JP2009012355A - シュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、プラスチックフィルムラベルについて、合わせ目のラベル端の浮きを防止し、合わせ目の美粧性を高めること及び接着剤の使用に係る管理の煩わしさをなくすことを目的とする。さらにその後ラベルを熱収縮させたときに、合わせ目に波立ちなどの成形不良が発生することを減らすことを目的とする。
【解決手段】本発明に係る製袋方法は、シュリンクラベル用のフィルム又はロールラベル用のフィルム１の両端２ａ，２ｂを、合わせ目３を持たせて重ねた後、合わせ目の領域4と合わせ目の領域の隣のフィルムが重ねられていない領域５との境界６を横切りながらレーザー光線９を照射して、重ねられたフィルム同士をレーザー光線の走査の軌跡７に沿って熱融着し、レーザー光線の照射を合わせ目の方向８に沿って位置をずらしながら繰り返し行なうことで、合わせ目を熱融着してフィルムを製袋することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、飲料や食品などの容器に外嵌装着される筒状ラベルの製造方法に関し、特に原反フィルムの両端部同士をレーザー光線によって熱融着して筒状に製袋する際に、接合部分である合わせ目の美粧性を良好とする技術に関する。

包材メーカーにおいて、フィルム原反に印刷し、所定の幅に裁断し、両端部を互いに接着剤や溶剤を使って貼り合わせて筒状に加工したシュリンクラベルは、上底と下底とが未裁断の長尺状の筒状体のまま巻き取られ、巻き取り製品として飲料充填工場に供給される。そして、巻き取り製品は、充填ラインにあるシュリンクラベラーにて所定のピッチで上底と下底とが形成されるように裁断されて個々のシュリンクラベルとされる。その後直ちに容器に被嵌され、熱風吹き付け等の加熱手段で加熱されることによって熱収縮し、容器の外側面に装着される。

また、シュリンクラベルのコストダウンを目的に、シュリンクフィルムで形成されたラベルの両端部の貼り合わせがなされていない、印刷されたラベル原反を、ラベラー内で容器の外側面に巻き付けた後、両端部を互いに接着剤又は溶剤などを使って貼り合わせたロール状に巻かれたシュリンクフィルム、すなわちロールラベルが使用されている。なお、ロールラベルは一般に熱収縮をさせない。

また、シュリンクラベルのコストダウンを目的に、シュリンクフィルムで形成されたラベル両端部の貼り合わせがなされていない、印刷されたラベル原反を、ラベラー内で容器の外側面に巻き付けた後、両端部を互いに感熱接着剤とＵＶ硬化性樹脂を使って貼り合わせ、その後、加熱することによって熱収縮させたラベラー（Ｒｏｌｌ‐ｏｎ‐Ｓｈｒｉｎｋ‐ｏｎラベラー、以下、このラベラーで装着されたラベルを「Ｒｏｌｌ‐ｏｎ‐Ｓｈｒｉｎｋ‐ｏｎラベル」と称する。）が開発されている。

近年、両端部を互いに接着剤や溶剤を使って貼りあわせる代わりに、レーザー光線を用いて熱融着によって貼り合わせるレーザー溶接技術が開発されている（例えば、特許文献１又は２を参照。）。

特開２００２−２４８６８７号公報 特開２０００−１４１４６９号公報

しかし、シュリンクラベル、ロールラベル及びＲｏｌｌ‐ｏｎ‐Ｓｈｒｉｎｋ‐ｏｎラベルは、その両端部を２枚重ねにして互いに貼り合わせた際に、その合わせ目においてラベル端が浮いた状態になっており、美粧性に問題があった。さらに、シュリンクラベル及びＲｏｌｌ‐ｏｎ‐Ｓｈｒｉｎｋ‐ｏｎラベルにおいて、ラベルをその後熱収縮させた場合、合わせ目が波立つなど所望の形状に収縮しない場合があった。

また、樹脂フィルム同士の接着には接着剤を使用する方法が用いられているが、接着剤の管理、硬化時間の管理、接着剤の射出部品の保守など管理・保守がわずらわしい点が多くあった。

