계의 잉크들을 포함한다.
솔벤트-계 잉크가 시장에서 입수될 수 있다. 이와 같은 잉크들의 예들은 BARGOFOR라는 상표명으로 Sicpa로부터 입수될 수 있다. 솔벤트 계 인쇄 잉크들용 안료들은 SUNBRITE®, SUNFAST®, 및 FASTOGEN®의 상표명으로 Sun Chemical로부터 시장에서 입수될 수 있다. 니트로셀룰로우스계 잉크들은 MRH 23 시리즈의 잉크들로서 Siegwerk로부터 입수될 수 있다. XSYS Print Solutions으로부터 입수할 수 있는 솔벤트계 잉크들은 니트로셀룰로우스계이며, 폴리아미드 계, 폴리비닐 부티랄 계, 폴리비닐 클로라이드 계의 잉크들을 포함한다.
일 실시예에서, 인쇄 잉크는 엠보싱되는 반사 금속 플레이크들(flakes)을 포함한다. 엠보싱 금속성 리핑 안료들(leafing pigments)을 포함하는 인쇄 잉크들은 본원에 참조된 미국 특허 5,672,410호에 서술되어 있다. 일 실시예에서, 고레벨의 휘도 및 칼러 세기를 갖는 엠보싱된 미세 입자 얇은 금속성 플레이크들은 캐리어 상에 릴리스 패턴을 제공하며, 45°보다 큰 각도 룰링 패턴을 갖는 회절 격자 패턴으로 릴리스 표면을 엠보싱하며, 얇은 반사 금속막으로 엠보싱된 릴리스 표면을 금속화하며, 회절 격자 패턴을 복제하는 엠보싱된 금속 플레이크들의 솔벤트 분산 액을 형성하기 위하여 릴리스 표면으로부터 금속막을 제거하고, 75미크론에서 또는 이를 초과한 D50 입자 크기로 그내에 포함된 엠보싱된 플레이크들을 유지하기 위하여 분산액에 포함되는 플레이크들의 입자 크기를 제어함으로써 제조된다. 엠보싱된 플레이크들은 높은 칼러 세기 또는 색도와 조합하여 광학적으로 명백한 글리터 또는 스파클 효과로서 특징지워지는 매우 높은 휘도를 갖는 인쇄 잉크들을 제조하는데 사용될 수 있다. 엠보싱된 금속 플레이크들은 인쇄 잉크를 제조하기 위하여 아크릴릭 및/또는 니트로셀룰로직 수지 바인더와 결합될 수 있다. 엠보싱된 금속성 플레이크들을 포함하는 인쇄 잉크는 Eckart GmbH로부터 시장에서 입수할 수 있다.
트랜스패런트 오버프린트 층(13)은 인쇄층 위에 놓인다. 보호 오버프린트 층은 라벨이 용기에 부착되기 전과 후에 라벨에 바람직한 특성들을 제공한다. 투명한 오버프린트 층의 존재는 어떤 실시예들에선 안티스태틱 특성들, 경도 및/또는 내후성과 같은 부가적인 특성들을 제공하고, 오버프린트 층은 인쇄층을 예를 들어, 날씨, 태양, 마모, 습기, 물 등으로부터 보호할 수 있다. 트랜스패런트 오버프린트 층은 더욱 광택이 나고 풍부한 이미지를 제공하기 위하여 밑에 놓이는 인쇄층의 특성들을 향상시킬 수 있다. 보호 오버프린트 층은 또한 내마모성, 방사 방지(radiation resistant)(예를 들어, UV), 화학적으로 방지 또는 열적으로 방지되도록 설계됨으로써, 라벨을 보호하고, 특히 이와 같은 원인들로부터 인쇄층이 열화되는 것을 보호한다. 오버프린트 층은 또한 안티스태틱 에이전트들 또는 안티-블록 에이전트들을 포함하여 라벨들이 고속으로 용기들에 도포될 때 취급을 더욱 용이하게 한다. 오버프린트 층은 또한, 라벨 리프팅 또는 헤이징과 같은 나쁜 결과들을 나타냄이 없이 다음의 워싱/린싱, 충전 및 저온살균 또는 액체 침지(예를 들어, 아이스 조)를 격는 용기들 상에서 유용한 라벨들을 제공하도록 선택될 수 있다. 오버프린트 층은 용액으로부터 인쇄층에 도포될 수 있다. 오버프린트 층의 두께는 일반적으로 약 0.5 내지 약 5mils의 범위에 있고 일 실시예에서 약 1 내지 약 3mils의 범위에 있다.
