DE10147538A1

DE10147538A1 - Multilayer film useful for label production contains at least 10% of ultra low density polyethylene

Info

Publication number: DE10147538A1
Application number: DE2001147538
Authority: DE
Inventors: Edgar Schubert; Rainer Schumacher
Original assignee: Renolit Werke GmbH
Current assignee: Renolit SE
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: DE10147538C2

Abstract

A multilayer film for preparation of label materials containing two lower density outer polyethylene layers (1,5), a core layer (3) of highly crystalline polypropylene or a mixture of lower density polyethylene (up to 20) and adhesive layers in polypropylene and LDPE, and the adhesion aid layer contains ULDPE (15-30)(d = at most 0.875), LDPE (60-25), and polypropylene (20-50). An Independent claim is included for a process for preparation of the film by forming the synthetic plastic material with a 5-layer coextrusion unit at a temperature of 200-250degreesC and reinforcing with a cooling roller of surface temperature of 40-70degreesC, preferably 50-60degreesC.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrschichtfolie zur Herstellung von Etiketten aus zwei äußeren Schichten aus Polyethylen und einer Kernschicht aus Polypropylen, welche durch haftvermittelnde Schichten zusammengehalten werden. The present invention relates to a multilayer film for the production of Labels made from two outer layers of polyethylene and a core layer Polypropylene, which is held together by adhesion-promoting layers become.

Etikettenfolien aus Kunststoff sind im Stand der Technik seit langem bekannt. Ursprünglich wurden Folien aus mono- oder biaxial orientierten Polyestern oder in Maschinenrichtung orientierten Polypropylenen verwendet. Die Etikettenfolie wird bedruckt, mit einer Klebschicht versehen und eine Ablösefolie oder Releaseliner aufgebracht. Der Verbund aus Ablösefolie, Klebstoffschicht und Etikettenfolie wird so gestanzt, daß Folie und Klebstoffschicht getrennt, die Ablösefolie jedoch als fortlaufendes Band erhalten bleibt. Der Verschnitt wird als Stanzgitter entnommen, so daß auf der Ablösefolie eine Folge separater Etikettenabschnitte zurückbleibt. Label films made of plastic have long been known in the prior art. Originally, films were made of mono- or biaxially oriented polyesters or in Machine-oriented polypropylene used. The label film will printed, provided with an adhesive layer and a release film or release liner applied. The combination of release film, adhesive layer and label film is punched so that the film and adhesive layer separate, but the release film as continuous tape is retained. The waste is removed as a lead frame, so that a sequence of separate label sections remains on the release film.

Bei der Applikation der Etiketten auf das zu etikettierende Substrat wird die Ablösefolie mit einem kleinen Biegeradius in einem großen Winkel umgelenkt, wobei sich der relativ steife Etikettenabschnitt von der Ablösefolie löst und auf das Substrat aufgedrückt werden kann. Die Steifigkeit des Etikettenabschnitts muß dabei so groß sein, daß der teilweise von der Ablösefolie losgelöste Teil des Etikettenabschnitts "frei schwebend" bis zum Anlegepunkt an das zu etikettierende Substrat geschoben werden kann, ohne sich aus der vorgesehenen Bahn herauszubiegen. When the labels are applied to the substrate to be labeled, the Release film deflected with a small bending radius at a large angle, whereby the relatively stiff label section detaches from the release film and onto the Substrate can be pressed. The stiffness of the label section must be be so large that the part of the Label section "floating" up to the point of application to the label Substrate can be pushed without getting out of the intended path herauszubiegen.

