KR20180094871A - 폴리머 용기의 라벨링 - Google Patents

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크리스토퍼 제이. 블랙웰
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Abstract

감소된 라벨 결함을 나타내는 라벨 구조 및 라벨링된 용기가 기재되어 있다. 상기 라벨 구조는 용기의 제조 직후에 적용될 수 있음으로써, 미리 지정된 체류 시간 동안 용기를 저장할 필요가 없다. 또한, 라벨 구조의 선택 및 라벨 구조를 선택하는 기술의 사용에 의해 라벨 결함의 발생을 제거하거나 적어도 감소시키는 관련 방법이 기재되어 있다.

Description

폴리머 용기의 라벨링
본 발명은 2015년 12월 16일자로 출원된 미국 가출원 제62/268,079호의 이점을 포함하고, 본원에 참조로서 통합된다.
본 발명은 보틀 등의 플라스틱 용기를 라벨링할 때에 라벨 결함을 감소시키는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 용기에의 적용을 개선시키기 위한 라벨에 관한 것이다. 본 발명은 추가적으로 라벨링된 용기에 관한 것이다.
플라스틱 보틀 또는 유사한 용기는 물, 소프트 드링크, 엔진오일, 우유, 샴푸 및 비누 등의 소비자 건강관리 제품, 및 잉크 등의 액체를 저장하는데 전형적으로 사용된다. 또한, 그들은 캣리터, 애완동물 식료품 등의 고체, 커피 등의 소비자 식품, 및 기타 식품류를 저장하는데 사용된다. 플라스틱 보틀은 유리 보틀과 비교하여 가볍고 상대적으로 생산 비용이 낮기 때문에, 제조업자, 유통업자 및 소비자에게 인기가 있다.
플라스틱 보틀은 재료 및 용도의 선택에 따라 다양한 기술을 사용하여 형성된다. 그러나, 대부분의 제조 기술은 그들의 용융 온도보다 높은 폴리머 재료를 가열한 후 성형에 의해 상기 재료를 소망 형상으로 형성하고, 연신 블로우 성형에 의해 다수의 응용 분야에서 사용된다.
또한, 다수의 보틀 제조업체 또는 재활용업체는 보틀을 형성한 후에 라벨을 적용한다. 그러나, 새로 제조된 보틀에 라벨을 적용하면 기포, 다트, 주름 등과 같은 다양한 라벨 결함이 자주 발생한다. 이 현상의 결과로서, 제조업체는 전형적으로 라벨링 전에 미리 지정된 기간 동안 새로 형성된 보틀을 저장한다. 이들 보틀 저장 기간은 업계에서 "체류 시간"이라고 한다. 체류 시간은 최대 72시간까지 가능하다. 상기 업계에서는 보틀의 체류 저장이 라벨 결함의 발생을 감소시키는 이유에 대해서 몇가지 이론을 가지고 있다. 하나의 이론은 보틀이 성형 후에 주변 온도로 냉각될 때에 수축이 발생할 수 있기 때문에, 상기 보틀이 치수 안정성에 도달할 시간이 필요하다는 것이다. 그럼에도 불구하고, 그들의 제조 후에 보틀을 저장하는 것은 비용이 많이 들고, 특히 고속 및 연속 보틀 제조 공정에서 중요한 저장 및 재고 추적 시스템을 필요로 할 수 있다. 이것은 저장의 상당한 비용 및 그래픽의 변경 가능성을 나타낼 수 있고, 이로 인해 낭비가 발생한다.
따라서, 플라스틱 용기가 제조 직후에 라벨링될 수 있고, 보틀 체류 저장을 피할 수 있거나 적어도 그 기간을 감소시킬 수 있는 전략이 필요하다.
이전에 공지된 관행과 관련된 어려움 및 문제점은 현재의 라벨 구성, 라벨링된 용기, 및 방법에서 다뤄진다.
일 양태에 있어서, 본 발명은 0.50~2.00g/(㎡/일)의 수증기 투과율(MVTR) 및 800~1,700cc/(㎡/일)의 산소 투과율(OTR)을 나타내는 적어도 하나의 필름층을 포함하는 라벨 어셈블리를 제공한다. 또한, 상기 라벨 어셈블리는 적어도 하나의 필름층을 따라 배치된 접착제의 층을 포함한다. 상기 필름은 50,000~300,000psi의 MD 모듈러스를 가진다.
다른 양태에 있어서, 본 발명은 폴리머 용기를 포함하는 라벨링된 폴리머 용기, 및 라벨 어셈블리를 제공한다. 상기 라벨 어셈블리는 (i) 0.50~2.00g/(㎡/일)의 수증기 투과율(MVTR) 및 800~1,700cc/(㎡/일)의 산소 투과율(OTR)을 나타내는 적어도 하나의 필름층, 및 (ii) 상기 적어도 하나의 필름층과 상기 용기 사이에 배치된 접착제의 층을 포함한다. 상기 필름은 50,000~300,000psi의 MD 모듈러스를 가진다.
