JP4583804B2 - 合成樹脂製キャップの印字方法 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂製キャップの印字方法に関し、詳しくは衛生的で且つ経時的にも安定化して印字された合成樹脂製キャップの印字方法に関する。

合成樹脂は、力学的性質や熱的性質、成形性が優れた比較的安価な樹脂であることから各分野で広く使われており、食品などが充填されるボトルやキャップとして広く使用されている。一般的に、その外面には商品の表示、内容物の説明、あるいは絵柄などが印刷インクにより印字されている。その印字方法としては、種々存在するが、いずれの方法においても、印刷インクを印字工程中はもちろんのこと、運送中、あるいは使用中に剥がれないだけの十分な接着力が必要である。

ところで、ポリオレフィン樹脂からなる合成樹脂の表面は、極性基がなく印刷インクに対して親和性がないため、合成樹脂の表面に印刷インクを十分に印字することができない。また、印字付近を指先他で擦ったときやセロテープ（登録商標）を当てて剥がしたときにインクが拭い取られてしまい、印字部が見えにくくなる程度にまで消滅してしまう。

一方合成樹脂表面を改質するために、火炎処理やコロナ放電処理する方法が取られているが、前記の火炎処理は製造現場において火炎を使用するために火災の危険性があり、またコロナ放電処理はコロナ放電機を備える必要があり前記処理法を行うとオゾンが発生し、このオゾンを取り除く除去装置が必要になる。

この解決策として、いくつかの発明が提案されている。
例えば、前者解決策として特開平２００１−２４７６８４（特許文献１）には、深さ３０乃至１００μｍの表面凹凸部を有し、かつ該凹凸部にインキで印字された成型樹脂が記載されている。合成樹脂表面に凹凸を設けることにより、前記樹脂表面にインクが印字され、凹凸部表面を指先他で擦ったときに凸部上部に印字され付着しているインクが拭き取られても、凹部に残存したインクにより文字を判別することが可能となる。

後者解決策として昭５６−８２８２６（特許文献２）には、合成樹脂からなる成型物の表面に一定量のプラズマを照射し、該成型物の表面性能を向上させることを特徴とする表面処理方法が記載されている。また、特開平１０−３１０１４３（特許文献３）には、プラスチック製のボトルの表面が大気圧プラズマ照射により改質処理され、この改質処理されたボトル表面に、商品表示用のラベルが取り付けられまたは商品表示用の印刷ができるように改質処理されている表面改質ボトルが記載されている。これらの技術はいずれも合成樹脂の表面全体を改質させることにより、印刷インクの接着強度を高くする技術である。
特開平２００１−２４７６８４ 昭５６−８２８２６ 特開平１０−３１０１４３

しかしながら、前者課題として上記成型樹脂表面凹凸部には、大気中の埃または成型樹脂中に充填された食品の汚れなどが表面凹凸部の凹部に付着された際、表面凹凸部を指先他で擦っても凹部に残存した埃または汚れなどを拭き取ることができず衛生的に良くない。

また後者課題として合成樹脂の表面全体をプラズマ処理で改質すると合成樹脂凹部をも表面改質されることにより、印字した当初は印刷インクは残るが、その後例えば滑剤などが樹脂の表面に吐出物として滲出るブリード現象により凹部の印刷インクが経時的に剥離し易くなり、安定した印字を残すことができないという現象が判明した。その理由は、表面樹脂近傍の凹部の樹脂体積が凸部の樹脂体積より大きい為、表面樹脂近傍の凹部に吐出物が多く滲み出ることによると推察される。また、凹部の印刷インクが剥離することに引きずられて凸部の印刷インクも剥離してしまうことも判明した。詳しくは後述するためここでは省略する。

そこで本発明者はさらに研究を重ねた結果、合成樹脂製キャップ外天面に一定の凹凸を設け、更に前記凹凸の凸部上半部を主体部として印刷インクを印字することができれば上記問題を解決できるのではないかと考え、合成樹脂キャップ外天面凹凸部の凸部上半部に印刷インクを一定の割合で印字させる方法を取り入れることにより、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、衛生的で且つ経時的に印字を安定化してある印字された合成樹脂製キャップの印字方法を提供することを目的とする。