Nachteilig bei den bekannten Folien ist es, daß die für automatische Etikettieranlagen notwendige ausreichende Steifigkeit der Etikettenabschnitte nur von einigen, insbesondere durch eine kostenintensive Orientierung in Maschinenrichtung zusätzlich versteifte Kunststoffmaterialien erreicht wird. Zu diesen gehören beispielsweise Polypropylen oder Polyethylenterephthalat. Weiterhin sind solche Kunststoffe schlecht bedruckbar, so daß zusätzlich noch ein kostspieliger Druckprimer aufgebracht werden muß. A disadvantage of the known films is that for automatic Labeling systems required sufficient stiffness of the label sections only from some, especially through a costly orientation in the machine direction additionally stiffened plastic materials is achieved. These include for example polypropylene or polyethylene terephthalate. Furthermore, there are Poorly printable plastics, so that it is also an expensive one Printing primer must be applied.

Direkt oder nach einer Coronabehandlung bedruckbare Kunststoffe wie Polyethylen sind dagegen zu weich, so daß sie zur Herstellung von Etikettenfolien nicht verwendet werden können. Imprintable plastics such as or directly after a corona treatment Polyethylene, on the other hand, are too soft so that they are not suitable for the production of label films can be used.

Es wurde daher mehrfach versucht, Etikettenfolien dadurch herzustellen, daß man eine relativ dicke und steife Kernschicht aus Polypropylen oder einer Polypropylen/Polyethylen-Mischung mit einer dünnen Polyethylenschicht kaschiert, welche bedruckbar ist. Um das Verbiegen bzw. Rollneigung (curling) der Folie bei der Verarbeitung zu unterbinden, damit diese bei der Verarbeitung Plan liegt, wird vorzugsweise auch auf der Rückseite eine weitere Polyethylenfolie aufkaschiert. Da Polyethylen und Polypropylenfolien nur schlecht aneinander haften, ist es weiterhin bekannt, zwischen die vorstehenden Schichten jeweils noch eine Haft- oder Siegelschicht einzubringen, welche aus EVA, EMA oder einer Polypropylen/Polyethylen niederer Dichte-Mischung besteht (vgl. EP 0 950 511 A2, DE 198 59 789 C1 und WO 00/08622). Um eine Recyclisierung der Etikettenabfälle zu ermöglichen, ist bevorzugt, daß die Haftvermittlerschichten ebenso wie die eigentlichen Folien aus Polyolefin bestehen (vgl. DE 198 59 789). Leider zeigen solche Verbundschichten aus reinen Polyolefinen bei der Herstellung durch Coextrusion eine ungenügende Lagenverbundhaftung, so daß es beim Verarbeiten, insbesondere beim Bedrucken der Etiketten und beim Wiederentfernen von der Unterlage zu partiellen Ablösungen kommt. Die ungenügende Lagenverbundhaftung kann getestet werden, indem man ein Klebeband aufdrückt und wieder abzieht, wodurch die Lagen voneinander teilweise oder komplett getrennt werden können. Dieses Verhalten ist unabhängig davon, in welchem Mischungsverhältnis Polypropylen und Polyethylen als Haftschicht miteinander gemischt werden. It has therefore been tried several times to produce label films by a relatively thick and rigid core layer made of polypropylene or one Polypropylene / polyethylene mixture laminated with a thin layer of polyethylene, which is printable. To prevent the film from bending or curling Prevent processing so that this lies with the processing plan preferably another polyethylene film is also laminated on the back. There Polyethylene and polypropylene films adhere poorly to one another, it is further known, in each case an adhesive or between the above layers Introduce sealing layer, which consists of EVA, EMA or a Polypropylene / polyethylene low density mixture exists (see. EP 0 950 511 A2, DE 198 59 789 C1 and WO 00/08622). To recycle label waste enable, it is preferred that the adhesive layers as well as the actual films made of polyolefin (see. DE 198 59 789). Unfortunately, such show Composite layers made of pure polyolefins in the production by coextrusion insufficient layer adhesion, so that when processing, especially when printing on the labels and when removing them from the base partial detachments occur. The insufficient layer adhesion can be tested by pressing an adhesive tape and peeling it off, whereby the layers can be partially or completely separated from each other. This behavior is independent of the mixing ratio Polypropylene and polyethylene can be mixed together as an adhesive layer.