또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 폴리머 용기를 라벨링하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 0.50~2.00g/(㎡/일)의 수증기 투과율(MVTR) 및 800~1,700cc/(㎡/일)의 산소 투과율(OTR)을 나타내는 적어도 하나의 필름층, 및 적어도 하나의 필름층을 따라 배치된 접착제의 층을 포함하는 특정 라벨 어셈블리를 선택하는 단계를 포함하고, 상기 필름은 50,000~300,000psi의 MD 모듈러스를 가진다. 또한, 상기 방법은 상기 폴리머 용기에 상기 라벨 어셈블리를 적용하는 단계를 포함한다.
다른 양태에 있어서, 필름 및 접착제의 조합은 보틀이 가스를 방출하는 속도(아웃개싱이라고 함)가 적절한 공접착력 및 유동학적 특성을 갖는 접착제로 인해 가스가 누출되는 것을 허용하여 라벨 결함을 일으키지 않는 결과를 가져오고, 시각적 채널 또는 방출된 가스가 상기 접착제를 통과한 다른 증거가 시각적으로 명백하지 않도록 상기 접착제는 가스의 기포 주위를 유동한다. 또한, 필름은 상기 필름과 접착제층 사이의 계면에 포획되기 보다는 상기 방출된 가스가 상기 필름을 투과하도록 하여 결함을 더욱 방지할 수 있는 MVTR 및 OTR을 갖는다. 일례에 있어서, 상기 필름의 모듈러스는 상기 보틀의 수축 및 아웃개싱 공정 중에 라벨링된 제품, 접착제 및/또는 필름의 이동으로부터 결함을 초래하지 않으면서 상기 용기에 적합하도록 선택된다.
이해되는 바와 같이, 본 명세서에 기재된 발명은 다른 실시형태 및 상이한 실시형태가 가능하고, 청구의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 사항으로 변형이 가능하다. 따라서, 도면 및 상세한 설명은 예시로서 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 라벨 구조의 개략적인 단면도이다.
도 2는 폴리머 기판에 적용된 도 1의 라벨 구조의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 라벨링된 용기의 개략적인 사시도이다.
본 발명은 보틀 등의 새로 제조된 폴리머 용기에 적용할 수 있고 다수의 응용분야에서 체류 저장을 필요로하지 않는 특정 라벨 구조를 제공한다. 상기 체류 저장이 본 발명에 따라 라벨링된 용기에 사용되면, 상기 체류 저장 기간은 비교 가능한 종래의 라벨과 비교하여 상당히 감소된다. 본 발명에 따르면, 상기 라벨 구조는 상기 보틀의 제조 후에, 즉시 또는 실질적으로 플라스틱 보틀에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 라벨링된 기판 및 보틀 등의 라벨링된 용기를 제공한다. 그리고, 본 발명은 라벨링 용기와 관련된 다양한 방법, 및 라벨 결함의 발생을 감소시키는 방법을 제공한다. 이들 측면은 본 명세서에 더욱 상세하게 설명되어 있다.
상기 용어 "보틀" 및 "용기"는 달리 언급하지 않는 한, 본 명세서에서 혼용된다. 이들 용어는 액체를 저장하기 위한 거의 모든 얇은 벽 폴리머 용기를 포함한다. 앞에 언급한 바와 같이, 이러한 용기의 예는 플라스틱 음료 보틀이다. 다수의 실시형태에 있어서, 상기 보틀은 액체를 수용하도록 구성된다. 액체를 수용하도록 구성된 보틀의 비제한적인 예는 평평한 바닥과 상향으로 연장되는 목 및 개구 사이에서 연장되는 보디를 갖는 음료 보틀을 포함한다. 전형적으로, 이러한 음료 보틀은 원통형의 보디를 갖는다. 본 발명은 다수의 용기 구성 및 용도와 관련하여 이용될 수 있고, 어떠한 방식으로도 음료 보틀에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
상기 라벨 구조, 라벨링된 폴리머 용기, 및 본 발명과 관련된 방법으로 관심을 돌리기 전에, 체류 저장이 사용되지 않는다면 종래의 보틀링 관행과 관련된 라벨 결함의 의심되는 원인을 고려하는 것이 바람직하다.
특정 라벨 결함의 원인
임의의 특정 이론에 구속되는 것을 바라지 않지만, 기포, 다트, 주름 등과 같은 다수의 라벨 결함은 폴리머 재료의 아웃개싱으로부터 야기된다고 생각된다. 다수의 보틀은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 형성되고, 전형적으로 높은 아웃개싱을 나타낸다. 본 출원의 특허권자에 의해 행해진 가스 크로마토그래프 분석은 데칸, 펜타데칸 및 9-헥실헵타데칸 등의 펠렛 내의 몇몇의 알칸 가스의 존재를 나타낸다. 폴리머 용기, 및 특히 HDPE로 형성된 용기를 가열 및 성형한 후에, 알칸 가스는 새로 형성된 용기 표면을 따라 방출된다. 또한, 보틀은 PET, PP, 비닐, PLA, 및 다수의 다른 플라스틱으로도 구성될 수 있다.
