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Querverweis
auf verwandte Anmeldung
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Diese
Anmeldung ist eine Teilfortführung
der gleichzeitig anhängigen
US-Anmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 10/098.806, eingereicht am
15. März
2002, und ist mit der gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung mit dem
Aktenzeichen Nr. 09/770.960 verwandt, eingereicht am 26. Januar
2001.
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Hintergrund
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Diese
Erfindung betrifft allgemein metallisierte Etiketten und spezieller,
jedoch ohne Einschränkung, gestanzte
oder patch-metallisierte Etiketten zur Verwendung mit Kaltleim sowie
Folien zur Herstellung derartiger Etiketten. Die Erfindung betrifft
gemäß einem
Aspekt die Verwendung derartiger Etiketten auf Substraten, wenn
das Etikett mit dem Substrat eine zerstörende Bindung bildet, so dass
das Etikett delaminiert. Die Erfindung betrifft gemäß einem
anderen Aspekt Etiketten, die die vorteilhaften Eigenschaften bekannter
thermoplastischer Etiketten besitzen, jedoch verbesserte Anfangsadhäsion und
zerstörende
Bindung zeigen, wie Delaminierung.
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Es
ist in vielen Etikettenanwendungen erwünscht, dass das Etikettenmaterial,
aus dem die Etiketten geschnitten werden, eine Polymermaterialfolie
anstelle von Papier ist. Polymerfolie kann eine oder mehrere der
folgenden Eigenschaften liefern, die Papier fehlen: Dauerhaftigkeit,
Festigkeit, Wasserbeständigkeit,
Wellbeständigkeit,
Abriebfestigkeit, Glanz, Transparenz und andere Eigenschaften. Das
Polymermaterial muss offensichtlich den praktischen Anforderungen
der kommerziellen Fertigung und Verwendung entsprechen. Die Materialkosten
müs sen
wettbewerbsfähig
sein. Die Folie muss nach einem geeigneten kommerziellen Verfahren,
wie Gießfolienextrusion
oder Blasfolienextrusion, formbar sein, so dass erforderlich ist,
dass das geschmolzene Folienmaterial in dem richtigen Grad fließfähig ist,
um richtige Folienbildung zu bewirken. Die gebildete Folie muss
ohne schädliche
Wirkungen heißstreckbar
sein, weil es allgemein vorteilhaft ist, die gebildete Folie heiß zu strecken
und zu tempern, um so die Folie zu orientieren und der Folie eine
Steifheit zu verleihen, die in Maschinen- und Querrichtung unterschiedlich
ist. Die Folie muss eine bedruckbare Seite haben und stanzbar und
matrix-strippbar sein, wenn sie in einer Haftetikettenkonstruktion
verwendet wird.
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In
den Stanz-Kaltleim-Etikettieranwendungen gibt es bestimmte andere
erwünschte
Charakteristika. Kaltleime werden weitverbreitet als wirtschaftliche
Alternative zu Umwickel- oder
Haftklebeetiketten verwendet. Kaltleim-Etiketten müssen ein
Mittel zum Trocknen des Klebstoffs und zum Bereitstellen von guter
Anfangsadhäsion
liefern, während
sie keine visuellen Defekte zeigen.
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Olefingemische
haben sich in vielerlei Hinsicht als ein bevorzugtes Material erwiesen,
um diese Anforderungen der Stanz-Polymer-Etikettenherstellung zu
erfüllen.
Die relativ geringen Kosten der olefinischen Harze und ihre hohe
Festigkeit ermöglichen
eine Folie mit geringer Dicke, wodurch die Gesamtmaterialkosten
tendenziell minimiert werden. Heißgestrecktes Polypropylen und/oder
Polyethylen liefern selbst bei niedrigen Dicken (Stärken) Steifheit
in Maschinenrichtung für
adäquate
Lagegenauigkeit für
die Bedruckung und Aufbringung, während sie einen ausreichend
niedrigen Zugmodul und insbesondere ausreichend hohe Dehnung in Querrichtung
liefern, um gute Anschmiegsamkeit zu ermöglichen.
