KR100481951B1 - 잉크봉쇄층을갖는전사라벨,전사라벨로이루어진용기및그용기의세척방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지지층과 지지층에 쉽게 떨어질 수 있게 부착되는 전사층으로 이루어지고, 상기 전사층은 잉크층으로 이루어지는 전사 라벨에 있어서, 전사층은 잉크층의 각 면에 상부 및 하부 봉쇄층을 포함하고, 상부 및 하부 봉쇄층은 잉크층의 주변 외부에서 서로 접촉하여 잉크층 주위에 밀폐된 봉인을 형성하는 것을 특징으로 하는 전사 라벨에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전사 라벨은 상자 등의 용기에 부착될 수 있으며, 세척 용액 내에서 잉크의 용해 없이, 세척 공정에서 용기로부터 쉽게 제거될 수 있다.

Description

잉크 봉쇄층을 갖는 전사 라벨, 전사 라벨로 이루어진 용기 및 그 용기의 세척 방법{TRANSFER LABEL HAVING INK CONTAINMENT LAYERS, CONTAINER COMPRISING A TRANSFER LAYER AND METHOD OF WASHING SUCH A CONTAINER}

본 발명은 지지층(backing layer) 및 전사층(transfer layer)으로 이루어진 전사 라벨에 관한 것으로, 상기 전사층은 지지층에서 떨어질 수 있게 부착되어 있고, 전사층은 잉크층으로 되어 있다.

본 발명은 또한, 본 발명에 의한 전사층이 제공된 용기 및 이 용기로부터 전사층을 제거하는 방법에 관한 것이다.

포장 기술 분야에, 실크 스크린 방법에 의한 제거될 수 없는 영구적 이미지를 갖는 플라스틱 상자 등의 라벨 용기가 알려져 있다. 이러한 라벨은 2 또는 3개의 색상 이용성을 갖는 높은 내구성의 마무리를 제공한다. 그러나, 상기 기술은 제한된 색상을 제공하고, 다른 라벨링 기술이 제공하는 개선된 그래픽이 부족하며, 구식 유니트의 대량의 재고품을 야기하는 마케팅 전략에 대처하는 그래픽 변화를 갖는 능력면에서 유연하지 않고, 약 4 트립(trip) 이후에는 마모의 징후를 나타낸다.

스크린 인쇄 또는 탐폰(tampon) 인쇄 방법에 의해 제거 가능한 잉크가 재활용 플라스틱 상자에 도포될 때, 상기 잉크는 양조장 등의 바틀링(bottling) 공장에서 적용되어야 하고, 이것은 정합(整合)에 관련한 문제를 발생시킬 수 있다. 상자 세척기에 의해 잉크를 상자로부터의 제거 후, 잉크는 세척 용액 내에 용해될 것이고, 상기 방식에 의해 상자 세척기를 오염시킬 것이다. 또한, 도포의 속도는 제한되고, 상기 잉크의 경화는 이송 전에 큰 공간 및 긴 저장 시간을 필요로 한다.

용기를 라벨링하는 두 번째 방식은 충전 및 봉인시 플라스틱 상자 또는 병 등의 용기에 접착제를 바른 인쇄된 종이 라벨을 감싸는 것이다. 그러나, 상기 형태의 라벨은 습기에서의 조작 및 노출로부터 라벨의 손상(주름짐)에 대한 저항력을 거의 제공하지 않는다. 또한, 종이 라벨을 상자로부터 제거하기 어려우며, 현재 사용되는 상자 세척기의 작동을 방해하는 경향이 있다. 종이 라벨을 플라스틱 상자에서 제거 후, 접착제 잔류물이 상자 상에 남을 수 있다.

용기, 특히 유리병을 라벨링하는 세 번째 기술은 국제 공개 공보 90/05,088 호에 기재된 원리에 기초한다. 상기 공보에서, 병의 라벨링 방법은 내구성이 있고, 높은 내충격성 라벨을 제공하지만, 높은 해상도를 나타낸다. 제거될 수 있는 지지층으로 이루어진 전사 라벨은 비닐 또는 아크릴 잉크로 역방향 인쇄된 지지층을 제공하고, 상기 잉크는 접착제로 경화되고 겹쳐서 인쇄된다. 상기 라벨은 접착성 표면을 용기와 접촉시켜서 용기에 도포된다. 상기 지지층은, 예를 들면, 용기나 라벨 또는 양쪽에 적용된 열에 의해 라벨의 전사층으로부터 분리된다. 그리고 나서, 상기 라벨링된 용기에 차후에 경화되는 코팅이 도포된다. 경화된 코팅은 요구되는 정도의 내충격성 및 내구성을 제공한다. 영구적으로 부착된 라벨의 단점은 상기 라벨이 긁히거나 또는 기타 손상을 입었을 경우, 라벨을 병으로부터 용이하게 제거할 수 없다는 것이다. 또한, 이것은 판촉 활동에 요구되는 새로운 라벨 및/또는 다른 라벨을 각각의 경우마다 동일한 용기에 제공할 수 없다.

본 발명에 따른 전사 라벨의 구현예 및 세척 방법은 다음에 첨부된 도면에 의해 상세히 설명되어질 것이다. 도면에서 :

도 1은 분리 잉크 패턴이 각각 개별의 봉인에 함유되는 본 발명에 따른 열 전사 라벨을 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 전사층을 용기, 특히 플라스틱 상자로부터 제거하기 위한 세척 장치를 나타낸 것이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 라인에 따른 세척 장치의 단면도를 나타낸 것이다.

도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 전사 라벨의 전사층의 다양한 구현예를 나타낸 것이다.

도 8은 잉크 패턴 주위에 다른 크기로 된 봉인으로 이루어진, 본 발명에 따른 전사 라벨의 구현예의 계획도를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 9는 회수할 수 있는 상자에 본 발명에 따른 전사층을 도포하는 방법을 개략적으로 나타낸 것이다. 그리고,

도 10 및 도 11은 각각 왁스 커버층이 있을 경우 및 왁스 커버층이 없을 경우, 다른 후열 온도에서 전사층의 제거 시간을 그래프로 나타낸 것이다.

발명의 상세한 설명

도 1은, 예를 들어, 2㎜ 두께의 폴리프로필렌 필름으로 형성된 담체 또는 지지층(2)으로 이루어진 본 발명에 따른 전사 라벨(1)의 구현예를 나타낸 것이다. 실리콘 층(3)은 담체 또는 지지층(2) 위에 위치한다. 상부 봉쇄층(5, 5'), 잉크층(7, 7' ), 하부 봉쇄층(6, 6') 및 접착층(8, 8')으로 이루어진 전사층(4)은 실리콘 층(3)위에 위치한다.

용기 위에 전사층(4)을 부착한 후, 열 및 압력을 부과하여 담체층(2) 및 실리콘 층(3)을 제거한다. 접착층(8)은 밑에 있는 용기 표면에 전사층(4)을 부착시키고, 외부로 향하는 층은 상부 봉쇄층(5, 5')에 의해 형성된다.

전자 빔 경화된 실리콘 층(3)으로 공급된 라벨 담체(2)는 예를 들어 뉴욕 리체스터 Mobil Chemical 필름 사업부(Mobil Chemical, Films Division, Rochester, New York)에서 공급하는 1 내지 3㎜의 두께를 가진 폴리프로필렌 필름일 수 있다. 실리콘 층(3)위에 상부 봉쇄층(5)을 인쇄하기 전에, 실리콘 표면은 코로나(corona) 처리되어야 한다. 코로나 처리는 인쇄 재료가 균일하게 젖게 하고, 또한 전사층(4)이 탈착되도록 한다. 바람직하기는, 상부 봉쇄층(5)의 처음 인쇄가 적용되기 바로 전에, 코로나 처리는 담체층(2)과 실리콘 층(3)에 적용된다. 목표 처리 수준은 대략 3.5 ㎾의 30% 수준이어야 한다.