Es stellte sich daher die Aufgabe, neue Haftvermittler zu finden, bei denen eine ausreichende Verbundhaftung erreicht wird, und die aus Polyolefin bestehen, um ein Recycling zusammen mit den übrigen Folienmaterialien zu ermöglichen. The task therefore was to find new adhesion promoters, one of whom sufficient bond adhesion is achieved, and which are made of polyolefin to to enable recycling together with the other film materials.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale der Hauptansprüche erreicht und durch die Unteransprüche gefördert. This object is achieved by the features of the main claims and promoted by the subclaims.

Überraschenderweise wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man der bekannten haftvermittelnden Mischung aus Polypropylen und Polyethylen niederer Dichte (LDPE) ein Polyethylen sehr niederer Dichte (ULDPE) beimischt. Die haftvermittelnde Schicht enthält dabei 20-50 Gew-% Polypropylen, 60-25% LDPE und 15-30% ULDPE. Anstelle von LDPE kann auch ein lineares Polyethylen niederer Dichte (LLDPE) verwendet werden. Surprisingly, this object is achieved in that the known adhesion-promoting mixture of polypropylene and low-density polyethylene (LDPE) admits a very low density polyethylene (ULDPE). The adhesion-promoting layer contains 20-50% by weight polypropylene, 60-25% LDPE and 15-30% ULDPE. A linear polyethylene can also be used instead of LDPE Density (LLDPE) can be used.

Das Polypropylen ist vorzugsweise das gleiche, das auch als Kernschicht verwendet wird. Es hat üblicherweise eine Dichte von 0,90-0,92 g/cm³, einen Schmelzindex MFI 230°C/2,16 kg von 3-20, insbesondere 5-10 g/10 min und einen Schmelzbereich von 150-180°C. Für die ausreichende Steifigkeit der Kernschicht sollte das Polyproylen darüber hinaus einen E-Modul von über 1600 MPa, insbesondere von über 1800 MPa und besonderes bevorzugt von (gemessen nach ISO 178) 2000-2100 MPa, aufweisen. The polypropylene is preferably the same as that used as the core layer. It usually has a density of 0.90-0.92 g / cm ³ , a melt index MFI 230 ° C / 2.16 kg of 3-20, in particular 5-10 g / 10 min and a melting range of 150-180 ° C. For the sufficient rigidity of the core layer, the polypropylene should also have an elastic modulus of more than 1600 MPa, in particular more than 1800 MPa and particularly preferably (measured according to ISO 178) 2000-2100 MPa.

Das Polyethylen niederer Dichte entspricht in der Zusammensetzung wiederum dem was als äußere Deckschicht verwendet wird, wobei Produkte mit einer Dichte von 0,90 bis 0,940 g/cm³, und insbesondere 0,925-0,940, für die Ausbildung als Folie besonders geeignet sind. Diese Polyethylene weisen einen Schmelzindex MFI 190°C/2,16 kg von 0,1-22 g/10 min auf, ein Schmelzindex von 1-8 g/10 min ist bevorzugt. Der Schmelzbereich beträgt 100-135°C. The composition of the low-density polyethylene in turn corresponds to what is used as the outer cover layer, products with a density of 0.90 to 0.940 g / cm ³ , and in particular 0.925-0.940, being particularly suitable for the formation as a film. These polyethylenes have a melt index MFI 190 ° C./2.16 kg of 0.1-22 g / 10 min, a melt index of 1-8 g / 10 min is preferred. The melting range is 100-135 ° C.

Das Polyethylen sehr niederer Dichte (ULDPE) weist eine Dichte von unter 0,90 g/cm³, insbesondere gleich oder geringer als 0,875 g/cm³, auf. Schmelzindex und Schmelzbereich liegen im gleichen Bereich wie er oben für LDPE angegeben ist. The very low density polyethylene (ULDPE) has a density of less than 0.90 g / cm ³ , in particular equal to or less than 0.875 g / cm ³ . Melt index and melting range are in the same range as given above for LDPE.