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Olefingemische
haben sich als brauchbar erwiesen, um auf wirtschaftlicher Basis
bedruckbare 3,5 mil (gemessene Stärke) coextrudierte Etiketten
zu produzieren, die aus biaxial heißgestreckter Folie gestanzt
sind und dauerhaft, belastbar und wasserbeständig sind und die allgemein
gute Struktur- und Oberflächeneigenschaften
und Leistungscharakteristika haben. Biaxiales Strecken trägt auch
wesentlich zur Leistung bei, indem wesentliche Unterschiede zwischen
der Steifheit in Maschinenrichtung (MD) und Querrichtung (CD), den
Zugmodulen, Dehnungen und anderen Eigenschaften erzeugt werden.
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In
der Technik sind Papieretiketten zusammen mit einem Kaltleimkleber
zur Aufbringung auf Glas- und Kunststoffbehälter verwendet worden. Die
Papieretiketten zeigen gute Anfangsadhäsion, Trocknen des Klebstoffs
und zerstörende
Bindungen. Auf Papieretiketten kann eine metallisierte Schicht aufgebracht
werden, um ein metallisiertes graphisches Aussehen zu erreichen.
Die inhärente
Oberflächenrauigkeit
einiger Papiere begünstigt
eine hochreflektierende spiegelartige Oberfläche jedoch nicht.
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US-A-4
060 168 offenbart eine Etikettenzusammenstellung, die einen Streifen
oder eine Bahn aus Unterlagenmaterial mit einer Reihe gedruckter
Etiketten, die nacheinander angeordnet sind, einschließt. Das
Unterlagenmaterial schließt
einen Stanzabschnitt gegenüber
dem Etikett ein, der nach Aufbringung des Etiketts auf einen Behälter an
dem Etikett kleben bleibt. Der Stanzabschnitt kann Bedruckung einschließen und
dient als Reklameartikel mit verbesserter Diebstahlsicherheit.
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US-A-5
061 334 offenbart eine Hochgeschwindigkeits-Etikettiermaschine und ein Verfahren
zur Übertragung
von Etiketten auf Gegenstände,
wie Dosen. Die Etikettiermaschine schließt eine Vorrichtung zum Zuführen der
zu etikettierenden Gegenstände,
ein Etikettentransferrad, das mit individuellen Gruppen von eng beabstandeten
Vakuum-Niederhalteschlitzen versehen ist, damit eine Folge eng beabstandeter
Etiketten von dem Transferrad gehalten und von dem Transferrad zu
den Gegenständen
getragen werden kann, sowie eine Drucklösevorrichtung ein, um die Etiketten
zum nachfolgenden Transfer von einem Transferrad auf den zu etikettierenden
Gegenstand aus einem Trägermaterial
abzulösen.
Es werden Führungslöcher verwendet,
um ein Etikett genau auszurichten. Die Etiketten können auf
der Druckpresse gestanzt und durch Nadelspitzenbefestigungen auf
dem Träger
gehalten werden, oder sie können
gestanzt werden, wenn das Etikett weitertransportiert wird. Gemäß einer
speziellen Ausführungsform
bieten einschichtige Etikettenbänder
mit Trennmittel auf einer Oberfläche
und einem Haftkleber auf der anderen Oberfläche die weiteren Vorteile der
kleineren Spulgrößen und
rascheren Geschwindigkeiten. Einschichtige Etikettenbänder machen
fälschungssicheres
Verpacken auch sehr vielseitig und vorteilhaft. Ein weiterer in
diesem Patent offenbarter Aspekt ist die signifikant verbesserte
Wirtschaftlichkeit, indem die Anzahl der Schichten auf eine anstelle
von zwei für
Normalhaftetiketten reduziert wird sowie die Kosten und Probleme
beseitigt werden, die bei vielen Typen von Etikettierprodukten mit
der Verwendung von Leimapplikatoren verbunden sind.