실리콘 코팅한 담체층(2)의 처리 동안, 실리콘 층(3)이 긁히지 않도록 주의해야 한다. 실리콘 층(3)의 긁힘은 상부 봉쇄층(5)이 폴리프로필렌 필름(2)에 접촉하여 부착되게 하며, 이것은 도포하는 동안에 전사층(4)의 전사에 역효과를 미친다.

상부 봉쇄층(5, 5')은, 예를 들어, 착색되지 않은 잉크로 이루어져 있고, 여러 가지 기능을 가지고 있다. 첫째, 상부 봉쇄층은 밑에 있는 잉크층(7, 7')으로 물의 침투를 지연시키거나 또는 방지한다. 층(5, 5')은 밑에 있는 잉크 패턴(7, 7')보다 넓게 인쇄되기 때문에, 착색된 잉크층(7, 7')으로 전체가 둘러싸인 봉인의 일부를 형성한다. 또한, 상부 봉쇄층(5, 5')은 잉크와 실리콘 배출 표면(3)의 사이에 밀착된 매개체를 제공한다. 상부 봉쇄층(5, 5')은 라벨의 전체적인 전사가능성에 매우 중요하며, 적어도 1.4 g/㎡의 중량으로 도포되어야 한다. 상부 봉쇄층(5, 5')을 도포시, 상기 층에 공기 방울이나 구멍이 없도록 하는 것이 중요하다. 또한, 상부 봉쇄층(5, 5')은 차후의 잉크층(7, 7') 인쇄 전에 건조되어야 한다.

배출 층(3) 위에 상부 봉쇄층(5, 5')의 인쇄 후, 최적의 박피(剝皮)력은 표준 테이프 박피 실험에서 100g 또는 그 이하로 측정되어야 한다. 도포 후 5시간 내에, 상부 봉쇄층의 박피력은 약 60% 이하 또는 40g이 될 것이다. 특정한 박피력으로 봉쇄층(5)은 완전히 제거되어야 한다. 상부 봉쇄층(51)에 대한 적절한 재료로는 North Carolina, Morganton에 위치한 Environmental Inks and Coatings사의 모델번호 1304가 유용하다.

잉크층(7, 7')에 적합한 잉크의 예는 North Carolina, Morganton에 위치한 Environmental Inks and Coatings사의 모델번호 Aqua BW EH-31721, EH 53016, EH 90967로서 입수할 수 있는 물에 뜨는 유기물을 포함한다. 상기 잉크들은 200℃가 넘는 고온에서도 탈색이나 접착성 손실이 없는 높은 안정성을 가지고 있다.

상기 하부 봉쇄층(6, 6')은 접착층(8, 8')과 착색 잉크층(7, 7') 사이에 강한 계면을 제공한다. 이것은 잉크에 화학적으로 고정되도록 제제화되고, 훌륭한 습윤 및 접착층의 접합을 제공한다. 하부 봉쇄층 (6, 6')은 잉크층(7, 7')의 외부로, 상부 봉쇄층(5, 5')에 부착되어서, 분리된 잉크 패턴(7, 7') 주위에 밀폐된 봉인을 형성한다. 하부 봉쇄층(6, 6')에 적합한 재료는 Environmental Inks and Coatings사의 모델번호 XP 11358이 유용하다.

상기 접착층(8, 8')은 물에 뜨는 유기 물질로 형성되어 질 수 있다. 이것은 3 개의 스테이션(station)같은 연속적인 다수의 플렉소그래픽(flexographic) 스테이션에서 인쇄되거나 단일 스테이션에서 플러드코팅(floodcoated) 될 수 있다. 또한, 상기 접착층(8, 8')은 단일 그라비어(gravure) 인쇄 스테이션에 의해 도포될 수 있다. 바람직하기는, 접착층(8, 8')은 가열 활성화되고 80℃에서 최대 107℃의 낮은 점착성 온도를 갖는다. 바람직한 접착제의 중량은 약 3.5g/㎡이다.

상기 전사층(4)의 층들은 최대 10개의 인쇄 스테이션을 갖는 플렉소그래픽 프레스 내에서 도포될 수 있다. 상기 층((5, 5'), (6, 6')) 및 3 개의 분리된 접착층으로 이루어질 수 있는 접착층(8, 8')을 인쇄하기 위해, 5개 스테이션이 사용될 수 있다. 5가지 유형의 색상 잉크(7, 7')는 나머지 5개의 플렉소그래픽 스테이션을 사용하여 도포될 수 있다.

플렉소그래픽 인쇄 공정 대신, 또한 코로나 처리기를 갖춘 그라비어 프레스가 사용될 수 있다. 재료 하중이 플렉소그래픽 공정에서보다 더 무겁기 때문에, 단지 세 개의 그라비어 인쇄 스테이션들이 접착층(8, 8') 및 봉쇄층((5, 5'), (6, 6'))을 도포하기 위해 필요할 수 있다.

또한, 로타리 스크린 인쇄 공정이 층((5, 5'), (6, 6'), (8, 8'))을 도포하기 위해 사용될 수 있다. 하부 봉쇄층(6, 6')을 인쇄한 후, 상기 층이 잉크 패턴(7, 7')의 테두리 넘어서 확장하지만 상부 봉쇄층(5, 5' )의 테두리 안에 잔류하도록 주의를 기울여야 한다. 접착층(8, 8')은 하부 봉쇄층(6, 6')의 테두리 넘어서 확장하고, 최상부 봉쇄층(5, 5')의 테두리와 일치하는 것이 바람직하다.

도 2는 수송 컨베이어(11)를 통하여 상자 세척기(10)로 공급되는 상자(12)로부터 본 발명에 따른 전사층을 제거하기 위한 상자 세척 장치의 개략적인 측면도를 나타낸 것이다. 상기 상자(12)는 우선 사전-세척 스테이션(13)에 수송되고, 운송 컨베이어(12)의 상하에 위치한 다수의 노즐(14)로부터 부과되는 사전 세척 용액이 분무된다. 컨베이어(11)의 속도는 사전 세척 스테이션에 상자(11)의 체류 시간이 6 내지 8초가 되도록 한다. 사전-세척 용액의 온도는 60℃이다. 상기 사전-세척 용액은 바람직하기는 0. 5% NaOH 용액을 포함한다.

사전-세척 스테이션(13)을 통과한 후, 상기 상자들은 컨베이어(11)의 아래쪽 경사부(16)를 통해서 침지 스테이션(15)을 통과하여 운반된다. 상기 침지 스테이션에서 상자의 체류 시간은 10 내지 40초 사이이다. 상기 침지 스테이션에서, 상자는 완전히 침수되고, 침지 용액은 난류성 침지 조건을 야기하기 위해서, 노즐(35)에 의해 침지 스테이션(15)으로 재순환 된다. 상기 난류성 침지 조건은, 예를 들어, 5㎥의 침지 용액의 총 부피에 대하여, 60㎥/h의 속도로 노즐(35)을 통해서 침지 스테이션(15)으로부터 용액을 재순환시키는 것을 포함한다. 상자 위에 잔존 조각이 없도록 상기 전사층을 침지 스테이션(15)에서 상자(12)로부터 완전히 제거하는 것이 중요하다. 건조시, 상기 잔존 조각은 상자들에 단단하게 부착되고, 상자 표면의 바람직하지 않은 오염을 형성한다.

상자들은 상향 경사 컨베이어 트랙(17)을 통해서 침지 스테이션(15)에서 후-세척 스테이션(18)으로 운반된다. 상기 후-세척 용액은 30℃ 온도의 물로 이루어진다. 상기 후-세척 스테이션(19)에서 상자들의 체류 시간은 6 내지 13초 사이이다.