そこで、本発明は、シュリンクラベル、ロールラベル又はＲｏｌｌ‐ｏｎ‐Ｓｈｒｉｎｋ‐ｏｎラベルについて、合わせ目のラベル端の浮きを防止し、ラベルの合わせ目の美粧性を高めること及び接着剤の使用に係る管理の煩わしさをなくすことを目的とする。さらに、シュリンクラベル及びＲｏｌｌ‐ｏｎ‐Ｓｈｒｉｎｋ‐ｏｎラベルにおいて、その後ラベルを熱収縮させたときに、合わせ目に波立ちなどの成形不良が発生することを減らして、ラベルの合わせ目の美粧性を高めることを目的とする。なお、本発明において、以下、「Ｒｏｌｌ‐ｏｎ‐Ｓｈｒｉｎｋ‐ｏｎラベル」は「シュリンクラベル」に含めた概念とする。

本発明者らは、合わせ目のラベル端をまたがるようにレーザー光線を照射して、合わせ目の方向に沿って少しずつずらしながらそのまたがりを繰り返すように走査することによって、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法は、シュリンクラベル用のフィルム又はロールラベル用のフィルムの両端を、合わせ目を持たせて重ねた後、前記合わせ目の領域と該合わせ目の領域の隣の前記フィルムが重ねられていない領域との境界を横切りながらレーザー光線を照射して、重ねられたフィルム同士をレーザー光線の走査の軌跡に沿って熱融着し、レーザー光線の照射を前記合わせ目の方向に沿って位置をずらしながら繰り返し行なうことで、前記合わせ目を熱融着して前記フィルムを製袋することを特徴とする。

本発明に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法では、前記レーザー光線の走査の軌跡をジグザグ状、曲線状の波型状、方形波状、矩形波状、台形波状又はまつり縫い状とする形態が含まれる。ラベルのデザイン、その形状又は合わせ目の形状に合わせて適宜走査の形状を選択する。

本発明に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法では、前記レーザー光線は、半導体レーザー、ＹＡＧレーザー又はファイバーレーザーから発振させ、かつ、前記合わせ目に前記レーザー光線を吸収する吸収剤を塗布又はフィルムに混練しておくことが好ましい。これらのレーザー発振器から発振されるレーザー光線は、シュリンクラベル又はロールラベルのベース基材となるＯＰＰフィルム、ＯＰＥフィルム、ＯＰＳフィルム、ＰＬＡフィルム、ＰＥＴ／ＯＰＳフィルム又はＰＥＴフィルムといったプラスチックフィルムに光吸収されにくいため、熱融着させることが難しい。そこで、レーザー光線を吸収する吸収剤を予め塗布又はフィルムに混練しておくことで、所望の箇所を熱融着させることができる。

本発明に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法では、前記フィルムは、波長１０６００ｎｍにおける透過率がフィルム厚み５０μｍ換算で５０％以下の樹脂で成形されてなり、前記レーザー光線を炭酸ガスレーザーから発振させ、かつ、前記フィルムの端面側から、前記合わせ目におけるフィルム同士が接し合っている箇所に向かって前記レーザー光線をフィルム面の法線方向に対して斜め方向から照射することが好ましい。炭酸ガスレーザーから発振されるレーザー光線は、シュリンクラベル又はロールラベルのベース基材となるプラスチックフィルムに光吸収されやすい。このため、合わせ目におけるフィルム同士が接し合っている箇所が溶融する前に、レーザー光線の照射側表面が先に溶融してしまい、孔が開いた状態となってしまう。しかし、フィルム面の法線方向に対して斜め方向から照射することで、フィルム同士が接し合っている箇所に主としてレーザー光線を照射することができるので孔を開けずにフィルム同士を熱融着させることができる。このとき、境界を横切りながらレーザー光線を照射するため、合わせ目のラベル端の端面のみにレーザー光線を精度良く照射するといった高度な制御を必要としない。さらに、吸収剤を塗布又はフィルムに混練をする必要がないので、吸収剤の塗布又は混練の工程を行なわずに済ますことができる。

本発明に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法では、前記工程を、中身を容器に充填するインラインにて行なうか、或いは、オフラインにて行なうか、のいずれの形態も含まれる。

本発明は、シュリンクラベル、ロールラベル又はＲｏｌｌ‐ｏｎ‐Ｓｈｒｉｎｋ‐ｏｎラベルについて、合わせ目のラベル端の浮きを防止し、ラベルの合わせ目の美粧性を高めることができる。さらに、シュリンクラベル及びＲｏｌｌ‐ｏｎ‐Ｓｈｒｉｎｋ‐ｏｎラベルにおいて、その後ラベルを熱収縮させたときに、合わせ目に波立ちなどの成形不良が発生することを減らして、ラベルの合わせ目の美粧性を高めるができる。また、合わせ目の接合においてレーザー溶接法を使用するため、接着剤の使用に係る管理や接着後のエージングの管理の煩わしさがない。