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US-A-5
174 852 offenbart ein Verfahren zum Befestigen von Etiketten an
Behältern,
wobei die Etiketten von einem Stapel durch Rollkontakt mit einer
Klebefläche
entfernt werden, die mit einem Kaltleim beschichtet ist. Vor Beendigung
der Entfernungsstufe wird zusätzlich
eine lokalisierte Heißklebebeschichtung
auf das vorderste Etikett in dem Stapel aufgetragen. Nachdem das
Etikett somit mit Kaltleim und Heißleim beschichtet worden ist,
wird es von der Klebefläche
abgezogen und mit seiner leimbeschichteten Rückseite in Kontakt mit ei nem
Behälter
gedrückt.
Die Maßgabe,
dass die Heißleimbeschichtung
auf das Etikett aufgebracht wird, während es noch in dem Magazin
gehalten wird, gewährleistet,
dass die Form und Position der Heißleimbeschichtung von der Geschwindigkeit
des Etikettiervorgangs vollständig
unabhängig
sind.
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US-A-5
288 548 offenbart eine mehrschichtige Etikettenmaterialstruktur,
die ein Etikettiermaterial aus Polypropylenfolie umfasst, das auf
einer Seite ein in hohem Maße
bedruckbares Gemisch aus (A) Alkaliacrylatcopolymer und (B) ein
Interpolymer eines Alkylacrylats, eines Alkylmethacrylats und einer
Alkylacrylatsäure aufweist.
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US-A-5
486 253 offenbart ein Verfahren zum Etikettieren von Behältern unter
Verwendung eines Etikettierers mit einer Vakuumtrommel mit mehreren
Schlitzen. Die Vakuumtrommel mit mehreren Schlitzen hat einen ersten
Hohlraum, der mit einem Vakuumniveau versorgt wird, das zum Aufnehmen
von Etikettensegmenten aus einem Stanzer mit begrenzter Spannung
geeignet ist. Die Vakuumtrommel hat einen zweiten Hohlraum, der
mit einem anderen höheren
Vakuumniveau versorgt wird, das zum festen Greifen der Etikettensegmente
geeignet ist, wenn Klebstoff oder dergleichen auf das Etikettensegment
aufgebracht wird. Der zweite Hohlraum kann ferner in ein Etikettenaufbringungssegment
mit niedrigerem Vakuumdruck aufgeteilt sein. Die Stanztrommel hat
einen gebogenen Hohlraum, an den Vakuum an dem Ende angelegt wird,
das mit der Etikettiermaterialbahn zuerst in Kontakt kommt, wobei
dem Etikettenabtrennpunkt und Etikettenlösepunkt reduziertes Vakuum
bereitgestellt wird.
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US-A-5
897 722 offenbart ein Verfahren zur Aufbringung von Etiketten auf
Gegenstände,
indem zuerst ein begrenzter Abschnitt des Etiketts an den Gegenstand
geklebt und anschließend
weitere Abschnitte des Etikettenklebstoffs gefertigt werden, so
dass sie an dem Gegenstand kleben, nachdem das Etikett an dem Gegenstand
angebracht worden ist. Die vorderen und hinteren Ränder des
Etiketts können
an den Gegenstand oder aneinander gebunden werden, um das Etikett
an einem Behälter
oder anderem derartigem Gegenstand zu befestigen. Die Abschnitte
des Etiketts zwischen den vorderen und hinteren Rändern können entweder
mit Klebstoff versehen werden, der sich im nicht-klebenden Zustand
befindet, oder aus einem Etikettenmaterial gebildet werden, das
normalerweise nicht klebend ist, jedoch durch eine weitere Verarbeitungsstufe
klebend gemacht werden kann. Beschichtete Polyethylenfolie kann
beispielsweise mittels eines Heißschmelzklebstoffs auf einen
Behälter
aufgebracht werden und danach anschließend auf eine Temperatur erhitzt
werden, bei der das Polyethylenmaterial klebend wird, wodurch es
zum Kleben an dem Behälter
gebracht wird. Andere Etikettiermaterialien können mit einem Klebstoff bedruckt
werden, der im Wesentlichen nicht-klebend bleibt, bis er erwärmt oder
mittels Strahlung, Aufbringung eines chemischen Aktiviermittels
oder Aufbringung von mechanischer Kraft aktiviert wird.