각각의 세척 스테이션(13, 18)과 침지 스테이션(15)에는 거르는 부분(20, 21, 22)이 연결되어 있다. 각각의 거르는 부분은 각각의 모터(26, 27, 28)에 의해 구동되는 회전 벨트 체(23, 24, 25)로 이루어진다. 펌프(29, 30, 31)는, 예를 들어, 60㎥/h의 속도로 회전 체 벨트(23, 24, 25)를 통하여 각각의 해당하는 스테이션으로부터 세척 용액 및 침지 용액을 끌어당긴다. 상기 걸러진 액체들은 각각 전-세척 및 후-세척 스테이션(13, 18)의 노즐(14, 19) 및 침지 스테이션(15)으로 재순환 되어진다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선들을 따르는 단면도를 나타낸 것이다. 체 벨트(24)는 2개의 롤러(37, 38) 주위를 회전하는 것을 볼 수 있다. 상기 체 벨트(24)의 상부 말단은 침지 스테이션(15)의 침지 용액 높이보다 높게 확장된다. 상기 체 벨트(24)는 2㎜의 메시(mesh) 크기를 갖는 이중층 벨트같은 거르는 요소를 포함한다. 작동하는 동안, 침지 스테이션(15)에서 조각으로 분쇄된 전사층에서 유래된 상기 라벨 조각들이 체 벨트를 막는 것을 방지하기 위해서, 체 벨트(15)를 연속적으로 회전시키는 것이 중요하다. 스프레이 노즐(39)은 높은 압력의 물 또는 공기 제트에 의해 벨트 같은 거르는 요소의 표면을 청소한다. 제거된 라벨 요소들은 모집 격실(40) 내에 모집된다.

본 발명자들은 전-처리 스테이션(13)과 침지 스테이션(15)에서 0. 5% NaOH를 사용하여 상기 상자(12)로부터 라벨을 매우 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 발견하였다. 그러나, 상자 세척기(10)로 도입되기 전에 전-처리 물질을 라벨에 도포할 수 있고, 이것은 상자 세척기로 도입 전에 라벨을 연화하는 작용을 한다. 예를 들어, 상자 세척기(10)로 이동할 때, 표면 활성 성분이 상자(12)에 분사될 수 있다. 또한, 상기 상자 세척기(10)로 도입되기 전에, 라벨을 공격하기 시작하는 화학적 성분의 겔과 같은 재료를 도포할 수 있다. 상기한 경우, 상자 세척기(10)에서 알칼리 용액 대신 단지 물만 사용할 수 있다.

도 4는 지지층(48), 실리콘 배출 층(49) 및 전사층(50)으로 이루어진 본 발명에 따른 전사 라벨의 또 다른 구현예를 나타낸 것이다. 상기 전사층(50)의 잉크층(52)은, 예를 들어, 10×10㎝의 치수를 가지는 연속적인 층이다. 상부 봉쇄층(51) 및 하부 봉쇄층(53)은 잉크층(52)을 함입하고, 잉크층의 경계선 주위에 서로 맞물리게 한다. 이 결과, 단일 봉인이 잉크층(52) 주위에 형성된다. 도포되었던 용기에서 전사층(50)을 제거하는 동안, 전사층(50)은 몇 개의 조각으로 파열될 수 있다. 따라서, 상부 및 하부 봉쇄층(51, 53)에 의해 형성된 봉인들이 파열될 것이다. 그러나, 이 경우에 여전히 충분한 봉쇄가 세척 용액에 잉크층(52)이 용해되는 것을 방해하는 것을 발견하였다.

도 5의 구현예에서, 잉크층(52)은 분리 구역(52, 52')을 형성한다. 잉크층의 각 구역은, 예를 들어, 개별적인 문자, 개별적인 문장 또는 개별적인 문단에 의해 형성될 수 있다. 상기 개별의 구역(52, 52')은 또한 기타 그래픽으로도 나타내질 수 있다. 상부 봉쇄층(51)은 각각의 개별적 잉크 구역(52, 52')의 테두리 주위의 하부 봉쇄층(53)에 부착된 것이 나타나 있다. 따라서, 개별의 잉크 구역 주위에 봉인이 형성되고, 능률적인 봉쇄가 가능해진다.

도 6의 구현예에서, 상부 봉쇄층(51)은 분리 구역(51, 51')으로 형성된다. 상부 봉쇄층(51, 51')의 분리된 구역사이의 개방 영역을 통해서, 세척 용액은 그 밑에 있는 봉쇄층(53) 및 접착층(54)을 쉽게 관통하고, 공격할 수 있다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 접착층(54), 하부 봉쇄층(53), 잉크층(52) 및 상부 봉쇄층(51)은 각각 정합으로 인쇄되고, 분리 구역(51, 51', 52, 52', 53, 53' 및 54, 54')을 형성한다. 상기 전사층은 매우 매력적인 외관을 갖고, 각각의 잉크 구역(52, 52') 사이의 용기 표면은 명확하게 보인다. 이런 독특한 구조로 인해, 세척 용액이 각각의 잉크 구역(52, 52') 사이의 개방 영역을 관통함으로써 접착층(54, 54')을 매우 신속히 공격할 수 있기 때문에, 신속한 세척 능력이 달성된다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 전사층은 여러 부분으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 그림 같은 그래픽 물체(55)는 테두리(55' )가 상부 및 하부 봉쇄층 사이에 함입되고, 도 4에 나타낸 바와 같은 구조의 단일 잉크층으로 이루어질 수 있다. 상기 그래픽 물체(55) 대신, 분리된 문자 줄(56)이 상부 및 하부 봉쇄층 사이로 예를 들어, 도 5, 도 6 또는 도 7에 따른 구조를 갖도록 함입될 수 있다. 58로 나타낸 바와 같이, 문장속의 개별적인 글자들이 상부 및 하부 봉쇄층 사이에 각각 개별적으로 함입될 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 전사 라벨로부터 재활용 상자(59)로 전사층을 도포하는 공정의 개략도를 나타낸 것이다.

상기 라벨 도포 공정은 이하 진행의 순서대로 설명될 것이다. 스테이션(60)은 불꽃 히터 또는 버너(60')를 사용한 예열 처리에 의한 표면 처리 및 온도 안정화 단계를 나타낸다. 두 가지 고분자성 재료의 접착이 발생하는 경우, 청결성, 압력, 온도, 접촉시간, 표면 거칠기, 결합하는 동안의 움직임 및 접착 필름의 두께 등의 여러 가지 인자들이 고려되어야 한다. 또한, 임계 표면 장력도 중요한 고려 사항이다. 임계 표면 장력을 측정하는 통상적으로 수용되는 방법은 주지된 Dyne 용액을 사용하는 것이다. 대부분의 접착제 도포의 경우, 폴리에틸렌의 임계 표면 장력은 31 Dyne/㎝이다. 상기 기재된 접착제의 폴리에틸렌에 대한 가장 좋은 접착을 나타내는 일련의 시험들이 시행되었고, 60 내지 70 Dyne/㎝의 처리 수준이 필요하다. 또 다른 상업적으로 유용한 장치의 실험은 불꽃 처리가 요구되는 임계 표면 처리를 달성하는데 필요한 장치비와 조업비 그리고 시간을 최적화하는 것을 나타낸다.