添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。

本実施形態に係るについて、図１〜図３を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋する際のレーザー光線の軌跡の一例を示す図であり、（ａ）は合わせ目方向から見た概略図、（ｂ）はＡ‐Ａ’の部分拡大断面図である。図１に示すとおり、本実施形態に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法は、まず、シュリンクラベル用のフィルム又はロールラベル用のフィルム１の両端２ａ，２ｂを、合わせ目３を持たせて重ねる。次に合わせ目３の領域４と合わせ目３の領域４の隣のフィルム１が重ねられていない領域５との境界６を横切りながらレーザー光線９を照射して、重ねられたフィルム同士をレーザー光線９の走査の軌跡７に沿って熱融着し、さらにレーザー光線９の照射を合わせ目３の方向８に沿って位置をずらしながら繰り返し行なう。位置のずらしは所定一定間隔とすることが好ましい。このような作業を行なうことによって、合わせ目３を熱融着してフィルム１を製袋する。なお、図１では、レーザー光線９の照射方向はフィルム面の法線方向とほぼ平行としている。以下、工程を追って説明する。

まず、シュリンクラベル用のフィルム又はロールラベル用のフィルム１の両端２ａ，２ｂを、合わせ目３を持たせて重ねる。シュリンクラベル用のフィルムとロールラベル用のフィルムは、いずれも自己収縮性を有する熱収縮性フィルムであり、例えばＯＰＰフィルム、ＯＰＥフィルム、ＯＰＳフィルム、ＰＬＡフィルム、ＰＥＴ／ＯＰＳフィルム又はＰＥＴフィルムである。厚さは例えば４５〜６０μｍのフィルムが多用されている。このフィルム１の両端２ａ，２ｂを、合わせ目３を持たせて重ねる。

ここでフィルム１は、長尺状フィルムの巻き取り製品であるフィルム原反から供給されるが、事前に長尺方向と平行方向に裁断してフィルムサイズを整えたフィルムの巻き取り製品としておくことが好ましい。そして、フィルム１の両端２ａ，２ｂは、フィルムサイズが整えられたフィルムの巻き取り製品の長尺状の幅方向の両端部である場合と、フィルムサイズが整えられたフィルムの巻き取り製品の長尺状のフィルムを幅方向で裁断し、その裁断された端部である場合がある。

フィルム１の両端２ａ，２ｂが長尺状の幅方向の両端部である場合は、まず、製袋した後、裁断されてラベルが形成される。一方、フィルム１の両端２ａ，２ｂが裁断された端部である場合は、裁断された後に合わせ目の貼り合わせを行なうため、貼り合わせたときにラベルが形成される。また、合わせ目３を持たせて重ねるときに、合わせ目３の密着性を高めるために、フィルム１は、いずれの場合においても筒状部品に巻き付けられた状態としておくことが好ましい。なお、合わせ目３の領域４の幅は、例えば３〜１５ｍｍである。

次に合わせ目３の領域４と合わせ目３の領域４の隣のフィルム１が重ねられていない領域５との境界６を横切りながらレーザー光線９を照射する。図１（ｂ）に示すように、境界６をレーザー光線９の照射が横切ることで、重ねられたフィルム１同士をラベルの端部２ｂまで余すことなく熱融着を行なうことができる。このとき、レーザー光線９の走査の軌跡７に沿って熱融着されることとなる。

そして、図１（ａ）に示すように、レーザー光線９の照射を合わせ目３の方向８に沿って位置をずらしながらジグザク状に走査することで、合わせ目３の領域４と合わせ目３の領域４の隣のフィルム１が重ねられていない領域５との境界６を横切るレーザー光線９の照射を繰り返して行なう。ジグザク状に走査することで軌跡７の位置のずらしは所定一定間隔となる。ジグザグ形状の１周期となる幅は、例えば２ｍｍ以下である。

図１（ａ）に示した本実施形態に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法では、レーザー光線９の走査の軌跡７をジグザグ状としたが、他の形態として、軌跡７は図２（ａ）に示す正弦波などの曲線状の波型状としてもよい。或いは、軌跡７は図２（ｂ）〜（ｅ）に示した方形波状、矩形波状、台形波状又はまつり縫い状としてもよい。図２はレーザー光線の走査の軌跡の形態例を示す合わせ目方向から見た概略図であり、（ａ）は正弦波状、（ｂ）は方形波状、（ｃ）は矩形波状、（ｄ）は台形波状、（ｅ）はまつり縫い状を示す。さらに、これらの形状を一定周期ごとに組み合わせた形状や組み合わせて高さ成分を足し合せた形状など変形した形状としてもよい。