일 실시예에서, 오버프린트 층은 2개의 성분, 즉 BARGOFLEX L726-2의 상표명으로 Sicpa(스위스)로부터 시장에서 입수할 수 있는 솔벤트 계의, 무염소 고-광택 배니시를 포함한다. 경화제, 즉 Sicpa로부터의 CFA 4488가 2개의 성분 배니시와 함께 사용된다. 또 다른 실시예에서, 오버프린트 층은 단일 성분 배니시를 포함한다. UV 플렉소 양이온 배니시들은 Sicpa, Sun Chemical(New Jersey) 및 XSYS Print Solutions로부터 시장에서 입수할 수 있다.
라벨의 접착층(14)은 압력 감응 접착제(PSA)를 포함한다. 유용한 압력 감응 접착제들에 대한 설명은 "Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 13. Wiley-Interscience Publishers(New York, 1980)에서 알 수 있다. 유용한 PSAs에 대한 부가적인 설명은 Polymer Science and Technology, Vol. 1, Interscience Publishers(New York, 1964)에서 알 수 있다. 아크릴릭-계 PSAs, 고무-계 PSAs 및 실리콘-계 PSAs를 포함한 종래의 PSAs가 유용하다. PSA는 솔벤트계 일 수 있거나 물 계의 접착제일 수 있다.
일 실시예에서, 인쇄된 라벨들은 (a) 상면 및 하면을 갖는 언프라임된 이축 지향 폴리프로필렌 페이스스톡을 제공하는 단계; (b) 상기 페이스스톡의 상면을 코 로나 처리하는 단계; (c) 인쇄층을 형성하기 위하여 상기 페이스스톡의 상면 상으로 직접 솔벤트계 잉크를 인쇄하는 단계; (d) 상기 솔벤트계 잉크를 건조하는 단계; (e) 오버프린트 코팅으로 상기 인쇄층을 코팅하는 단계; 및 (f) 접착제를 상기 페이스스톡의 하면에 도포하는 단계를 포함함으로써 제조된다. 상기 솔벤트 계 잉크는 그라비어 인쇄에 의해 페이스스톡 상으로 직접 인쇄될 수 있다.
본 발명의 라벨들은 특히 식품 산업에서 이용되는데, 이 용기들은 상대적으로 대략적인 취급을 겪는다. 라벨된 용기들이 견디도록 하는 이 공정들은 충전, 포장, 선적 및 보관 뿐만 아니라 저온살균 및/또는 재생 동작들을 견딜 수 있다. 운반 동작들 동안, 라벨된 요익들은 상당한 라인 압력 뿐만 아니라 용기들 서로에 대한 마모를 겪는다. 라벨들은 유리, 중합체 및 금속 용기들에 도포될 수 있다. 중합체 용기들은 단단하거나 가요성이 있을 수 있다. 가용성 용기들은 스퀴즈가능한 식품 용기들을 포함한다. 투영한 중합체 필름은 라벨의 존재가 소비자에게 거의 보이지 않는 "보이지 않는" 라벨을 성취하도록 사용될 수 있다.
예들
본 발명에 따라서 준비된 라벨들 및 이 라벨들이 유리 용기들에 적용되는 예들이 후술된다.
라벨 그래픽들은 BEV/MDO A, BEV/MDO B, 및 BEV/MDO C로서 식별된 오하이오주 펜실베니아에 소재하는 Fasson으로부터 입수가능한 2mil 두께의 투명한 BOPP 필름들의 표면 상으로 솔벤트 계 잉크를 이용하여 인쇄된다.
사용된 필름들은 프라임되거나 탑코팅되지 않는다. 필름의 인쇄면은 잉크의 도포직전 코로나 처리된다.