특정 타입의 라벨링 결함은 상기 보틀 측으로부터 나오고 상기 라벨 접착제를 통해서 라벨 페이스스톡으로 이동하는 기포에서 기인한다. 전형적으로, 다양한 알칸 가스를 포함하는 기포는 상기 라벨 페이스스톡 아래에 모아지게 됨으로써, 상기 보틀의 벽에 상기 라벨의 부착에 있어서 시각적 결함을 일으킨다. 이들 결함은 전형적으로 기포, 다트, 주름 등으로 상기 라벨에서 나타난다. 본 발명은 이들 결함의 발생을 방지하거나 적어도 감소시키는 것에 관한 것이다.
그러나, 본 발명은 이들 타입의 라벨 결함에 제한되는 것은 아니라는 것이 이해될 것이다. 대신에, 본 발명은 다른 라벨링 결함 또는 문제의 가능성을 제거하거나 감소시키기 위한 광범위한 적용 가능성을 가지고 있다고 생각된다.
라벨 구조
본 발명의 일 양태에 있어서, 특성의 특정 조합을 나타내는 라벨 구조 또는 어셈블리가 제공된다. 특정 실시형태에 있어서, 라벨 페이스스톡 또는 필름층(들)은 상대적으로 높은 산소 투과율 및/또는 상대적으로 낮은 수증기 투과율을 나타내도록 선택된다. 특정 실시형태에 있어서, 접착제는 임의의 가스 또는 공기가 접착제의 층을 통해서 침투할 수 있도록 선택된다. 따라서, 상기 접착제는 상대적으로 높은 공접착성, 즉 그 자체에 대한 친화력을 나타내므로, 상기 접착제는 가스의 통로로 인한 임의의 터널 또는 경로를 함께 환류하고 폐쇄시킬 수 있다. 특정 실시형태에 있어서, 본 발명의 라벨 구조는 이들 모든 특성을 나타낸다. 이들 양태는 모두 본 명세서에서 더욱 상세하게 논의된다.
다수의 실시형태에 있어서, 라벨 페이스스톡 또는 필름층은 특정 산소 투과율(OTR) 및/또는 특정 수증기 투과율(MVTR)을 나타낸다. 특정 실시형태에 있어서, 라벨 페이스스톡은 약 0.50~2.00, 보다 특히 0.70~1.79g/(㎡/일)의 MVTR을 나타낸다. 상기 필름의 MVTR은 ASTM법 F 1249에 따라 측정된다. 특정 실시형태에 있어서, 라벨 페이스스톡은 약 800~약 1,700, 보다 특히 913~1,520cc/(㎡/일)의 OTR을 나타낸다. 상기 필름의 산소 투과율은 ASTM법 F 1927에 따라 결정된다. 그리고, 본 발명의 일부 실시형태에 있어서, 라벨 페이스스톡은 이들 특성의 조합을 나타낸다. 본 발명은 이들 값보다 작거나 큰 OTR 및/또는 MVTR값을 나타내는 페이스스톡의 사용을 포함하는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 라벨 페이스스톡은 2개의 층, 3개의 층 또는 그 이상 등의 다수의 층을 포함할 수 있다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 층의 모음, 즉 모든 층은 상대적으로 높은 OTR 및/또는 상대적으로 낮은 MVTR의 이들 특성을 집합적으로 나타낼 수 있다.
다수의 실시형태에 있어서, 라벨 페이스스톡은 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리락트산(PLA), 폴리스티렌(PS), 폴리비닐클로라이드(PVC), 및 이들 및 다른 재료와 잠재적으로 조합하여 형성된다. 배향 필름 및 비배향 필름이 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리프로필렌 페이스스톡의 경우, PP 필름은 전형적으로 이축 배향 폴리프로필렌(BOPP)이다. 특정 실시형태에 있어서, 라벨 페이스스톡은, 예를 들면 Avery Dennison으로부터 입수 가능한 FASCLEAR 350 및 Crystal Fasclear; UPM Raflatac으로부터 입수 가능한 RAFLEX Plus; Avery Dennison의 Global Coex(GCX) NTC Clear; 및 Avery Dennison의 PE 85 NTC Clear 등의 시판되고 있는 필름으로 형성된다. 이들 시판되고 있는 필름은 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 혼합물이다.
상기 라벨 페이스스톡은 전형적으로 1.0mil~10mil, 특정 실시형태에 있어서 1.4mil~4mil의 두께를 갖는다. 상기 두께는 전형적으로 라벨 재료, 최종 사용 요건의 관점에서 선택되고, 산소 및/또는 수분의 투과를 방해하지 않도록 두껍지 않다.