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US-A-6
083 342 offenbart ein System und Verfahren zum raschen Etikettieren
eines blasgeformten Hohlbehälters,
der aus einer Kunststoffzusammensetzung hergestellt ist, die nach
dem Entformen Ausgasen unterliegt. Ansonsten wird konventionelle
Hochgeschwindigkeits-Schablonenetikettiertechnologie und Verarbeitung
kurz nach der Entformung bei der Behälterherstellung verwendet,
um eine kontinuierliche Flüssigkeitsschicht
aus konventioneller Schablonendrucktinte genau über einer äußeren Behälteroberfläche abzusetzen, die zur Aufbringung
eines selbstklebenden vorgedruckten Etiketts auf dieser vorgesehen
ist. Das Etikett wird rasch und genau über dem schablonendruckbeschichteten
Bereich mittels Transfer aufgebracht, unmittelbar nachdem dieser
getrocknet worden ist und selbst während noch Ausgasen aus dem
entformten Behälter
erfolgt. Die Schutztintenbarrierebeschichtung verhindert jedoch
die Bildung von Bläschen
unter dem Etikett. Jene Gase in der Behälterwand, die sich unter dem
Bereich mit aufgebrachtem Etikett befinden, können jedoch trotzdem durch
Migrieren aus der Innenwandoberfläche des Behälters ausgasen. Etikettieren
kann auch in einem vorgesehenen Etikettenaufnahmebereich und/oder
einem nicht vorgesehenen Oberflächenbereich gleichzeitig
mit einer Barrierebeschichtung des vorgesehenen Bereichs durch Schablonendruck
aufgebracht werden. Eine transparente, Gas blockierende Tintenbarriereschicht
kann mittels Schablonendruck über
die Schablonendruckbedruckung aufgebracht werden, und danach wird
das Etikett über
die gasblockierende Schicht der transparenten Tinte aufgebracht,
wenn diese trocken ist. Das Etikett kann zur Rückgabe durch den Kunden zu
Rabattzwecken "abschälbar" sein, ohne dadurch
die auf dem Behälter
verbleibenden Etikettierinformationen zu ändern. Das vorgedruckte Etikett
kann ein Replikat der etikettenbedeckten Bedruckung sein, so dass
die "Aufmachung" durch das abschälbare Etikett
nicht geändert
werden muss und die zur permanenten Etikettierung zur Verfügung stehende
Behälteroberfläche maximiert
wird.
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US-A-6
139 935 offenbart ein Sauerstoff absorbierendes Etikett, das aus
einer Basislage, Klebstoff auf der Basislage zum Befestigen der
Basislage an einer Innenfläche
eines Behälters,
einer Sauerstoff absorbierenden Zusammensetzung auf der Basislage
und einer Decklage besteht, die an der Basislage befestigt ist, um
die Sauerstoff absorbierende Zusammensetzung dazwischen einzuschließen. Die
Decklage ist aus Material gefertigt, das Sauerstoff passieren lässt, sich
jedoch durch die Oxidation der Sauerstoff absorbierenden Zusammensetzung
oder durch Kontakt mit Materialien in dem Behälter nicht verfärbt. Mehrere
der vorhergehenden Etiketten werden auf einer Bahn montiert, die
mit konventionellen Etikettiergeräten verwendet werden soll.
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Zusammenfassung
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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen
Etiketts, das
- (a) eine erste Hautschicht, die
Polypropylen oder Polyethylen und ein erstes Kavitiermittel (Mittel
zur Erzeugung von Vakuolen (Hohlräumen) oder Löchern beim
Verstrecken) umfasst, wobei die erste Hautschicht eine erste Seite
und eine zweite Seite hat, wobei die erste Hautschicht kavitiert
ist;
- (b) eine Kernschicht, die Polypropylen und ein zweites Kavitiermittel
umfasst, wobei die Kernschicht eine erste Seite und eine zweite
Seite hat und die erste Seite der Kernschicht sich neben der zweiten
Seite der ersten Hautschicht befindet, und
- (c) eine zweite Hautschicht, die ein Polyolefin mit einer ersten
Seite und einer zweiten Seite umfasst, wobei die erste Seite der
zweiten Hautschicht sich neben der zweiten Seite der Kernschicht
befindet und die zweite Seite metallisiert ist, umfasst,
wobei
die Teilchengröße des zweiten
Kavitiermittels so gewählt
ist, dass auf der metallisierten Oberfläche der zweiten Hautschicht
ein gewünschter
Typ von Schimmer gefördert
wird.