ここで、合わせ目３の方向８と直交方向の引張り強度を高めておくために、好ましくは合わせ目の方向８と平行又は平行に近い軌跡を設け、その軌跡の割合を多くすることが好ましい。例えば方形波状又は矩形波状である。

図１（ａ）に示すように、円筒状に巻いたフィルムの合わせ目３の上底側の端部から下底側の端部に向かって、合わせ目方向８に沿って熱融着作業を進めていく。上底側の端部から下底側の端部まで、熱融着を行なうことが好ましく、端部でのフィルムの浮きを防止できる。

長尺状にフィルムが巻かれた巻き取り製品を裁断する前に長尺方向を軸として円筒状に巻く場合には、フィルムが連続的に或いは一定休止を挟んで連続的に円筒状に巻かれていくことから、円筒状の上底側又は下底側の概念を次のように考える。すなわち、フィルムの送り方向の先頭側を上底側とし、後続側を下底側とする。つまり、フィルムの送り方向に沿って熱融着作業を進めていく。以上の作業を行なうことによって、合わせ目３を熱融着してフィルム１が製袋されることとなる。

本実施形態に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法で使用するレーザー光線の種類は、半導体レーザー、ＹＡＧレーザー又はファイバーレーザーから発振させた光線とする場合、シュリンクラベル又はロールラベルのベース基材となるＯＰＰフィルム、ＯＰＥフィルム、ＯＰＳフィルム、ＰＬＡフィルム、ＰＥＴ／ＯＰＳフィルム又はＰＥＴフィルムといったプラスチックフィルムにその波長の光が吸収されにくいため、熱融着させることが難しい。そこで、合わせ目３にレーザー光線９を吸収する吸収剤を照射前に塗布又はフィルムに混練しておくことが好ましい。吸収剤は、染料系吸収剤又は顔料系吸収剤のいずれでもよい。フィルムに吸収剤を混練する場合は、レジンに吸収剤を混合して、その混合材料をシートに成形すればよい。吸収剤の塗布する場合はその箇所を調整することによって所望の箇所を熱融着させることができる。図１（ａ）では、フィルムが２枚重ねの合わさった面のいずれか一方の面若しくは両方の面に吸収剤を塗布して、レーザー光線の照射によって熱融着されて熱融着部１０が形成され、フィルム１同士が接合されている。なお、レーザー光線９の照射は、塗布した吸収剤に照射する限り限定されず、例えばフィルム１の面の法線方向と平行方向から照射するか、或いは当該法線方向に対して傾けて照射してもよい。

本実施形態に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法で使用するレーザー光線の種類は、炭酸ガスレーザーから発振させた光線とする場合、図３に示すようにフィルム１の端面側２ｂから、合わせ目３におけるフィルム１同士が接し合っている箇所に向かってレーザー光線９をフィルム面の法線方向に対して斜め方向から照射することが好ましい。図３は、本実施形態に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋する際の炭酸ガスレーザー光線の軌跡の一例を示す図であり、（ａ）は合わせ目方向から見た概略図、（ｂ）はＡ‐Ａ’の部分拡大断面図である。シュリンクラベル又はロールラベルのベース基材となり、炭酸ガスレーザーの発振波長である１０６００ｎｍにおける透過率がフィルム厚み５０μｍ換算で５０％以下の樹脂で形成されたフィルム、例えばＰＬＡフィルム、ＰＥＴ／ＯＰＳフィルム又はＰＥＴフィルムといったプラスチックフィルムは、レーザー光線９が吸収されやすいため、熱融着させることが難しい。レーザー光線９が吸収されると、合わせ目３におけるフィルム１同士が接し合っている箇所が溶融する前に、レーザー光線９の照射側のフィルム１表面が先に溶融してしまい、孔が開いた状態となってしまうためである。しかし、図３（ｂ）に示すようにレーザー光線９をフィルム面の法線方向に対して斜め方向（フィルム面の法線方向と斜め方向のなす角度をαと表記する）から照射することで、フィルム１同士が接し合っている箇所を熱融着させ、熱融着部１０を形成することができる。フィルム面の法線方向に対して斜め方向のなす角度αは、例えば、１５〜７５°、好ましくは３０〜６０°とする。このときレーザー光線９を斜め方向から照射しても、図３（ａ）に示すように境界６を横切りながらレーザー光線９を照射することができる。したがって、合わせ目３のラベル端２ｂの端面のみにレーザー光線９を精度良く照射するといった高度な制御を必要としない。さらに、炭酸ガスレーザーを用いることで吸収剤を塗布又はフィルムに混練する必要がないので、吸収剤の塗布又は混練の工程を行なわずに済ますことができる。