특정 실시형태에 있어서 이미 언급한 바와 같이, 접착제는 임의의 가스 또는 공기가 접착제의 층을 통해서 투과하도록 선택되고, 또한 상대적으로 높은 공접착력, 즉 그 자체에 대한 친화력을 나타내므로, 상기 접착제는 가스의 통로로 인한 임의의 터널 또는 경로를 함께 환류하고 폐쇄시킬 수 있다.
특정 실시형태에 있어서, 접착제는 아크릴 에멀젼 접착제이다. 특정 실시형태에 있어서, 접착제는 영구 아크릴 에멀젼 접착제이다. 상업적으로 입수 가능한 접착제의 비제한적인 예는 Avery Dennison으로부터 입수 가능한 모든 S692N, S730, S1000, S3000 및 S490을 포함한다. 잠재적으로 적합한 상업적으로 이용 가능한 접착제의 다른 예는 UPM Raflatac의 RP75이다. 상기 접착제는 전형적으로 감압성 접착제이다.
본 발명의 특정 버전에 있어서, 라벨 구조에 사용하기 위해서 선택된 필름은 약 50,000~약 300,000, 특히 약 80,000~약 225,000psi의 MD 모듈러스를 나타낸다. MD 모듈러스는 ASTM D-882에 따라 측정된다. 그러나, 본 발명은 이들 값보다 작거나 큰 모듈러스값을 갖는 접착제의 사용을 포함하는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 라벨 구조에 대한 접착제층 두께 또는 코팅 중량은 특정 용도에 의존한다. 그러나, 다수의 실시형태에 대해서, 약 10~약 40, 보다 특히 18~27g/㎡(gsm이라고 함)의 코팅 중량이 사용될 수 있다. 상기 접착제는 균일한 두께의 층의 형태일 수 있다. 특정 실시형태에 있어서, 접착제는 패턴 코팅될 수 있다. 접착제는 커튼 코팅 등의 공지된 기술로 페이스스톡 또는 다른 층(들)에 도포될 수 있다. 또한, 릴리스 라이너는 유리 또는 PET 라이너 등의 라벨 어셈블리에 사용될 수 있다.
또한, 상기 접착제는 결함에 영향을 줄 수 있다. 어느 하나의 이론에 구속되는 것을 바라지 않지만, 상기 라벨링된 용기로부터 방출된 가스는 상기 라벨링된 용기와 상기 라벨 사이에 모아지게 되면 상기 접착제에서 보이드의 포켓을 형성할 것이고, 그 후에 이동함으로써 주름 및 기포로 인식되는 시각적 결함을 야기한다. 그 후에, 하나의 이론은 상기 라벨 필름이 가스가 상기 필름을 통해서 이동할 수 있도록 충분한 MVTR 및 OTR을 갖는다면, 유동하는 접착제는 가스 기포가 통과하여 상기 라벨링된 보틀과 상기 라벨 사이에 모아져 남아있지 않도록 하는 것을 가능하게 할 것이다. 유동학적 접착제는 점착성 유동에 대한 연구이고, 특히 유용한 특성은 탄젠트 델타이고, 이 용도에서의 목적은 점성 모듈러스(G") 대 탄성 모듈러스(G')의 비로 규정되어 유체 내에서 탄성 또는 유동성의 존재 및 정도의 유용한 정량자이다. 본 발명의 특정 버전에 있어서, 선택된 접착제는 170~190℃에서 0.3~1.9의 탄젠트 델타값을 갖는다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 접착제는 140~170℃에서 0.5~3.2의 탄젠트 델타값을 가진다. 탄젠트 델타값의 보다 높은 값은 유동하는 접착제에 상응하고, 앞에 설명한 바와 같이 필름의 올바른 선택과 함께 상술한 결함을 완화시키는데 도움을 준다.
폴리머 용기
본 발명의 라벨 구조를 수용하기 위한 폴리머 용기 또는 보틀은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 에틸렌비닐알콜(EVOH), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리락트산(PLA), 폴리비닐클로라이드(PVC), 및 거의 모든 다른 올레핀 또는 플라스틱 블렌드 또는 그 공압출물 등의 광범위한 폴리머 재료로 형성될 수 있다. 특정 용도에 있어서, HDPE, PP, PET, 및 EVOH와의 블렌드 또는 다층 구조가 사용될 수 있다. 또한, 지속 가능성 추세가 계속되면 PLA는 보틀 또는 용기에 사용하기 위해서 인기가 높아질 것이다.
실시예
새로 성형된 HDPE 보틀에 적용된 다양한 라벨 구조 및 그 후에 발생하는 라벨 결함의 정도를 평가하기 위해서 일련의 조사를 행했다.