잉크는 BARGOFOR의 상표명으로 Scipa(스위스)로부터 입수가능한 솔벤트 계 잉크를 이용하여 필름들의 표면 상으로 그라비어 인쇄된다. 다색 잉크가 사용된다. 잉크들을 도포하기 위하여 사용되는 그라비어 실린더는 인그레이브 공정 기술에 ㄸ라서 5미크론 내지 약 약 120 미크론의 셀 깊이들을 갖는다. 잉크의 도포후, 인쇄된 필름은 잉크 솔벤트를 증발하도록 가열된다. 그 후, 오버프린트 배니시는 인쇄층 위에 도포되어 건조된다.
당업자가 이해하는 바와 같이, 다층의 잉크가 소망의 인쇄 효과, 칼러 및/또는 품질을 성취하기 위하여 증착된다. 증착된 잉크들은 동일하거나 다를 수 있다.
제조된 라벨들은 라벨들이 실온(약 25℃)에서 50분 동안 오븐에 배치되며 70℃로 가열되고 나서 실온으로 냉각되는 저온살균 테스트를 통과한다. 제조된 라벨들은 또한 운반 공정을 시뮬레이트하기 위하여 설계된 마모 테스트를 통과하는데, 여기서 라벨링된 용기들은 건조 조건하에서 2분 동안, 습식 조건하에서 2분동안, 및 건조 조건하에서 또 다른 2분 동안 서로에 대해 수동으로 문질러진다.
본 발명이 바람직한 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 당업자가 본 명세서를 읽음으로써 이에 대한 각종 변경들을 행할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러므로, 본원에 서술된 발명은 첨부된 청구범위 내에 있는 이와 같은 변경들을 커버한다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (16)

  1. 라벨이 제공된 식품 용기에 있어서,
    상면과 하면을 갖는 언프라임된 폴리올레핀;
    상기 페이스스톡의 하면과 접촉하는 압력 감응 접착층;
    상기 페이스스톡의 상면상에 인쇄되는 솔벤트-계 잉크 층;
    상기 잉크층 위에 놓이는 오버프린트 코팅을 포함하는 식품 용기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 페이스스톡의 상면은 코로나 처리되는 식품 용기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 오버프린트 코팅은 2개의 성분 배니시를 포함하는 식품 용기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 오버프린트 코팅은 양이온 배니시를 포함하는 식품 용기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 페이스스톡은 이축 지향 폴리프로필렌을 포함하는 식품 용기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 오버프린트 코팅은 라벨의 외층인 식품 용기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 용기는 유리로 형성되는 식품 용기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 용기는 적어도 하나의 폴리머로 형성되는 식품 용기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 용기는 단단한 식품 용기.
  10. 제8항에 있어서, 상기 용기는 가요성인 식품 용기.
  11. 제1항에 있어서, 상기 잉크는 엠보싱된 금속성 플레이크들을 포함하는 식품 용기.
  12. 식품 용기들용 인쇄된 라벨들을 제조하는 방법에 있어서,
    상면 및 하면을 갖는 언프라임된 이축 지향된 폴리프로필렌 페이스스톡을 제공하는 단계;
    상기 페이스스톡의 상면을 코로나 처리하는 단계;
    인쇄층을 형성하기 위하여 상기 페이스스톡의 상면 상으로 직접 솔벤트계 잉크를 인쇄하는 단계;
    상기 솔벤트계 잉크를 건조하는 단계;
    오버프린트 코팅으로 상기 인쇄층을 코팅하는 단계; 및
    접착제를 상기 페이스스톡의 하면에 도포하는 단계를 포함하는 식품 용기들용 인쇄된 라벨들을 제조하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 오버프린트 코팅은 2개의 성분 배니시를 포함하는 식품 용기들용 인쇄된 라벨들을 제조하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 접착제는 압력 감응 접착제를 포함하는 식품 용기들용 인쇄된 라벨들을 제조하는 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 라벨의 접착제를 식품 용기에 도포하는 단계를 더 포함하는 식품 용기들용 인쇄된 라벨들을 제조하는 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 잉크는 엠보싱된 금속성 플레이크들을 포함하는 식품 용기들용 인쇄된 라벨들을 제조하는 방법.
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