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Die
zweite Hautschicht, die Polyolefin umfasst, kann beispielsweise
Propylenhomopolymer, Copolymer von Propylen und α-Olefin, wie Ethylen oder Buten-1,
Terpolymer von Propylen, Ethylen und Buten-1 oder Gemische davon
sein.
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Ein
Verfahren zur Herstellung dieses metallisierten thermoplastischen
Etiketts umfasst die Stufen:
- (i) Bilden einer
extrudierbaren Masse des Thermoplasten der ersten Hautschicht und
des ersten Kavitiermittels;
- (ii) Bilden einer extrudierbaren Masse des Polypropylens der
Kernschicht und des zweiten Kavitiermittels;
- (iii) Bilden einer extrudierbaren Masse des Polypropylens der
zweiten Hautschicht;
- (iv) Coextrudieren der extrudierbaren Massen der Stufen (i),
(ii) und (iii) unter Bildung einer Gießfolie;
- (v) Strecken der Gießfolie
aus Stufe (iv) in der Maschinenrichtung;
- (vi) Strecken der gestreckten Folie von Stufe (v) in der Querrichtung
und
- (vii) Aufbringen einer Metallschicht auf die Oberfläche der
zweiten Hautschicht,
wobei die zweite Hautschicht oberflächenbehandelt
wird, bevor sie metallisiert wird, und wobei die Teilchengröße des zweiten
Kavitiermittels so gewählt
wird, dass auf der metallisierten Oberfläche der zweiten Hautschicht
ein gewünschter
Typ von Schimmer gefördert
wird.
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Das
genannte thermoplastische Etikett ist insbesondere zur Aufbringung
auf einen Behälter
angepasst, wobei ein Kaltleim auf die erste Seite der ersten Hautschicht
und zur Produktion aufgebracht wird.
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Behälter mit
einem metallisierten thermoplastischen Etikett, wobei der Behälter eine
Oberfläche
des Behälters,
einen Kaltleim neben der Oberfläche
und das genannte metallisierte Etikett aufweist, wobei die erste
Hautschicht kavitiert ist und die erste Seite sich neben dem Kaltleim
befindet.
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Wenn
das Kavitiermittel in der Kernschicht einen Medianwert der Teilchengröße von 1,5 μm oder weniger
hat, kann die metallisierte Oberfläche ein helles spiegelartiges
Aussehen haben.
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Wenn
das Kavitiermittel in der Kernschicht einen Medianwert der Teilchengröße von 2 μm oder mehr hat,
kann die metallisierte Oberfläche
ein schwächer
spiegelndes Aussehen als Etiketten mit einem kleineren, z. B. 1,5 μm oder weniger,
Kavitiermittel in der Kernschicht haben.
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Es
gibt auch eine Korrelation zwischen der Oberflächenrauheit der zweiten Hautschicht
vor der Metallisierung und dem Aussehen der metallisierten Oberfläche. Wenn
die Oberflächenrauheit
der zweiten Hautschicht vor der Metallisierung einen Ra-Wert
von 0,1 bis 0,3 μm
hat, hat die metallisierte Oberfläche ein sehr hell spiegelndes
Aussehen. Wenn die Oberflächenrauheit
der zweiten Hautschicht vor der Metallisierung einen Ra-Wert
von 0,3 bis 0,8 μm
hat, hat die metallisierte Oberfläche ein weniger hell spiegelndes
Aussehen. Wenn die Oberflächenrauheit
der zweiten Hautschicht vor der Metallisierung einen Ra-Wert
von 1,0 bis 1,3 μm
hat, hat die metallisierte Oberfläche ein noch weniger hell spiegelndes
Aussehen.