라벨 구조 A~K를 제조하여 새로 성형된 보틀에 적용했다. 상기 보틀은 높이 6인치 및 직경 2.5인치이고, 0.8의 용융 지수를 갖는 Dow HDPE DMDA 6400NT 7로 형성되었다. 상기 HDPE는 산화방지제, 대전방지제, 슬립제 및 블로킹방지제 등의 추가 첨가제가 전혀 포함되어 있지 않았다. 상기 보틀은 평가 전에 화염 처리되었다. 몰드를 나온 보틀로부터 5분 후에, 다양한 라벨 구조를 상기 보틀에 적용했다. 라벨 적용시의 보틀 온도는 83~98℉ 범위이었다.
상기 보틀에 라벨을 적용한 후, 1시간, 4시간, 및 24시간 후에 결함이 있는 라벨을 카운팅했다. 결함은 페이스스톡 아래에 시각적인 기포 형태이거나, 또는 라벨 페이스스톡에 임의의 다트 또는 주름이 발생했다.
표 1은 라벨, 그들의 적용 파라미터, 및 결함을 요약한다.
Figure pct00001
결과를 얻어 결함을 갖는 라벨의 수를 표로 작성한 후에, 근본 원인 및 결론에 도달하기 위해서 몇몇의 기술을 사용했다. 사용된 다수의 특성 및 필름으로, 최선의 부분집합 분석을 사용하여 어떤 요소가 성공적인 라벨로 이어졌는지에 대한 결론을 추출했다. 다양한 필름은 일정한 코팅 중량으로 일정한 접착제 S692N을 사했다. 공통 요인(모듈러스, 강성, 티어, MVTR 및 OTR)의 분석으로, 93.3%의 R-제곱값을 갖는 예측식을 발견했다. 또한, 추가 분석으로, 정규 확률 플롯, 히스토그램, 적합 및 순서 등의 표준 통계 진단 도구는 데이터가 왜곡되거나 해석이 의심될 수 있음을 나타내는 임의의 문제를 감지하지 못했다. 상기 분석으로, 필름 특성의 이하의 새로운 보틀 라벨 예측식을 얻었다. 이 식은 본 명세서에서 식(I)이라고 간헐적으로 언급된다.
합격률=1.33-0.000006(MD 모듈러스)-0.785(MVTR)+0.000686(OTR)
식(1)은 (i) 접착제의 MD 모듈러스, (ii) 페이스스톡의 MVTR 및 (iii) 페이스스톡의 OTR에 기초한 라벨 구조에 대한 합격률에 대한 예측을 제공한다. 식 (I)을 사용하여, 100% 합격으로 이어진 특성(i)~(iii)을 갖는 라벨 구조에 대해서는 라벨 결함이 없는 것으로 예측된 것을 의미한다. 식(I)은 Minitab, Inc.로부터 입수 가능한 MINITAB 소프트웨어의 회귀 분석에 의해 얻었다.
당업자는 상대적으로 낮은 모듈러스를 갖는 필름이 상대적으로 높은 모듈러스를 갖는 필름으로 제조된 결함이 있는 라벨의 수와 비교하여 결함이 있는 라벨이 더 적은 것을 나타내는 것으로 예상했을 것이다. 더 낮은 모듈러스를 갖는 필름은 더 높은 모듈러스를 갖는 필름보다 보다 적합하고, 따라서 더 낮은 모듈러스(보다 적합) 필름은 라벨링된 보틀의 형태와 일치할 것으로 예상되는 것이 이해될 것이고, 따라서 보다 적은 결함이 입증된다. 실시예 K에 나타내는 바와 같이, 최저 모듈러스(83,000psi) 필름 PE 85가 열거된다. 그러나, 실시예 F(115,000psi 모듈러스에서 Crystal Fasclear) 및 실시예 B(130,000psi 모듈러스에서 Fasclear 350)에서의 결과는 더 낮은 모듈러스 필름이 더 높은 모듈러스 필름과 비교하여 결함이 있는 라벨이 더 적은 것을 나타냄으로써, 예상과 일치하지 않는다. 실제로, 실시예 E(Fasclear 350 필름 및 상이한 접착제, S1000)에서의 결과는 실시예 K에 의해 나타낸 결과와 유사하다. 이 비교는 순간 테스트에서 모듈러스가 라벨 결함에 대해 유일한 결정 요인이 아니고, 대신에 적어도 접착제 특성과 필름 특성의 조합이 결함이 있는 라벨에 영향을 미친다는 것을 입증한다. 이 데이터는 상기 식과 일치함으로써, 상기 필름의 모듈러스가 낮을수록 새로운 보틀 라벨 성능이 우수하다는 당업자의 예상에 위배된다. 또한, 이러한 데이터는 보틀-접착제 계면에서 보틀 또는 다른 기판이 가스를 방출하는 속도와 같거나 더 높은 속도로 가스가 누출되도록 하는 필름을 선택하는 것이, 상기 보틀의 가스 방출 속도가 상기 필름의 가스 방출 속도보다 크다는 구성보다 상대적으로 적은 결함을 초래한다는 새로운 이해와 일치한다.