접착제가 신속하게 접착을 달성하고 유지하기 위해서, 라벨 접착제와 접촉하기 전에 스테이션(61)에서 폴리에틸렌 상자(59)를 가열하는 것이 필요하다. 상기 용기의 변형을 막기 위해, 표면을 200℉ (93℃)이상으로 가열하지 않는 것이 바람직하다. 열처리 장치를 떠날 때의 표면의 온도는 약 125℉ (52℃)이기 때문에, 스테이션(61)에서 표면을 75℉ (24℃)로 가열할 필요가 있다. 여기서, 가열에는 많은 방법이 가능하다. 고온 공기, 부가적인 불꽃 히터, 가스 연소 적외선 판 및 전기 세라믹 판을 시험하였고, 이것들은 조절하기에 매우 느리거나 어렵다는 것을 발견하였다. 국지적인 라벨 전사를 위해 구역화 밴드 조절을 하는 석영 방출기 판(61' )과 융합된, 전기적으로 가열된 판은 대기 환경요인의 영향없이 적외선 에너지의 최대 자유 공기 투과(free air transmission)를 제공한다. 폴리에틸렌에 대해 0.9의 방출율로, 1652℉ (900℃) 내지 1725℉ (940℃)의 온도인 바람직한 방출기 판은 피크(peak) 흡수를 위한 가장 효율적인 파장(2.5 내지 3.2㎛)의 적외선을 방출할 것이다. 시험된 장치는 60 W/in²에서 평가되었다. 폴리에틸렌의 표면을 75℉ (24℃)로 가열하는데 필요한 시간은 방출기 판에서 2.5㎝떨어진 거리에서 4.5초가 소요된다.

스테이션(62)은 라벨 도포의 방법을 설명한 것으로, 여기서 코로나 처리 실리콘 코팅과 전사층의 결합을 극복하기 위해 가열 활성화된 접착제의 촉각적 성질을 이용하여 인쇄된 잉크 재료는 폴리프로필렌 필름 기재에서 폴리에틸렌의 표면으로 전사된다. 상기 전사에 영향을 주는 인자에는 접촉시간, 접촉동안 부과된 온도와 압력, 접촉동안의 필름의 장력 특히, 잉크 방출 후의 필름의 장력 등이 있다. 압력 롤(63)의 직경이 또한 인자이지만 하지만 변수는 아니다. 상기 응용에서 롤의 직경은 38㎜이다. 압력 롤러(63)는 스틸 중심 위에 실리콘 고무로 제조되어 경도 단위(durometer)가 50 Shore A 내지 80 Shore A의 범위이다. 고무 롤러의 변형(평탄화)은 높은 경도 단위에서 작고, 그 결과로 접촉 면적은 작아지고 전사 압력은 높아진다는 것을 인지해야 한다. 이것은 접촉시간이 최소화되는 높은 라인 속도에서 중요하다. 따라서, 상자가 18.3m/min (60ft/min)의 빠른 속도로 38㎜의 직경의 롤러를 지나는 것은 롤러의 변형 없이 1도의 롤러 회전 당 1/1000초의 접촉시간을 갖게 될 것이다.

하나는 롤러 전진부, 나머지는 롤러 후퇴부에 인접한 두 개의 스위치에 의해 교대로 작동하는 통상의 솔레노이드 밸브에 의해 활성화되는 공기 실린더(64)에 의해 롤러의 압력은 공급된다. 기계적 연동 장치같은 기타 수단은 명백하므로 여기에 기재하지 않는다. 상기 압력은 실린더의 길이에 걸쳐 분포하고, 본 발명의 특정한 라벨 위해, 롤러 길이 ㎝ 당 12 내지 17㎏의 전사 범위가 바람직하다.

따라서, 본 발명은 가열 활성화된 접착제가 고 에너지를 갖는 상자 표면에 부착되어, 롤러를 지나면서 움직이는 상자와 정확히 같은 속도로 필름이 진행하게 한다. 자유롭게 회전하는 압력 롤러(63)는 필름 및 상자의 선속도와 같은 각속도를 유지한다. 따라서, 잉크는 변형 없이 완전하게 전사된다.

신속하고 완전한 부착을 위해, 압력 롤러(63)는 중심이 빈 형태로 성형된다. 제어기를 통해 작동되는 저항 히터가 비어 있는 중심 내에 현가되어 있다. 500W 등급의 가열 요소는 롤러의 표면을 미리 정해진 온도로 유지할 것이다. 본 발명을 위한 롤러 표면의 온도는 250 내지 370℉ (120 내지 190℃)범위이다.

실리콘으로 코팅된 많은 고분자 필름이 인쇄 기재로 사용될 수 있다. 폴리에스테르같은 높은 용융 온도의 필름은 가열된 롤러를 계속 접촉하며 작동될 수 있다. 폴리프로필렌같은 낮은 용융 온도의 필름은 라벨링 과정에서 정지 중에 가열된 롤러에 접촉하는 것을 방지해야 한다. 이것을 실행하기 위해서, 롤러가 후퇴할 때 필름 가이드(65)가 필름을 지지하는데 사용된다. 필름 가이드(65)는 가이드와 라벨링된 표면 사이가 약 13㎜의 간격을 유지하도록 설치된다. 동시에 롤러는 필름의 약 13㎜ 뒤에서 후퇴한다. 이 간격을 유지함으로써 폴리프로필렌같은 필름의 연장 또는 비틀림이 방지된다. 높은 용융 온도의 필름은 이와 같은 가이드가 필요하지 않다.

또한, 필름의 장력, 특히 롤러의 필름 출구 부분에서 장력은 잉크 전사를 완결하는데 중요하다고 발견되었다. 시험을 통하여 약 2.5kg의 연속 장력이 유용하다고 발견되었다. 이것은 스프링이 달린 댄서 아암(dancer arm)과 롤러에 의해 달성된다.

통상적인 닢 롤러(nip roller) 및 스테핑 모터(stepping motor)는 광학 검색 장치를 시동하는 인쇄된 표지를 사용하여, 필름을 다음 라벨로 전진시키고, 정확하게 위치시키는데 사용된다.

실외 저장시 악천후에 견딜 수 있을 뿐만 아니라, 부주의한 조작으로 인한 긁힘으로부터 잉크를 보호하는 것은 스테이션(66)에서 아크릴계 왁스 물 에멀젼의 도포에 의해 달성될 수 있다. 조절된 코팅의 양으로 습식 롤러로부터 공급되는 롤러 도포 장치(68)에 의해 도포된다. 조절은 닥터(doctor) 블레이드에 의해 달성된다. 코팅은 잉크 패턴의 모서리를 지나서 잘 확장되고, 침입하는 수분으로부터 모서리를 봉인한다.

마지막 공정 단계는 스테이션(67)에서 불꽃 가열기(67' )에 의해 코팅층, 라벨 잉크층 및 접착제 층을 합체시키는 것이고, 또한, 상자(59)에 의해 형성된 폴리에틸렌 기재와 접착제 층을 상호 확산시키는 것이다. 본 발견은 많은 가열 시스템의 광범위한 시행을 통하여 이루어졌다. 불꽃 처리가 라벨 부착을 위해 요구되는 표면 에너지를 제공하는 가장 좋은 기술이라고 발견되었기 때문에, 라벨 및 코팅 복합체의 불꽃 처리는, 기계적 물성의 손상 또는 도포된 라벨의 시각적 특성의 변화 또는 폴리프로필렌 상자(59)의 변형 없이, 요구되는 침수 내구성을 발전시키는 가장 좋은 기술이라고 발견되었다.

본 발명에 따른 바람직한 전사층의 부착 및 세척성에 영향을 미치는 다양한 특성을 예시하기 위해서, 차후에 설명될 다음과 같은 시험들 즉, 세척 시험을 포함한 연필 긁기 시험, 수분 흡수/방출 시험 및 수증기 전달 속도 시험들을 실행하였다.

본 발명의 목적은 쉽게 용기에 부착될 수 있고, 환경 친화적인 방식으로 제거될 수 있는 전사층을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 세척 공정에서 세척 용액을 사용하여 라벨에서 유래된 잉크가 세척 용액을 오염시키지 않고 제거될 수 있는 전사 라벨을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 보관 및 용기에 사용되는 중에는 뛰어난 접착력을 갖지만, 새로운 라벨 및/또는 다른 라벨로 교체를 위해 경제적인 방식으로 용기로부터 매우 신속히 제거될 수 있는 전사 라벨을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인쇄 물질로써 환경 친화적이고 식품 산업에서 광범위하게 사용되는 수용성 잉크를 이용한 전사 라벨을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 쉽고 경제적으로 제거 및 재도포될 수 있는 눈에 띠는 라벨을 제공할 수 있는 회수되는 상자 시스템을 제공하기 위한 것이다.