すなわち、上記課題を解決する手段として本発明は、合成樹脂製キャップ外天面にプラズマを照射し、印刷インクを印字する方法であって、前記合成樹脂製キャップの外天面に無数の微細な凹凸部を最大の高さは５乃至３０μｍ又は算術平均粗さを１乃至１０μｍとしてあり、かつ山頂の平均間隔を０．３ｍｍ以下又は凹凸の平均間隔を０．５ｍｍ以下として形成し、該合成樹脂製キャップを搬送手段によって速度１０乃至８０ｍ／分で走行させながら、前記キャップ外天面の凸部にプラズマを照射するとともに凸部上半部を主体部として印字される印刷インクの面積を印字対象域の平面視で５０乃至９５％として印字する。

また本発明の印字方法は、前記合成樹脂製キャップを搬送手段によって走行させながら、前期キャップ外天面２の凸部にプラズマを照射するとともに印刷インクを印字する構成としてあるので、凹部よりも凸部に印刷インクが印字され易い。従って、ブリード現象による影響が少なくなり経時的に安定した印字を施した合成樹脂製キャップを得ることができる。

次に、本発明を図面に示す実施の形態を参照し、その印字方法に基づいて説明する。

［実施例１］
図１はプラズマ処理工程及び印字工程の一実施例を示し、図２は合成樹脂製キャップの外天面凹凸部の断面を模式化した拡大説明図を示し、図３は合成樹脂容器と合成樹脂製キャップとの組み合わせの一例を示す斜視図である。

本発明の実施例は、図１に示すように合成樹脂製キャップ１を被蓋した合成樹脂容器Aを搬送手段によって走行させながら、前記キャップ外天面の凸部にプラズマを照射する処理を施すとともに印刷インクを印字する。
合成樹脂製キャップに印字処理するに際して、あらかじめ前記キャップ外天面２に無数の微細な凹凸部を形成しておく。前記凹凸部は、最大の高さを５乃至３０μｍ又は算術平均粗さを１乃至１０μｍであって、かつ山頂の平均間隔を０．３ｍｍ以下又は凹凸の平均間隔を０．５ｍｍ以下としてある。

次に前記合成樹脂製キャップ外天面2を有する合成樹脂製キャップ1を搬送手段で搬送させながら、プラズマを照射する手段と印刷インクを印字する手段を工程中に組み込んで行う。一実施例として図１に示すように、その搬送手段は合成樹脂容器１に前記合成樹脂製キャップを被蓋させ、コンベア１０により搬送を行う。この時、前記コンベアによる搬送速度は１０乃至８０ｍ／分とする。上記範囲より下回ると凸部１２だけでなく凹部１３にまで表面改質と印刷インク１６がされることになる。また、上記範囲を上回ると、速度が速いために凸部の表面改質が十分にされず、また凸部上半部１５すら印刷インクが印字されなくなることになる。

更に、プラズマを照射する処理をするために、プラズマノズルヘッド８と該キャップ外天面２の間の距離を１０乃至２０ｍｍ、好ましくは１３乃至１８ｍｍ程度とする。

また前記合成樹脂製キャップ外天面２にプラズマを照射する処理を施した後に、図１に示すように合成樹脂製キャップ１を被蓋した合成樹脂製容器を前記搬送手段によって走行させながら、インクジェットプリンター５により印刷インク１６を印字する。該キャップ外天面２の上にセットしたインクジェットプリンター５のインク放出口６から有機溶媒系インクを噴射することにより印刷インク１６を印字する。具体的には印字された印刷インク１６の面積は、印字対象域の平面視で５０乃至９０％となるようにする。