따라서, 새로운 보틀의 라벨링과 관련하여 종래의 확인된 문제는 필름과 접착제의 표준 조합이 라벨 결함을 제거하기 위해서 보틀에 보다 적합해야 하는 것이 라벨 결함의 원인인 것으로 증명되지 않았다는 것이다. 여기서, 상기 문제는 실제로 라벨과 보틀 사이에서 상기 보틀에 의해 방출된 가스를 포획하는 것이고, 보다 적합한 필름을 제공하기 보다는 이 문제에 대한 해결책은 상기 접착제가 동반된 가스의 임의의 식별할 수 있는 흔적을 제공하지 않도록 상기 가스의 경로 상으로 계속해서 환류하는 동안에, 상기 가스는 상기 접착제를 통해서 유동하고 상기 필름을 통해서 전달되는 것을 가능하게 하는 유동학적 특성을 나타내는 접착제와 결합하여 보틀이 가스를 방출하는 속도보다 큰 MVTR을 갖는 필름을 제공하는 것이다.
식(I)을 적용하는 예는 S692N 접착제의 층 내에 2mil의 투명한 2축 연신 폴리프로필렌(BOPP) 페이스스톡의 라벨 구조를 사용하는 다음과 같다. 이 필름의 모듈러스는 225,000psi이고, 페이스스톡의 MVTR은 0.69g/(㎡/일)이고 페이스스톡의 OTR은 994cc/(㎡/일)이다. 식(I)에서 이들 값을 사용하면, 0.12 또는 12%의 예측 합격률이 얻어진다. 이것은 표 1에서 얻은 데이터와 일치한다(라벨 구조 A 참조). 12%의 예측된 합격률은 업계에서는 받아 들여지지 않지만, 특정 용도의 경우에는 다른 측면을 수정하면 BOPP 페이스스톡을 사용할 수 있다고 생각된다. 예를 들면, 더 얇은 BOPP 페이스스톡을 선택하고 상이한 MD 모듈러스를 나타내는 필름을 사용하면 예측된 라벨 합격률이 더 높아질 수 있다.
방법
또한, 본 발명은 얻어진 라벨링된 용기가 상대적으로 낮은 라벨 결함률을 나타내는 플라스틱 용기를 라벨링하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 일반적으로 적절한 라벨 구조를 선택하는 단계, 및 용기 및 전형적으로 새로 제조된 플라스틱 용기에 라벨 구조를 적용하는 단계를 포함한다. 상기 라벨은 적어도 하나의 필름층 및 접착제의 층을 포함한다. 상기 라벨은 상기 용기에 상기 접착층을 접촉 및/또는 부착시킴으로써 플라스틱 용기에 적용된다. 전형적으로, 상기 접착제는 상기 용기의 외면과 접촉한다. 또한, 상기 방법은 플라스틱 용기 및/또는 라벨링 산업에서 전형적으로 사용되는 다른 처리 작업 또는 단계를 포함할 수 있다.
사용될 수있는 라벨 구조는 라벨 페이스스톡이 앞에 언급된 OTR 및 MVTR값 중 적어도 하나를 나타내도록 선택된다. 특정 실시형태에 있어서, 상기 라벨 구조는 라벨 페이스스톡이 앞에 언급된 OTR 및 MVTR값 모두를 나타내도록 선택된다. 그리고, 특정 실시형태에 있어서, 상기 라벨 구조는 상기 라벨 구조에 사용되는 접착제가 앞에 언급된 모듈러스값을 나타내도록 선택된다. 또한, 다른 실시형태에 있어서, 상기 라벨 구조는 상기 라벨 페이스스톡이 공지된 모듈러스값을 나타내는 접착제와 조합하여 공지된 OTR 및 MVTR값 중 하나 또는 모두를 나타내도록 선택된다.
상기 라벨 구조의 선택은 페이스스톡 및 접착제 재료를 선택하는 가이드로서 식(I)을 사용함으로써 행해질 수 있다. 식(I)은 페이스스톡과 접착제의 공지된 특성에 기초하여 라벨 적용 후에 라벨링 결함이 없는 적용된 라벨의 백분율의 추정치를 제공한다.