여기에서, 본 발명에 따르는 전사 라벨은 잉크층 각 면의 상부 및 하부 봉쇄층으로 이루어지고, 상부 및 하부 봉쇄층은 잉크층의 주변 바깥쪽에서 서로 접촉하여 잉크층 주위에 밀폐된 봉인을 형성하는 것을 특징으로 한다.

봉쇄층 사이의 봉인 내에 잉크를 담아 둠으로써, 침지(浸漬) 공정 또는 고압의 물 제트(jet)를 이용한 공정 등의 습식 제거 공정에 의해, 상기 전사층을 부착 2㎜인 종래의 체(sieve)를 사용하여 세척 용액으로부터 걸러질 수 있다.

재활용 플라스틱 상자의 경우, 본 발명에 따르는 전사층의 사용이 바람직하지만, 상기 라벨은 또한 피이티(PET) 병, 플라스틱 접시, 유리병 및 그와 유사한 것들과 같은 플라스틱 병과 조합하여 사용될 수 있다.

본 발명에 따르는 바람직한 전사 라벨은 침지 용액에 대해 투과성인 전사층으로 이루어진다.

"투과성"이라는 것은, 상온의 물 중에서 전사층이 3시간 후에 0.0 내지 100g/㎡, 바람직하기는 약 5g/㎡의 수분 흡수값을 갖는 것을 의미한다. 상기 라벨은 상온의 물에 대해, 24시간 후에 50 내지 750g/㎡ 범위, 바람직하기는 약 600g/㎡의 수증기 전달 속도를 갖는다.

상기 전사층은 잉크 패턴을 씌우는 커버층으로 이루어질 수 있으며, 상기 커버층은 용기에서 전사층의 부착물 위에 외부로 향하는 표면을 형성한다. 상기 커버층은, 예를 들어, 아크릴 왁스 코팅에 의해 형성될 수 있다. 상기 커버층은 연속적인 층일 수 있으며, 불연속적일 수 있고, 잉크 패턴과 정합되어 인쇄될 수 있다. 상기 아크릴 왁스 커버층은 매우 유리하게도 예를 들어, 0.5%의 NaOH 용액에 의해 투과될 수 있으며, 용기에서 라벨의 사용 조건과 보관 중에 습기의 침투에 대해 충분한 장벽을 제공한다. 신속하고 경제적인 제거와 충분한 내구성을 조합한 본 발명에 따르는 라벨은 건조 상태에서 1N 내지 7N의 연필 경도를 갖고, 20℃ 물 중에서 1 내지 15분의 침지 시간 후에 0.5N 이하의 연필 경도를 갖는다.

20분 이하의 침지 시간, 바람직하기는 10초 이하인 침지 시간 내에, 100℃ 이하의 온도, 바람직하기는 70℃ 이하의 온도인 수용액 중에서, 난류 침지 조건하에 바람직하기는 상기 전사층이 적어도 4 조각으로 붕괴되는 배열을 갖는다. 상기 전사층이 용기로부터 탈착될 때, 전사층의 붕괴로 형성된 대다수 조각의 크기는 바람직하기는 잉크 패턴의 분리 구역의 크기보다 작지 않다. 봉인의 일부가 세척 공정 중에 파열될 수 있지만, 상기 잉크는 여전히 실제적으로 봉쇄층 부분으로 둘러싸여 있기 때문에, 봉인 내에 함유된 잉크가 상대적으로 적게 누출된다.

본 발명에 따르는 봉쇄층의 사용에 의해, 수용성 잉크가 사용될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 최상부 봉쇄층은 그 밑의 인쇄된 구역에 적합한 미착색 잉크로 이루어진다. 하부 봉쇄층은 바람직하기는 그 밑의 접착층(또는 접착제층, adhesive layer) 및 상부에 위치된 잉크 구역 층에 적합한 접착층 또는 중간층으로 이루어진다.

상부 봉쇄층은 불연속적일 수 있고, 잉크 패턴에 정합되게 인쇄될 수 있다. 이러한 방법으로 하부 봉쇄층은 전사층을 제거하는 동안 세척 용액에 의해 직접 공격받을 수 있다. 또한, 하부 봉쇄층이 불연속적일 때, 그 밑의 접착층이 직접 세척 용액에 의해 공격받을 수 있다. 바람직한 구현예에서, 봉쇄층과 그 밑의 접착층 모두 불연속적이고, 정합되게 모두 인쇄된다.

봉쇄층의 두께는 30 ㎛ 이하이며, 바람직하기는 20 ㎛ 이하이다. 봉쇄층의 중량은 1 내지 10g/㎡인 것이 바람직하다.

용기에 전사층을 도포한 후, 아크릴 왁스를 함유하는 커버층을 전사층 전체에 걸쳐 도포할 수 있다. 아크릴 왁스는 비교적 방수성이어서, 용기가 사용되는 동안에 라벨의 제거나 긁힘에 대한 좋은 저항력이 제공된다. 그러나, 아크릴 왁스는 알칼리 수용액에 대한 침투성이 있어서 전사층이 예를 들어, 0.5% NaOH 수용액에 의해 쉽게 제거될 수 있다.

바람직하기는, 전사층의 적어도 일부가 수축되도록 전사층을 용기에 도포한 후 열처리한다. 열처리에 의해, 전사층의 다른 층들의 합체가 발생한다.

보관 및 사용 중의 충분한 내구성과 신속하고 경제적인 제거가 조합된, 본 발명에 따른 라벨을 용기에 도포한 후, 바람직하기는 40 내지 100℃, 더욱 바람직하기는 50 내지 90℃에서 열처리한다.

라벨의 성분, 보호 코팅의 사용 및 후처리(열처리)의 성질을 신중하게 선택함으로써, 전사층의 물성, 특히 세척 중의 거동에 관련한 전사층의 물성을 조절할 수 있다.

용기 표면에 라벨 형상을 접착시킬 때 사용되는 접착제의 선택은 세척 물성에 영향을 미칠 것이다. 접착제는 전사층이 용기에 도포되는 동안 또는 이전에 반드시 활성화되어야 한다. 형상을 도포하는 쉽고 일반적인 바람직한 방법은 열로 활성화되는 접착제를 사용하여 역으로 인쇄된 라벨의 형태인 형상에 도포하는 것이다. 기타 방법은 복사(radiation), 화학약품, 전자빔, 마이크로파, 자외선 및 유사한 것을 통하여 활성화될 수 있는 접착제의 사용을 포함한다. 또한, 광개시, 습도, 효소 작용, 압력 또는 초음파 처리를 통하여 활성화될 수 있는 접착제를 사용할 수도 있다.

바람직한 접착제는 바람직하기는 60 내지 90 ℃, 더욱 바람직하기는 80 내지 90 ℃사이에서의 낮은 점착성 온도를 가지는 것이다. 접착제의 층을 나누는 것 대신, 활성화시 자체적으로 접착 물성을 갖는 잉크를 전사층 내에 사용하는 것도 가능하다. 접착층은 중량이 1 내지 10g/㎡, 바람직하기는 3 내지 7g/㎡이 되도록 사용한다.