Die Kernschicht besteht aus einer wie vorstehend beschriebenen Polypropylenmasse der bis 20%, vorzugsweise 5-10%, Polyethylen niederer Dichte (LDPE) beigemischt sein können, um die Bruchfestigkeit und Elastizität zu verbessern. Größere Mengen beeinflussen die Steifigkeit der Folie negativ. Als Polypropylen wird vorzugsweise ein Polypropylen relativ hoher Kristallinität verwendet, welches eine gute Steifigkeit in allen Richtungen aufweist und daher nicht durch Recken orientiert werden muß. Die Polypropylen-Kernschicht ist üblicherweise 20-80 µm, insbesondere 40-60 µm dick. The core layer consists of one as described above Polypropylene mass of up to 20%, preferably 5-10%, low density polyethylene (LDPE) can be added to improve the breaking strength and elasticity. Larger quantities have a negative impact on the rigidity of the film. As polypropylene a relatively high crystallinity polypropylene is preferably used, which has good rigidity in all directions and therefore not by stretching must be oriented. The polypropylene core layer is usually 20-80 µm, in particular 40-60 microns thick.

Als äußere Deckschichten wird ein handelsübliches Polyethylen niederer Dichte (LDPE) der vorstehenden Spezifikation verwendet. Die Schichtdicke dieser Deckschichten beträgt zwischen 3 und 10, vorzugsweise 6-8 µm. A commercially available low-density polyethylene is used as the outer cover layers (LDPE) of the above specification. The layer thickness of this Cover layers is between 3 and 10, preferably 6-8 microns.

Die Haftschichten weisen eine Schichtdicke von 2-10, vorzugsweise etwa 6-8 µm Dicke auf. The adhesive layers have a layer thickness of 2-10, preferably about 6-8 µm thickness.

Der Gesamtverbund hat eine Dicke von vorzugsweise 40-100 µm, insbesondere werden Schichtdicken von 60-80 µm bevorzugt. Der Gesamtverbund hat ein E-Modul (Tensile Modulus, gemessen nach DIN EN ISO 527-3/2/10) von über 1000 MPa, vorzugsweise 1100-1400 MPa. The overall composite has a thickness of preferably 40-100 μm, in particular layer thicknesses of 60-80 μm are preferred. The overall network has one E-modulus (tensile modulus, measured according to DIN EN ISO 527-3 / 2/10) of over 1000 MPa, preferably 1100-1400 MPa.

Zur Herstellung von Etikettenfolien wird eine Seite des Verbunds noch mit einem üblichen Adhäsionskleber und einer Ablösefolie versehen und die andere Deckschicht ggf. durch eine Coronabehandlung für die bessere Haftung der Druckfarbe behandelt. For the production of label films, one side of the composite is still with one usual adhesive adhesive and a release film and the other Top layer, if necessary, by a corona treatment for better adhesion of the printing ink treated.

Die Extrusion der fünf Schichten erfolgt über eine geeignete 5-Kanalkassette bei Temperaturen von etwa 200-260°C, vorzugsweise etwa 240°C. Der über eine entsprechende Breitschlitzdüse austretende Verbund wird in freiem Fall über eine Kühlwalze abgezogen, welche eine Oberflächentemperatur von 30-95°C, vorzugsweise 50-60°C aufweist, wodurch sich optisch klare fest verbundene steife Folien ergeben. The five layers are extruded using a suitable 5-channel cassette Temperatures of about 200-260 ° C, preferably about 240 ° C. The one corresponding slot die emerging composite is in free fall via a Cooling roller deducted, which has a surface temperature of 30-95 ° C, preferably 50-60 ° C, which results in optically clear rigid rigid Result in foils.