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Wir
gehen davon aus, dass Messungen von Ra-Werten
in der Technik wohlbekannt sind. Derartige Messungen können insbesondere
mit vielen verschiedenen Perthometern gemäß den Herstelleranweisungen vorgenommen
werden. Ein spezielles Modell ist ein M2 Perthometer von Mahr Corporation,
Cincinnati, Ohio, USA, insbesondere ein derartiges Modell, das mit
einem Griffel Nr. 150 ausgestattet ist. Die Messung von Ra mit einem Perthometer ist in US-A-5 618
651, US-A-6 025 100, US-A-5
817 395 und US-A-5 595 818 beschrieben.
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Die
zu metallisierende Hautschicht ist vorzugsweise frei von jeglichem
Kavitiermittel. Eine optionale Verbindungsschicht zwischen der zu
metallisierenden Hautschicht und der Kernschicht ist ferner auch
vorzugsweise frei von jeglichem Kavitiermittel.
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Die
zu metallisierende Hautschicht kann Oberflächenbehandlung unterzogen werden,
wie beispielsweise Flammenbehandlung, Koronabehandlung oder Plasmabehandlung.
Die zu metallisierende Hautschicht kann beispielsweise mit einem
Ziel von 38 bis 40 dynes/cm koronabehandelt werden. In bestimmten
Ausführungsformen
können
in der Tat sowohl die kavitierte Hautschicht, z. B. die erste Hautschicht,
als auch die zu metallisierende Hautschicht, z. B. die zweite Hautschicht,
oberflächenbehandelt
werden, z. B. flammenbehandelt, koronabehandelt oder plasmabehandelt.
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Vorteile
des thermoplastischen Etiketts schließen ein oder mehrere der Folgenden
ein:
- 1. Ein Etikett, das mit Kaltleim verwendet
werden kann.
- 2. Ein Etikett, das gute Anfangsadhäsion zeigt, wenn es mit einem
Kaltleim verwendet wird.
- 3. Ein Etikett, das zerstörende
Bindungen zeigt, wenn es mit einem Kaltleim verwendet wird.
- 4. Ein Etikett, das Delaminierung zeigt, wenn es mit einem Kaltleim
verwendet wird.
- 5. Ein Etikett, das eine wirtschaftliche Alternative für Umwickeletiketten
oder Haftetiketten ist.
- 6. Ein Etikett, das die Eigenschaften Dauerhaftigkeit, Festigkeit,
Wasserbeständigkeit,
Abriebbeständigkeit, Glanz,
Transparenz und/oder andere Eigenschafen zeigt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnittansicht eines erfindungsgemäß aufgebauten thermoplastischen
Etiketts, das eine erste Hautschicht wie zuvor beschrieben umfasst.
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2 ist
eine Querschnittansicht des thermoplastischen Etiketts von 1 mit
einer zugefügten
Kernschicht.
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3 ist
eine Querschnittansicht des thermoplastischen Etiketts von 2 mit
auf die erste Hautschicht aufgebrachtem Kaltleim.
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4 ist
eine Querschnittansicht des in 3 gezeigten
Etiketts, befestigt an einem Behälter.
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Detaillierte
Beschreibung
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Die
vorliegende Erfindung wird in ihren verschiedenen Aspekten nun unter
Bezugnahme auf die angefügten 1 bis 4 illustriert.
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1 zeigt
ein thermoplastisches Etikett 10, das aus einer ersten
Hautschicht 12 besteht, die aus Polypropylen oder Polyethylen
und einem ersten Kavitiermittel besteht, wobei die erste Hautschicht
eine erste Seite 101 und eine zweite Seite 102 aufweist,
wobei die erste Hautschicht 12 kavitiert (mit Vakuolen
(Hohlräumen)
oder Löchern
versehen) ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist das Polypropylen des ersten Hautschicht 12 ein Homopolymerpolypropylen.
Geeignete Polypropylene können
isotaktisches Polypropylen von Standardfolienqualität oder hochkristallines
Polypropylen einschließen.