合成樹脂の表面全体のプラズマ処理は、その表面全体の改質をするのではなく、特に凸部１２の表面を改質させつつ、凹部１３に残存する汚れなどを焼失させる程度に留める。また合成樹脂製キャップを前記搬送しながら印刷インクを印字すると、合成樹脂製キャップ外天面に対して斜め上方から印刷インクが印字されるという同様の作用が生じ、凸部上半部１５を主体部として印刷インク１６を印字することができる。これにより、前記凹部１３の樹脂表面がブリード現象により吐出物が滲み出たとしても、大半は凸部上半部１５に印刷インク１６が印字してあり、凹部１３には印刷インク１６が少量しか印字されていない合成樹脂製キャップが得られる。

その結果、凹部１３の印刷インク１６が剥離することに引きずられて凸部１２の印刷インク１６も剥離せず、経時的にも安定した印字を残すことができる。また合成樹脂製キャップ外天面２に一定の凹凸が設けてあることにより、前記合成樹脂製キャップ外天面凹凸部に大気中の埃または成型樹脂中に充填された内容物の汚れなどが凹部に付着された際、凹凸部表面を指先他で擦っても凹部に残存した埃または汚れなどを拭き取ることができ、衛生的である。

なお合成樹脂製キャップを加工するためには一般的に金型を用いる。前記金型に樹脂を流し込み合成樹脂製キャップを得る。そこで合成樹脂製キャップ外天面２に無数の微細な凹凸部を有するために、合成樹脂製キャップ外天面に対応する金型の対応部をシボ加工、例えばサンドブラスト加工、放電加工などにより加工された金型から成型加工された合成樹脂製キャップ１として製される。

また前記金型に流し込む合成樹脂としては、一般にポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂が挙げられる。

前記の合成樹脂製キャップ外天面凹凸部の高さと間隔は、ミツトヨ（株）小型表面粗さ測定機「サーフテストSJ３０１」により測定する。ここで、「最大の高さまたは算術平均粗さ且つ山頂（局部山頂）の平均間隔または凹凸の平均間隔」とは、ＪＩＳ規格の粗さの定義または形状パラメータ（JIS B０６０１−１９９４）を指す。

また、ブリード現象により滲み出てくる吐出物は、滑剤、帯電防止剤などである。表面近傍の凹部１３の樹脂体積と凸部１２の樹脂体積は凹部１３の樹脂体積の方が大きいために、外キャップ外天面２に滲み出てくる吐出物の量も多いと考えられる。吐出物の多い凹部に印刷インクを印字すると、吐出物が滲み出てくることにより印刷インクが剥離してしまう。それにより凸部１２に印字された印刷インク１６をも剥離してしまい、結果的に凹部１３に印刷インクを印字したときの方が、印刷インク１６が剥離しやすいのである。

ここで「印刷インク」とは、印字に用いられるインキのことをいう。インク用の有機溶媒の使用はインキメーカーによりさまざまであるが通常メチルエチルケトンが溶媒として好んで用いられる。

プラズマ処理工程及び印字工程の一実施例 合成樹脂製キャップの外天面凹凸部の断面を模式化した拡大説明図。 合成樹脂容器と合成樹脂製キャップとの組み合わせの一例を示す斜視図。

符号の説明

Ａ 合成樹脂容器
１ 合成樹脂製キャップ
２ 合成樹脂製キャップ外天面
５ インクジェットプリンターノズル
６ インク放出口
７ プラズマノズル
８ プラズマノズルヘッド
１０ コンベア
１２ 凸部
１３ 凹部
１５ 凸部上半部
１６ 印刷インク
１７ 吐出物

Claims (1)

1. 合成樹脂製キャップ外天面にプラズマを照射し、印刷インクを印字する方法であって、前記合成樹脂製キャップの外天面に無数の微細な凹凸部を最大の高さは５乃至３０μｍ又は算術平均粗さを１乃至１０μｍとしてあり、かつ山頂の平均間隔を０．３ｍｍ以下又は凹凸の平均間隔を０．５ｍｍ以下として形成し、該合成樹脂製キャップを搬送手段によって速度１０乃至８０ｍ／分で走行させながら、前記キャップ外天面の凸部にプラズマを照射するとともに凸部上半部を主体部として印字される印刷インクの面積を印字対象域の平面視で５０乃至９５％として印字することを特徴とする合成樹脂製キャップの印字方法。

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