Soweit dies gewünscht wird, können die vorstehenden Schichten noch mit Pigmenten gefärbt oder durch Füllstoffe wie Titandioxid oder Kreide aufgerauht und undurchsichtig gemacht und zusätzlich versteift werden. Auf die diesbezüglichen Maßnahmen des Standes der Technik wird hiermit verwiesen. If desired, the above layers can also be used Pigments colored or roughened by fillers such as titanium dioxide or chalk and made opaque and additionally stiffened. On the related Measures of the prior art are hereby referred.

Examples

In einer 5-Schicht-Coextrusionsanlage der Marke Reifenhäuser werden Kunststoffmischungen der in der folgenden Tabelle angegebenen Zusammensetzung coextrudiert, wobei das Schichtmaterial C die Schicht 1 und 5, das Material B die Schicht 2 und 4 und das Material A die Schicht 3 bildet, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Schichten 1 und 5 haben eine durchschnittliche Dicke von 7 µm, Schichten 2 und 4 haben eine durchschnittliche Dicke von 7 µm und Schicht 3 hat eine durchschnittliche Dicke von 47 µm. Die aus dem Extruder mit einer Temperatur von etwa 200-260°C austretende Verbundschicht wird auf einer Kühlwalze bei einer Temperatur von 50-60° gekühlt und zu Lagerung aufgerollt. In a 5-layer coextrusion line from the Reifenhäuser brand, plastic mixtures of the composition given in the table below are coextruded, layer material C forming layers 1 and 5 , material B forming layers 2 and 4 and material A forming layer 3 , as is is shown in Fig. 1. Layers 1 and 5 have an average thickness of 7 µm, layers 2 and 4 have an average thickness of 7 µm and layer 3 has an average thickness of 47 µm. The composite layer emerging from the extruder at a temperature of about 200-260 ° C is cooled on a chill roll at a temperature of 50-60 ° and rolled up for storage.

Die Steifigkeit der Folien wird anhand des E-Moduls nach der Methode DIN EN ISO 527-3/2/10 bestimmt. The stiffness of the foils is determined using the modulus of elasticity according to the DIN EN method ISO 527-3 / 2/10 determined.

Layer adhesion for coextruded or multilayer films test equipment

Stanzeisen 100 × 100 mm Punching iron 100 × 100 mm

Klebeband Typ 54108, 15 mm breit, von INTERTAPE Adhesive tape type 54108, 15 mm wide, from INTERTAPE

sample preparation

Man legt mehrere Lagen, ca. 25 Stück Folie übereinander und stanzt mit dem Stanzeisen auf einer Stanzunterlage aus. You lay several layers, approx. 25 pieces of foil on top of each other and die cut with Punching iron on a punching pad.

Die Stanzkanten sollen glatt und sauber gestanzt sein. The punched edges should be punched smooth and clean.

Die obere und untere Folie werden verworfen. The top and bottom films are discarded.

Folien vereinzeln, 2 Folienstücke entnehmen. Separate foils, remove 2 pieces of foil.

Zwei einzelne Folienstücke werden auf die Arbeitsplatte des Prüfraumes (= harte, glatte Unterlage) gelegt. Two individual pieces of film are placed on the worktop of the test room (= hard, smooth surface).

Insgesamt 8 Klebestreifen (Typ 54108) von 70 mm Länge werden zur Hälfte auf die Folienkanten folgendermaßen aufgeklebt:

- Klebestreifen auf die Corona behandelte Seite (wenn behandelt) kleben
- je 4 Streifen im Winkel von 30° entlang der Kanten 1. Folienstück
- je 4 Streifen im Winkel von 45° entlang der Kanten 2. Folienstück

A total of 8 adhesive strips (type 54108) of 70 mm length are half glued onto the film edges as follows:

- Stick the adhesive strip on the side treated with corona (if treated)
- 4 strips at an angle of 30 ° along the edges of the 1st piece of film
- 4 strips at an angle of 45 ° along the edges of the 2nd piece of film

Die Klebestreifen werden mit dem Fingernagel mit starkem Druck auf die Folie aufgerieben. The adhesive strips are applied with a fingernail with strong pressure on the film wiped out.