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Hochkristallines
Polypropylen (HCPP) hat eine hoch isotaktische Stereoregularität, was zu
höherer Kristallinität als konventionelles
isotaktisches Polypropylen führt,
d. h. mehr als etwa 93%. (Isotaktisches Polypropylen von Standard- Folienqualität ist hier
als eine isotaktische Stereoregularität von etwa 90% bis etwa 93%
aufweisend definiert). Das HCPP zeigt somit höhere Steifheit, Oberflächenhärte, geringere
Biegung bei höheren
Temperaturen und bessere Kriecheigenschaften als konventionelles
isotaktisches Polypropylen. Weitere Informationen in Bezug auf HCPP
einschließlich
Verfahren zu deren Herstellung sind in US-A-5 063 264 offenbart.
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Für die Zwecke
der vorliegenden Erfindung kann Stereoregularität durch IR-Spektroskopie gemäß dem Verfahren
bestimmt werden, das in "Integrated
Infrared Band Intensity Measurement of Stereoregularity in Polypropylene," J. L. Koenig und
A. Van Roggen, Journal of Applied Polymer Science, Band 9, Seiten 359–367 (1965)
und in "Chemical
Microstructure of Polymer Chains," Jack L. Koenig, Wiley-Interscience
Publication, John Wiley and Sons, New York, Chichester, Brisbane,
Toronto, beschrieben ist. Die Stereoregularität kann auch durch Löslichkeit
in Decahydronaphthalin (Decalin) und Kernresonanzspektroskopie (NMR)
bestimmt werden.
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Zu
kommerziell geeigneten HCPPs gehören
Amoco 9117 und Amoco 9119 (erhältlich
von Amoco Chemical Co., Chicago, Ill., USA), und Chisso HF5010 und
Chisso XF2805 (erhältlich
von Chisso Chemical Co., Ltd., Tokio, Japan). Geeignete HCPPs sind
auch von Solvay in Europa erhältlich.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist das Polyethylen der ersten Hautschicht 12 ein Polyethylen
hoher Dichte, wie beispielsweise ein lineares Polyethylen hoher
Dichte mit einer Dichte von mehr als 0,940 g/cm3,
z. B. etwa 0,941 bis etwa 0,970 g/cm3. Es
ist wohl bekannt, dass die Dichte von Polyethylen durch Copolymerisieren
von Ethylen mit anderen Olefinen, insbesondere jenen mit vier oder
mehr Kohlenstoffatomen, gesenkt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform
gehen wir daher davon aus, dass lineare Polyethylene mit hoher Dichte frei
oder im Wesentlichen frei von anderen Comonomeren sind. Es ist auch
wohlbekannt, dass ein lineares Polyethylen hoher Dichte mit vielen
verschiedenen Katalysatoren vom Koordinationstyp hergestellt werden
kann.
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Wie
in US-A-5 929 128 beschrieben, ist lineares Polyethylen hoher Dichte
im Wesentlichen frei von langkettiger Verzweigung.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist das erste Kavitiermittel Calciumcarbonat, das 25 Gew.-% oder mehr
der ersten Hautschicht ausmacht. Gemäß einer anderen Ausführungsform
umfasst das Calciumcarbonat 35 Gew.-% oder mehr von der ersten Hautschicht.
Gemäß einer
anderen Ausführungsform
umfasst das Calciumcarbonat 50 Gew.-% oder mehr von der ersten Hautschicht.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
weist die erste Seite 101 der ersten Hautschicht 12 Löcher auf,
die durch das erste Kavitiermittel gebildet worden sind. Gemäß einer
anderen Ausführungsform
beträgt der
Medianwert der Teilchengröße des ersten
Kavitiermittels 1,4 μm.
Gemäß einer
anderen Ausführungsform beträgt der Medianwert
der Teilchengröße des ersten
Kavitiermittels 3,2 μm.
Gemäß einer
anderen Ausführungsform
beträgt
der Medianwert der Teilchengröße des ersten
Kavitiermittels mindestens etwa 1,4 μm. Gemäß einer anderen Ausführungsform
beträgt
der Medianwert der Teilchengröße des ersten
Kavitiermittels mindestens etwa 3,2 μm.