바람직하기는, 전사층을 수용하는 용기의 도포 표면은 적어도 60Dyne/㎝의 표면 장력을 갖는다. 본 발명에 따르는 전사층을 포함하는 용기의 세척 방법은:

-20분 이하의 침지 시간, 바람직하기는 1분 이하의 시간 동안, 100℃ 이하, 바람직하기는 70℃ 이하의 침지 용액에 용기를 위치시키고, 침지 용액 내에서 난류를 발생시켜서 각 부분이 5㎛ 이상인, 적어도 4개의 부분으로 라벨이 붕괴되어 용기로부터 탈착되고, 잔존 잉크의 대부분이 봉인 내부에 함유되는 단계,

-펌프를 이용해 침지 용액을 체에 통과시키고, 체에 걸러진 라벨의 조각을 수집하는 단계,

-주기적으로 라벨 조각의 제거 및 수집에 의해 체를 청소하는 단계로 이루어진다.

본 발명의 전사층은 침지 용액으로부터 라벨 조각을 체로 걸러서 제거할 수 있는 통상적인 상자-세척 장치를 사용하여 제거될 수 있다. 침지 용액에 라벨의 어떤 부분도 분해되지 않는다면, 세척에 사용한 용액을 정제하기 위하여 특별한 처리 장치도 필요하지 않다. 침지 용액은 0.1 내지 5중량%, 바람직하기는 0.5중량%의 NaOH를 포함한다.

세척 시험

본 발명에 따른 라벨들에 대한 최적의 세척 조건을 결정하기 위해서, 도 4에서 도시된 바와 같이 배열된 전사층(50)을 폴리에틸렌 상자에 도포하였다. 라벨의 크기는 가로 세로 약 10×10㎝ 이고, 접착제 층(54)은 79℃의 점착성 온도를 갖는 100% 우레탄 접착제이다. 도 9에서 나타낸 바와 같이, 2.5 bar의 롤러 압력, 155℃의 롤러(63) 온도에서 상기 라벨들을 상자에 도포하였다. 상자 예열 온도(도 9의 스테이션(60, 61))는 75℃이었다. 라벨 도포기를 통과하는 상자(59)의 속도는 1분당 40상자이었다. 상기 라벨 도포 후, 도 9의 스테이션(67)에서 상자가 가열되는 후처리 온도의 영향을 결정하기 위해서, 40℃, 65℃ 및 90℃의 후처리 온도를 사용했다. 라벨을 도포한 후, 상자를 적어도 24시간 동안 20℃의 온도에서 보관하였다. 그리고 나서, 라벨이 도포된 상자를 그후 20℃, 50℃ 및 70℃의 온도에서 0.5%의 NaOH 용액에 침지했다.

상기 상자의 침지는 난류가 없는 20리터 침지조(bath)에서 일정 침지 시간(10 내지 50초)동안 수행하여, 침지된 상자에 6ℓ/min의 샤워 헤드로써 분무 후에 상기 라벨이 2초 내에 완전히 제거되도록 하였다.

라벨 도포 후 도 9의 스테이션(66)에서와 같이 왁스 코팅 층을 도포해서 두번째 세트의 상자를 제조하였다.

2초 내에 라벨을 제거하기 위해 요구되는 침지 시간 대 후-처리 온도의 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다. 표 1로부터 이 결과를 도 10에 그래프로 나타내었고, 어떠한 왁스층도 도포되지 않은 라벨에 대해 침지 시간은 침지 용액의 온도가 20℃이상에서 급격하게 감소하는 것을 알 수 있다. 90℃의 후-열 온도의 경우, 라벨의 내구성은 증가하고 침지 시간은 5초 이상으로 유지된다.

[표 1]

상자 세척 시험(왁스 층이 도포되지 않음)

적절한 후-열 온도는 65℃ 내지 90℃이라는 것을 발견하였다. 65℃ 이하의 후-열 온도에서, 도포된 전사층이 거의 합체되지 않아서, 그 결과 전사층이 불충분한 내구성을 갖고, 저장 및 이용 중에 쉽게 제거될 수 있다. 90℃이상의 후-열 온도의 경우, 전사층의 내구성은 너무 증대되고, 경제적으로 실행할 수 있는 방법으로 신속한 제거 시간을 달성할 수 없다. 샤워 헤드로 분사되는 동안, 라벨은 상자에서 탈작되고, 여러 조각(2 내지 4)으로 찢어졌다.

도 9의 스테이션(67)에서의 불꽃 처리 단계 전에, 왁스층이 스테이션(66)에서 도포되는 경우, 라벨의 내구성은 향상되고, 침지 시간은 증가된다. 0.5% 부식성 용액의 경우, 왁스 코팅이 보다 긴 침지 시간을 야기한다는 것을 표 2로부터 알 수 있다.

[표 2]

상자 세척 시험(왁스 층 도포)

20℃, 120bar의 압력에서 단독으로 고압의 물 제트를 사용한 상기한 세척 시험에서 시험된 바와 같이, 분 당 15미터의 컨베이어 속도와 10 센티미터 거리에서 90°의 분사각에서 라벨을 제거하기 위한 시도에 의해서, 어떠한 라벨도 제거하지 못했다. 어떠한 왁스 코팅도 없고 어떠한 후-열 처리도 없는 라벨의 경우에도, 고압의 물 제트의 수단에 의한 제거가 불가능하였다.

연필 긁기 실험

연필 긁기 실험의 목적은 라벨층의 합체를 야기하기 위한 도포 왁스층 및 열 처리의 이용과 같은 여러 가지 측정에 의해 얻어질 수 있는 최소 및 최대 내구성을 동정하는 것이다. 여러 가지 후-열 온도가 적용된 라벨, 왁스층이 적용된 라벨 및 왁스층이 적용되지 않은 라벨을 갖는 상자를 실험하였다.

라벨은 상기의 세척 시험에 사용된 것과 동일한 라벨이었고, 상기와 동일한 조건이 상자에 부과되었다.

연필 긁기 실험은 Erichsen(PO Box 720, D-5870 Hemer Germany)에 의해 공급되는 "스케어 저항 테스트 모델 435(scare resistance test model 435)"로 수행하였다.

긁기 실험 동안, 플라스틱 삽입물을 갖는 연필은 라벨의 가운데에서 수평하게, 90°의 각으로 라벨을 긁기 위해 사용되었다.

라벨 도포 후, 상자는 적어도 24시간 동안 20℃ 온도에서 보관되었다. 긁기 전에, 상자는 난류가 없는 20℃의 물에 침지되었다. 긁기 실험의 결과는 표 3 및 표 4에 주어졌고 여기서 긁기 결과는 N으로 주어졌다.

[표 3]

연필 긁기 시험(N)-왁스 코팅하지 않은 라벨

[표 4]

연필 긁기 시험(N)-왁스 코팅한 라벨

표 3 및 표 4로부터 후-열 불꽃 처리는 건조 상태에서의 전사층의 긁힘에 대한 내성에 영향을 미치지 못하는 것으로 보인다는 것을 알 수 있다. 그러나, 침지 후에 높은 연필 경도에서 명확하듯이, 전사층의 내구성은 증가된다. 표 4에서 라벨을 덮는 왁스 층의 도포는 건조 라벨의 긁힘에 대한 내성을 증가시키는 것으로 보인다. 왁스 코팅과 조합된 110℃의 높은 후-열처리 온도의 경우, 8 N의 긁힘 강도를 얻을 수 있다. 8 N의 연필 경도를 갖는 라벨은 반영구적이며 경제적인 적용 가능한 방법으로 제거될 수 없다고 간주된다.

또한, 90℃ 이상의 후-열 온도의 경우, 라벨링 중에 상기 온도에서 폴리에틸렌 상자는 몇 번의 사용 후 부서지게 되는 문제가 발생하고, 상자 안료는 탈색되고, 그리고 콘베이어 및 펠렛화 장치 상의 연화된 상자의 변형을 야기하였다.