Nach 20 Sekunden Wartezeit werden die Klebebänder ruckartig im Winkel von 135° abgezogen. After a waiting time of 20 seconds, the tapes are pulled off suddenly at an angle of 135 °.

Bleibt die Folie nach Abzug aller 6 Klebestreifen überall an den Kanten unbeschädigt, wurde der Test bestanden = pos. If all 6 adhesive strips have been peeled off, the film remains everywhere on the edges undamaged, the test was passed = pos.

Sobald bei einem Klebestreifenabzug Teile einer Folienlage aus der Folie herausgerissen oder ganze Schichten abgezogen werden, ist der Test nicht bestanden = neg. As soon as parts of a film layer are removed from the film when a tape is removed torn out or entire layers are pulled off, the test is not passed neg.

Die optischen Eigenschaften der Folien werden zum einen durch einen reinen Vergleich zueinander beurteilt. Besonders wichtig ist hierbei, dass eine möglichst geringe Verzerrung der durch die Folie betrachteten Hintergrund auftritt. Ein weiteres Kriterium ist, dass die Folien eine so gering wie mögliche Trübung aufweisen. Der Trübungsgrad wird anhand der Methode ASTM D1003-92 ermittelt. On the one hand, the optical properties of the films are determined by a pure Compared to each other. It is particularly important here that one if possible little distortion occurs in the background viewed through the slide. On Another criterion is that the films have the least possible haze. The degree of turbidity is determined using the ASTM D1003-92 method.

In der folgenden Tabelle sind nicht verzerrende ungetrübte Folien in der Zeile "Optik" mit "pos." und verzerrte oder getrübte Folien mit "neg." bezeichnet.

In the following table there are non-distorting, undisturbed films in the line "Optics" with "pos." and distorted or cloudy films with "neg." designated.

Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß nur ein Gehalt an ULDPE von über 10% in den Haftschichten einen festen Lagenverbund gewährleistet. The above examples show that only a ULDPE content of more than 10% ensures a firm bond between the layers.

Claims

1. multilayer film for the production of label material, comprising two outer layers ( 1 , 5 ) made of low-density polyethylene, a core layer ( 3 ) made of highly crystalline polypropylene or a mixture with up to 20% low-density polyethylene and adhesive layers ( 2 , 4 ) made of polypropylene and LDPE, characterized in that the adhesion-promoting layers contain 15-30% ULDPE (d ≤ 0.875), 60-25% LDPE and 20-50% polypropylene.

2. Film according to claim 1, characterized in that the outer layers ( 1 , 5 ) 10-30% of the film thickness, the adhesive layer ( 2 , 4 ) 10-30% of the film thickness and the core layer ( 3 ) 60-90% of Makes up a total film thickness of approx. 40-100 µm.

3. Film according to claim 1 or 2, characterized in that the core layer ( 3 ) to over 90% of polypropylene with a density of 0.90-0.92 g / cm ³ , a melt index of 5-10 g / 10 min (MFI 230 ° C / 2.16 kg) and a melting range of 150-180 ° C, an E-modulus (c178) of over 1600 MPa, in particular over 2000 Mpa, which is made with low density polyethylene (LDPE) with a Density of 0.90-0.940 g / cm ³ , a melt index of 0.1-22 g / 10 min (MFI 190 ° C / 2.16 kg) and a melting range of 100-135 ° C in an amount of 2- 20% exists.

4. A process for the production of films according to any one of claims 1-3, characterized in that the plastics over a 5-layer coextrusion line at temperatures of 200-250 ° C and shaped over a Chill roll with a surface temperature of 40-70 ° C, preferably 50-60 ° C, are solidified.

5. Use of films according to one of claims 1-3 for the production of labels, which are attached to a release film using an adhesive adhesive are attached.