また、炭酸ガスレーザーを使用する場合であっても、ＯＰＰフィルム、ＯＰＥフィルム及びＯＰＳフィルムの場合は透過率が５０％以上であるため、フォルム表面での溶融が生じないため、フィルムの法線方向から、すなわち、真上からの照射によって、熱融着が容易になされる。このとき、吸収剤の塗布又は混練の工程を行なわずに済ますことができる。

本発明に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法では、前記工程を、中身を容器に充填するインラインにて行なうか、或いは、オフラインにて行なうか、のいずれの形態でも対応可能である。インラインにて行なう場合、長尺状のフィルムの送りを中身の容器への充填工程のタイミングに合わせて、一時的に休止し、その後フィルム送りを行なうというフィルム送り作業を繰り返して行なうが、フィルムの送りを一時的に休止している際にレーザー光線の照射を走査することが好ましい。一方、インラインにて行なう場合であっても、長尺状のフィルムを一時的に休止せずに連続的に送りを行なう場合又はオフラインにて長尺状のフィルムの送りを連続的に行なう場合、フィルムの送り速度を相対的に打ち消すようにフィルムの送り速度を考慮して、図１〜図３で示したレーザー光線の照射を走査することが好ましい。

本実施形態に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋する際のレーザー光線の軌跡の一例を示す図であり、（ａ）は合わせ目方向から見た概略図、（ｂ）はＡ‐Ａ’の部分拡大断面図である。 本実施形態におけるレーザー光線の走査の軌跡の形態例を示す合わせ目方向から見た概略図であり、（ａ）は正弦波状、（ｂ）は方形波状、（ｃ）は矩形波状、（ｄ）は台形波状、（ｅ）はまつり縫い状を示す。 本実施形態に係るシュリンクラベル又はロールラベルの製袋する際の炭酸ガスレーザー光線の軌跡の一例を示す図であり、（ａ）は合わせ目方向から見た概略図、（ｂ）はＡ‐Ａ’の部分拡大断面図である。

符号の説明

１ シュリンクラベル用のフィルム又はロールラベル用のフィルム
２ａ，２ｂ フィルムの両端
３ 合わせ目
４ 合わせ目の領域
５ 合わせ目の領域の隣のフィルムが重ねられていない領域
６ 合わせ目の領域と合わせ目の領域の隣のフィルムが重ねられていない領域との境界
７ レーザー光線の走査の軌跡
８ 合わせ目の方向
９ レーザー光線
１０ 熱融着部

Claims (5)

1. シュリンクラベル用のフィルム又はロールラベル用のフィルムの両端を、合わせ目を持たせて重ねた後、前記合わせ目の領域と該合わせ目の領域の隣の前記フィルムが重ねられていない領域との境界を横切りながらレーザー光線を照射して、重ねられたフィルム同士をレーザー光線の走査の軌跡に沿って熱融着し、レーザー光線の照射を前記合わせ目の方向に沿って位置をずらしながら繰り返し行なうことで、前記合わせ目を熱融着して前記フィルムを製袋することを特徴とするシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法。
2. 前記レーザー光線の走査の軌跡をジグザグ状、曲線状の波型状、方形波状、矩形波状、台形波状又はまつり縫い状としたことを特徴とする請求項１に記載のシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法。
3. 前記レーザー光線は、半導体レーザー、ＹＡＧレーザー又はファイバーレーザーから発振させ、かつ、前記合わせ目に前記レーザー光線を吸収する吸収剤を塗布又はフィルムに混練しておくことを特徴とする請求項１又は２に記載のシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法。
4. 前記フィルムは、波長１０６００ｎｍにおける透過率がフィルム厚み５０μｍ換算で５０％以下の樹脂で成形されてなり、前記レーザー光線を炭酸ガスレーザーから発振させ、かつ、前記フィルムの端面側から、前記合わせ目におけるフィルム同士が接し合っている箇所に向かって前記レーザー光線をフィルム面の法線方向に対して斜め方向から照射することを特徴とする請求項１又は２に記載のシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法。
5. 前記工程を、中身を容器に充填するインラインにて行なうか、或いは、オフラインにて行なうか、のいずれかであることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のシュリンクラベル又はロールラベルの製袋方法。

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