65℃이하의 후-열 불꽃 온도의 경우, 왁스 코팅되지 않은 라벨에 대한 라벨의 강도는 불충분한 것으로 발견되었다. 왁스 코팅을 하지 않은 라벨의 건조상태에서 목표 연필 경도는 약 1.2 N정도이어야 하고, 긁기 힘이 0.3N이하로 떨어질 때까지의 침지 시간은 3분 미만이어야 한다. 왁스 코팅을 한 라벨의 경우, 건조상태에서의 목표 연필 경도는 약 5N 정도이어야 하며, 긁기 힘이 0.3N이하로 떨어질 때까지의 침지 시간은 10분 미만이어야 한다. 상기 물성을 갖는 전사층은 내구성 및 세척성의 최적의 조합을 갖는 것으로 발견되었다.

수분 흡수 시험

본 발명에 따른 라벨은 용기로부터 쉽게 제거될 수 있고, 침지 용액이 라벨로 쉽게 침투되어 라벨을 작은 조각으로 분해하여서 용기로부터 탈착시키는 특이한 수분 침투성 때문에, 특히 플라스틱 상자에서 용이하게 제거된다. 바람직한 라벨은 다음에 기재되듯이, 수분 흡수 시험에서, 3시간 후 약 5 g/㎡의 수분 흡수량을 갖는다. 본 발명에 따른 라벨은 3시간 후, 0보다는 크고 100/㎡보다 작은 수분 흡수 값을 갖는다. 바람직한 라벨의 수분 방출 값은 아래에서 설명된 수분 방출 시험에서 30분 안에 4.5g/㎡이었다. 본 발명에 따르는 바람직한 라벨은 3시간 후에 0보다 크고(완전 차단), 100 g/㎡보다 작은 수분 방출 값을 갖는다.

각각 두께가 12.7㎛인 2개의 라벨을 포함하는, 표면적 85.8㎠인 두 개의 샘플을 22.4℃, 상대습도 48%에서 제조하였다. 각각의 샘플에 대해, 2개의 라벨을 3 inch × 9 inch × 0.02 inch인 한 조각의 투명한 유리에 도포하였다. 라벨의 중량이 극히 작기 때문에, 소수점 둘째 자리 범위 내의 전자 그램 단위를 기록할 중량을 얻기 위해 유리 조각 당 2개의 라벨을 도포하였다.

샘플은 다음 방법에 의해서 제조되었다: 유리 지지대를 철저하게 세정하고, 유리표면의 온도가 약 250℉가 될 때가지 가열 오븐에 위치시켰다. 그리고 나서, 가열오븐에서 유리를 꺼내고, 실리콘 고무 매트 위에 두었다. 라벨을 즉시 유리에 부착하고, 실리콘 롤러를 사용하여 표면에 고정하였다. 롤링 압력은 안에 갇힌 공기가 제거 될 때까지 라벨의 전체 길이에 대해 연속적으로 부과된다(약 5 내지 6회 반복 동작). 유리를 냉각시킨 후, 담체 필름을 제거하였다. 그리고 나서, 깨끗한 알루미늄 판(유리판보다는 약간 큰)을 대류 오븐에서 약 250℉까지 가열하고, 알루미늄 판의 표면에 유리를 위치시켜서(라벨 표면이 아래를 향하도록) 유리의 위쪽 표면을 가열하게 하여 유리판의 반대면을 라벨링하였다. 그리고 나서, 상기한 바와 같이 실리콘 롤러에 의해 라벨을 도포하고 제자리에 고정하였다. 다시 한번, 유리가 냉각될 때 담체 필름을 제거하였다. 그 후, 0.043g의 건조 중량을 갖는 왁스 코팅을 두 개의 라벨의 표면에 도포하였다. 마지막 단계로, 프로판 산화 불꽃을 사용하여 라벨 샘플의 전 표면을 가로질러 불꽃이 신속하게 통과하게 함으로써 두 개의 라벨에 불꽃 처리를 시행하였다. 샘플을 냉각한 후, 수분 흡수 테스트를 위한 라벨이 준비가 되었다.

직경 33.66㎝, 높이 24.13㎝의 스테인레스 스틸 침지 탱크에 탈이온수를 채웠다. 샘플 전체가 잠길 수 있도록 물의 깊이가 충분히 깊도록 주의하였다. 샘플은 치수가 적은 쪽으로 탱크의 바닥과 수직이 되도록 위치시켰다. 유리 지지대는 침지 탱크 안의 얇은 철사 틀 위에 위치하였다. 물 침지 탱크 내부에 열전쌍을 설치하였다. 각각의 기간 후에, 표 5에 주어진 바와 같이, 샘플을 탱크로부터 꺼내어 과량의 표면 상의 물을 건조시키고, 샘플의 중량을 측정한 다음, 탱크 안에 다시 넣었다. 상기 과정을 시험 기간동안 계속하였다. 결과는 다음 표 5에 나타나 있다. 샘플(1)의 경우, 3시간 표시에서 0.04g의 최대 흡수량을 나타내며, 상기 수준의 수분 보유력을 상실하기 전까지 5시간 표시까지 유지되었다. 5시간 후, 라벨은 수분 보유력을 잃는다. 이 현상은 라벨 구조의 분해 때문이라 생각된다. 샘플(2)의 경우, 역시 3시간 표시에서 0.04g의 최대 흡수량을 나타내었다. 5시간 표시에서, 하기 수분 방출 시험을 위한 준비로 상기 샘플의 추가적인 시험을 종료하였다.

수분 흡수 시험으로부터, 상온에서 3시간 후, 12.7㎛두께의 바람직한 라벨은 0.04g/85.8㎠ 또는 5g/㎡의 수분 흡수 값을 갖는 것으로 추론될 수 있다.

[표 5]

수분 흡수 시험

표 5에서 데이터로부터 각 라벨의 그람 중량을 측정하기 위해서, 다음을 참조한다;

각각의 샘플은 2개의 라벨의 사용을 포함하였다. 오후 1시에 샘플 1의 중량을 측정하기 위해, 오후 1시의 측정값에서 오전 8시의 측정값을 뺀 다음, 2로 나누었다.

예;

오후 1.00시의 측정값 59.85

오전 8.00시의 측정값 59.77 -

0.08 / 2 = 0.04 그람

수분 방출 시험

상기 수분 흡수 시험의 결과 직후에 상기 제조된 샘플 2로 수분 방출 시험을 시행했다. 상기 샘플에서 과량의 물을 제거하여 건조시키고, 중량을 측정하고, 데이터를 기록했다. 상기 샘플을 우선 대기 온도에서 30분 동안 노출시키고, 중량을 측정했다. 샘플의 중량을 측정한 다음 30분 후에, 예열된(53℃) 테스트 오븐(전기적으로 가열되는 작은 오븐, Quieny Lab Inc., Model 20 Lab 오븐 또는 이와 동등한 오븐)에 위치시켰다. 상기 샘플을 1시간이상 예열된 오븐에 방치하고, 중량을 측정하였다. 그리고 나서, 상기 샘플을 테스트 오븐에 재위치시키고, 3시간 30분 동안 방치시켰다.

표 6으로부터, 샘플 2가 흡수한 물은 대기 온도 및 습도(48%)에 노출되어 30분 내에 방출된다고 결론지을 수 있다. 사실, 상기 샘플에서 최초 질량으로부터 0.01 g의 손실이 측정되었고, 이것은 부착시에 라벨이 완전히 건조되지 않았음을 나타낼 수 있다. 따라서, 85.8㎠ 크기 및 12.7 미크론 두께인 바람직한 라벨은 상기 한정 요소에서 30분내에 평균 방출량 0.045 g을 갖으며, 0 이상 0.10g/1일 이하의 수분 방출량을 갖는다.