또한, 상기 방법은 플라스틱 용기에 선택된 라벨 구조를 적용하는 단계를 포함한다. 본 명세서에 기재된 바와 같이 본 발명에 의해, 선택된 라벨 구조는 새로 제조된 플라스틱 용기에 적용될 수 있다. 본 발명의 다수의 실시형태에 있어서, 상기 라벨은 용기의 제조, 즉 성형의 15분 이내, 보다 특히 10분 이내, 더욱 특히 5분 이내에 적용될 수 있다. 전형적으로, 약 265℉의 온도에서 통상적으로 성형되는 HDPE 보틀의 경우, 상기 라벨 구조는 성형 후 15분 이내에 및 보틀의 온도가 약 75℉~125℉일 때에 새로 제조된 보틀에 적용될 수 있다. 상기 선택된 라벨 구조를 관심있는 용기 또는 보틀에의 적용은 임의의 적절한 라벨링 기술에 의해 행해질 수 있다. 다양한 종래의 라벨링 기술 및 장비는 상업적으로 이용 가능하다. 그러나, 본 발명은 이들 기술 또는 관행 중 어느 것에도 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 대신에, 본 발명은 다양한 용도 및 변형된 양태를 가질 것이다.
또한, 본 발명은 라벨 결함의 발생을 감소시키는 방법을 제공한다. 이들 방법은 본 명세서에서 언급된 식(I)의 사용에 의해 라벨 어셈블리에 사용되는 페이스스톡 및/또는 접착제에 대한 특성의 특정 조합을 선택하는 단계를 포함한다. 즉, 95% 등의 특정 라벨 합격률이 요구되면, 상기 페이스스톡이 선택되거나 및/또는 접착제가 선택되거나, 또는 이들 성분 모두는 식(I)이 0.95 이상, 즉 0.98이 되도록 선택된다. 또한, 공지된 페이스스톡 OTR, 공지된 페이스스톡 MVTR 및 공지된 접착제 MD 모듈러스를 갖는 공지된 라벨 구조에 대해서, 이들 값은 식(I)을 사용하여 예측된 라벨 합격률에 도달할 수 있다. 그 후에, 식(I)을 사용하여 상기 예측된 라벨 합격률의 증가를 야기하는 페이스스톡 OTR, 페이스스톡 MVTR 및/또는 접착제 MD 모듈러스에 대해서 변화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 보틀 체류 저장의 필요성을 제거하거나 적어도 이러한 저장과 관련된 기간을 감소시키는 방법을 제공한다. 이들 방법은 본 명세서에서 언급된 식(I)의 사용에 의해 라벨 어셈블리에 사용되는 페이스스톡 및/또는 접착제에 대한 특성의 특정 조합을 선택하는 단계를 포함한다. 따라서, 공지된 페이스스톡 OTR, 공지된 페이스스톡 MVTR 및 공지된 접착제 MD 모듈러스를 갖는 공지된 라벨 구조에 대해서; 식(I)은 특정 OTR, MVTR 및/또는 모듈러스값을 평가하고 예측된 라벨 합격률 높이기 위해서 이들 값을 늘리거나 줄여야 하는지의 여부를 평가하는데 사용될 수 있고, 일부 적용에 있어서는 라벨 합격률을 최대화할 수 있다.
대표 실시형태
도 1은 본 발명에 의한 라벨 구조의 실시형태의 개략적인 단면도이다. 상기 라벨 구조(10)는 집합적으로 20으로 지정되는 하나 이상의 라벨 페이스스톡(또는 면)층, 및 30으로 나타내되는 접착제의 층 또는 영역을 포함한다. 상기 페이스스톡의 외면은 최종 용도에 따라 22로 나타내고, 그 위에 하나 이상의 재료층 또는 코팅물을 수용할 수 있다. 상기 접착제층(30)은 폴리머 용기 등의 수용 표면 또는 기판과 접촉하는 접착제면(32)을 규정한다.
도 2는 폴리머 기판(80)에 부착된 도 1의 라벨 구조의 개략적인 단면도이다.도 2는 라벨 기판의 시스템(100)을 나타낸다. 상기 기판(80)은 플라스틱 보틀 측벽 등의 용기의 벽의 형태일 수 있다. 상기 측벽은 상기 보틀의 내부 영역을 규정하는 내면(82)을 규정한다.
도 3은 본 발명에 의한 라벨링된 용기(150)의 개략적인 사시도이다. 상기 라벨링된 용기(150)는 용기 또는 보틀(180)에 부착된 본 명세서에서 설명된 라벨 구조(110)를 포함한다.
다수의 다른 이점들은 이 기술의 향후 적용 및 개발로부터 명백해질 것이다.
본 명세서에 기재된 모든 특허, 공개된 출원 및 문헌은 그 전체가 참고에 의해 포함된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 이전의 전략, 시스템 및/또는 장치와 관련된 다수의 문제점을 해결한다. 그러나, 본 발명의 본질을 설명하기 위해서 본 명세서에서 설명되고 예시된 구성요소의 상세, 재료 및 배열에서의 다양한 변화가 첨부된 청구범위에 나타내는 바와 같이, 청구된 발명의 원리 및 범위를 벗어남없이 당업자에 의해 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다.