[표 6]

수분 방출 시험

수증기 투과율 시험

본 발명에 따른 라벨의 내구성과 세척성의 최적 조합은 적어도 부분적으로 침지 용액에 대한 라벨의 투과성에 기인한다. 12.7 미크론 두께의 수분 흡수/방출 시험에서 시험된 것과 동일한 형태인 전사층 샘플을 수증기 투과에 대해 시험하였다. 직경 15.9㎜인 원형 오리피스(orifice)를 갖는 25㎜ 유리 용기를 아세톤으로 세척하고, 10 ㎖의 탈이온수를 채웠다. 상기 용기의 오리피스 구역을 약 118℉로 가열하고, 압력 패드로써 작은 조각의 실리콘 고무를 사용하여 전사층의 원형 단편을 단단히 부착하였다. 상기 용기/라벨을 냉각한 후, 지지 필름을 천천히 제거했다. 왁스 코팅(단면적 1.99㎠ 전체에 걸쳐 0.001g)을 첨가하여 샘플 제조를 완료하고, 공기로 건조시켰다. 상기한 바와 동일한 크기의 두 번째 유리 용기를 아세톤으로 철저히 세척하고, 10 ㎖의 탈이온수를 채웠다. 상기 샘플의 오리피스 구역을 또한 가열했다. 상기 샘플을 대조 샘플로써 사용했다. 그리고 나서, 상기 완성된 샘플을 26.6시간의 기간에 걸쳐 다양한 간격을 두며 중량을 측정했다. 상기 실험의 전체 시간에 걸친 수증기 투과율은 22.2 ℃, 46%의 상대 습도 및 24시간 기간에서 568.75 g/㎡와 동일했다. 0분부터 약 28분이 될 때까지는, "정상 상태"의 수증기 투과율이 달성되지 않음을 발견했다. 약 0분부터 28분 후의 데이터를 "정상 상태"로 사용할 경우, 상기 수증기 투과율은 24시간에서 약 526.93 g/㎡임을 알 수 있었다.

라벨이 없는 대조 샘플의 경우, 24시간 내에서 총 실험 시간에 대한 수증기 투과율이 1085.7 g/㎡임을 알 수 있었다. 본 발명에 따른 바람직한 라벨의 수증기 투과율은 24시간(22.2℃, 상대 습도 44%) 후, 50 g/㎡ 내지 750 g/㎡이고, 바람직하기는 24시간 후, 약 500 g/㎡이다.

Claims (26)

1. 지지층 및 지지층에서 탈착 가능하도록 부착된 전사층을 포함하는 전사 라벨로서, 상기 전사층은 잉크층을 포함하고, 상기 전사층은 잉크층의 각 면에 상부 및 하부 봉쇄층을 각각 포함하고, 상기 상부 및 하부 봉쇄층은 잉크층의 테두리 외부에서 서로 접촉하여 상기 잉크층 주위에 밀폐된 봉인을 형성하는 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
2. 제 1항에 있어서, 상기 잉크층은 0.5㎟ 내지 500㎠의 넓이를 갖는 분리 구역을 포함하고, 상기 상부 봉쇄층 및 상기 하부 봉쇄층은 분리 구역의 외부에서 서로 접촉하여 잉크층의 각 구역 주위에 개별적인 봉인을 형성하는 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
3. 제 1항에 있어서, 용기에 도포된 후의 전사층이 세척 용액을 사용하는 세척 공정에서 상기 용기로부터 제거될 때, 잉크 패턴의 분리 구역 주위의 다수의 봉인은 밀폐 상태로 남아 있는 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
4. 제 3항에 있어서, 상기 세척 공정 중, 상기 전사층은 난류성 침지 조건하에, 온도 100℃ 이하의 수용액 내에서 20분 이하의 침지 시간 내에 4조각 이상으로 파열되고, 용기에서 탈착되며, 여기서 전사층의 파열로 형성된 대다수의 조각은 잉크 패턴의 분리 구역의 넓이 이상인 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
5. 제 1항에 있어서, 상기 잉크는 수용성인 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
6. 제 1항에 있어서, 상기 상부 봉쇄층은 비착색된 잉크를 포함하고, 하부 봉쇄층은 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
7. 제 1항에 있어서, 상기 상부 봉쇄층은 지지층 상에 불연속적으로 배치되고, 잉크 패턴과 정합되게 배치되는 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
8. 제 1항에 있어서, 상기 하부 봉쇄층은 지지층 상에 불연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
9. 제 1항에 있어서, 상기 잉크 패턴의 분리 구역 외부의 전사층은 침지 용액에 대해 투과성인 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
10. 제 1항에 있어서, 상기 전사층은 접착층을 포함하고, 침지 용액과 접촉되거나 침지 용액에 용해됨으로써 상기 접착제의 점착성이 감소되는 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
11. 제 10항에 있어서, 상기 접착층은 지지층 상에 불연속적으로 배치되고, 잉크 패턴과 정합되게 배치되는 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
12. 제 4항에 있어서, 상기 침지 용액은 알칼리성 수용액인 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
13. 제 1항에 있어서, 상기 봉쇄층의 두께는 30 ㎛ 이하이고, 봉쇄층의 중량은 1 내지 10g/㎡인 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
14. 제 10항에 있어서, 1 내지 10g/㎡의 중량인 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
15. 제 10항에 있어서, 상기 접착층은 2개 이상의 내부층을 포함하고, 용기에 부착되는 상기 내부층의 점착성은 용기로부터 더 떨어져 위치한 접착층보다 용기에 가장 가까운 층이 더 작은 점착성을 갖는 것을 특징으로 하는 전사 라벨.
16. 상기 항 중 어느 하나의 항에 따른 전사 라벨을 사용하여 부착된 전사층을 갖는 용기.
17. 제 16항에 있어서, 커버층이 아크릴 왁스를 포함하고, 상기 전사층에 도포되는 것을 특징으로 하는 용기.
18. 제 17항에 있어서, 전사층을 용기에 부착시 또는 부착한 다음에 상기 커버층이 부착되는 것을 특징으로 하는 용기.
19. 제 16항에 있어서, 상기 전사층은 용기에 도포된 후, 40 내지 100℃의 온도에서 열처리되는 것을 특징으로 하는 용기.
20. 제 16항에 있어서, 상기 전사층을 수용하기 위한 도포 표면은 적어도 60 Dyne/㎝ 의 표면 장력을 갖는 것을 특징으로 하는 용기.
21. 제 16항에 있어서, 상기 용기 위의 상기 라벨은 건조 상태에서 연필 경도가 1 내지 7N이고, 20℃의 침지 용액으로서 물 중에 1 내지 15분의 침지 시간 후의 연필 경도가 0.5N 미만인 것을 특징으로 하는 용기.
22. 제 16항에 있어서, 상기 용기 위의 상기 라벨이 3시간 후 0보다 크고, 100g/㎡보다 작은 수분 흡수값을 갖는 것을 특징으로 하는 용기.
23. 제 16항에 따른 용기를 세척하는 방법에 있어서:

    -상기 라벨이 4개 이상의 부분으로 파열되어, 각각의 부분이 5 ㎛이상이고, 그리고 상기 용기에서 탈착되고, 잔존 잉크의 대부분은 봉인의 내부에 함유되도록 침지 용액 중에 난류를 발생시키면서, 100℃ 이하의 온도에서, 20분 이하의 침지 시간 동안 침지 수용액 중에 상기 용기를 두는 단계,

    -침지 용액이 체를 통과하도록 펌핑하고, 체에 걸러진 상기 라벨의 조각을 수집하는 단계, 및

    -주기적 또는 연속적으로, 상기 라벨 조각을 제거 및 수집하여 체를 청소하는 단계로 이루어진 세척 방법.
24. 제 23항에 있어서, 상기 체의 개구부의 크기는 0.1 내지 10㎜인 것을 특징으로 하는 방법.
25. 제 23항 또는 제 24항에 있어서, 상기 침지 용액 내에 상기 용기를 배치하기 전이나 후에 용기에 물 제트의 접촉 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
26. 제 23항에 있어서, 상기 침지 용액은 0.1 내지 5중량%의 NaOH를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.