Claims (36)

  1. 0.50~2.00g/(㎡/일)의 수증기 투과율(MVTR) 및 800~1,700cc/(㎡/일)의 산소 투과율(OTR)을 나타내는 적어도 하나의 필름층; 및
    적어도 하나의 필름층을 따라 배치된 접착제의 층을 포함하는 라벨 어셈블리로서, 상기 필름은 50,000~300,000psi의 MD 모듈러스를 갖는 라벨 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필름층은 0.70~1.79g/(㎡/일)의 MVTR을 나타내는 라벨 어셈블리.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필름층은 913~1,520cc/(㎡/일)의 OTR을 나타내는 라벨 어셈블리.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필름층은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리락트산, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 및 그 조합을 포함하는 라벨 어셈블리.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필름층의 두께는 1.0~10mil인 라벨 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필름층의 두께는 1.4~4mil인 라벨 어셈블리.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름은 80,000~225,000psi의 MD 모듈러스를 갖는 라벨 어셈블리.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제는 아크릴 에멀젼 접착제인 라벨 어셈블리.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제는 170~190℃에서 0.3~1.9의 탄젠트 델타값을 갖는 라벨 어셈블리.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제는 140~170℃에서 0.5~3.2의 탄젠트 델타값을 갖는 라벨 어셈블리.
  11. 폴리머 용기; 및
    (i) 0.50~2.00g/(㎡/일)의 수증기 투과율(MVTR) 및 800~1,700cc/(㎡/일)의 산소 투과율(OTR)을 나타내는 적어도 하나의 필름층; 및 (ii) 상기 적어도 하나의 필름층과 상기 용기 사이에 배치된 접착제의 층을 포함하는 라벨 어셈블리로서, 상기 필름은 50,000~300,000psi의 MD 모듈러스를 갖는 라벨 어셈블리를 포함하는 라벨링된 폴리머 용기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하는 필름층은 0.70~1.79g/(㎡/일)의 MVTR을 나타내는 라벨링된 폴리머 용기.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필름층은 913~1,520cc/(㎡/일)의 OTR을 나타내는 라벨링된 폴리머 용기.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필름층은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리락트산, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 및 그 조합을 포함하는 라벨링된 폴리머 용기.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필름층의 두께는 1.0~10mil인 라벨링된 폴리머 용기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필름층의 두께는 1.4~4mil인 라벨링된 폴리머 용기.
  17. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름은 80,000~225,000psi의 MD 모듈러스를 갖는 라벨링된 폴리머 용기.
  18. 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제는 아크릴 에멀젼 접착제인 라벨링된 폴리머 용기.
  19. 제 11 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 용기는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 에틸렌비닐알콜(EVOH), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리락트산(PLA), 폴리비닐클로라이드(PVC), 및 그 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 라벨링된 폴리머 용기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 폴리머 용기는 HDPE를 포함하는 라벨링된 폴리머 용기.
  21. 제 11 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는 액체를 수용하도록 구성된 보틀인 라벨링된 폴리머 용기.
  22. 0.50~2.00g/(㎡/일)의 수증기 투과율(MVTR) 및 800~1,700cc/(㎡/일)의 산소 투과율(OTR)을 나타내는 적어도 하나의 필름층, 및 상기 적어도 하나의 필름층을 따라 배치되는 접착제의 층을 포함하는 특정 라벨 어셈블리로서, 상기 필름은 50,000~300,000psi의 MD 모듈러스를 갖는 특정 라벨 어셈블리를 선택하는 단계;
    상기 폴리머 용기에 상기 라벨 어셈블리를 적용하는 단계를 포함하는 폴리머 용기의 라벨링하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필름층은 0.70~1.79g/(㎡/일)의 MVTR을 나타내는 방법.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필름층은 913~1,520cc/(㎡/일)의 OTR을 나타내는 방법.
  25. 제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 필름층은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리락트산, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 및 그 조합을 포함하는 방법.
  26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 필름층의 두께는 1.0~10mil인 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필름층의 두께는 1.4~4mil인 방법.
  28. 제 22 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름은 80,000~225,000psi의 MD 모듈러스를 갖는 방법.
  29. 제 22 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제는 아크릴 에멀젼 접착제인 방법.
  30. 제 22 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 용기는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 에틸렌비닐알콜(EVOH), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리락트산(PLA), 폴리비닐클로라이드(PVC), 및 그 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 폴리머 용기는 HDPE를 포함하는 방법.
  32. 제 22 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는 액체를 수용하도록 구성된 보틀인 방법.
  33. 제 22 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 용기에 상기 라벨 어셈블리를 적용하는 단계는 상기 용기의 성형 후 15분 이내에 행해지는 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 적용하는 단계는 10분 이내에 행해지는 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 적용하는 단계는 5분 이내에 행해지는 방법.
  36. 제 22 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 용기에 상기 라벨 어셈블리를 적용하는 단계는 상기 용기의 온도가 75~125℉인 정도에서 행해지는 방법.
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