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Mögliche erste
Kavitiermittel beinhalten Polyamide, Polybutylenterephthalat, Polyester,
Acetale, Acrylharze, Nylons, massive vorgebildete Glaskugeln, hohle
vorgebildete Glaskugeln, Metallperlen, Metallkugeln, Keramikkugeln,
Calciumcarbonat und Mischungen davon.
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Gemäß einer
Ausführungsform
hat das Etikett 10 eine Dicke von etwa 1 mil bis etwa 10
mil. Gemäß einer
Ausführungsform
hat das Etikett 10 eine Dicke von etwa 3 mil bis etwa 5
mil. Gemäß einer
anderen Ausführungsform
ist das Etikett 10 uniaxial orientiert. Gemäß einer
anderen Ausführungsform
ist das Etikett 10 biaxial orientiert.
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Gemäß einer
Ausführungsform
stellt die erste Hautschicht 12 des thermoplastischen Etiketts 10 mindestens
etwa 15 Gew.-% des thermoplastischen Etiketts 10. Gemäß einer
anderen Ausführungsform
stellt die erste Hautschicht 12 mindestens etwa 30 Gew.-%
des thermoplastischen Etiketts 10.
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2 ist
eine Querschnittansicht des thermoplastischen Etiketts von 10 mit einer zugefügten Kernschicht 14.
Das thermoplastische Etikett 10 hat eine erste Hautschicht 12 mit
einer ersten Seite 101 und einer zweiten Seite 102,
eine Kernschicht 14 mit einer ersten Seite 104 und
einer zweiten Seite 106 und einer Grenzfläche 16 zwischen
der ersten Hautschicht 12 und der Kernschicht 14,
wobei die Grenzfläche
die Verbindung der zweiten Seite 102 der ersten Hautschicht 12 und
der ersten Seite 104 der Kernschicht 14 ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst die Kernschicht 14 Polypropylen und ein zweites
Kavitiermittel. Das zweite Kavitiermittel kann ausgewählt sein
aus der Gruppe bestehend aus Polyamiden, Polybutylenterephthalat,
Polyestern, Acetalen, Acrylharzen, massiven vorgebildeten Glaskugeln,
hohlen vorgebildeten Glaskugeln, Metallperlen, Metallkugeln, Keramikkugeln,
Calciumcarbonat, COCs und Mischungen davon. COCs (Polymere von cyclischem
Olefin und Copolymere von cyclischem Olefin) sind in US-A-6 048
608 beschrieben, ausgegeben an Peet et al., auf dieses Patent wird
hier vollständig
Bezug genommen. Gemäß einer besonders
bevorzugten Ausführungsform
ist das Polypropylen der Kernschicht 14 entweder isotaktisches
oder hochkristallines Polypropylen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst die Kernschicht 14 Polyethylen und ein zweites
Kavitiermittel. Das zweite Kavitiermittel kann ausgewählt sein
aus der Gruppe bestehend aus Polyamiden, Polybutylenterephthalat,
Polyestern, Acetalen, Acrylharzen, massiven vorgebildeten Glaskugeln,
hohlen vorgebildeten Glaskugeln, Metallperlen, Metallkugeln, Keramikkugeln,
Calciumcarbonat, COCs und Mischungen davon. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Polyethylen der Kernschicht 14 Polyethylen hoher
Dichte.
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Wenn
das Kavitiermittel in der Kernschicht, wie bereits gesagt, eine
relativ geringe Teilchengröße hat, z.
B. einen Medianwert der Teilchengröße von 1,5 μm oder weniger, ist das Aussehen
der metallisierten Hautschicht eher stark reflektierend und spiegelnd.
Ein Beispiel für
ein derartiges Kavitiermittel mit geringer Teilchengröße ist Polybutylenterephthalat
(PBT), wie 1300A, erhältlich
von Ticona. Dieses PBT-Kavitiermittel
hat in der Regel eine Kugelform und einen Teilchengrößenbereich
von etwa 0,5 bis 2,0 μm.
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Ein
weiteres Beispiel für
ein Kavitiermittel mit kleiner Teilchengröße ist das Calciumcarbonat
in Pearl 2 von Ampacet, das in Form eines Masterbatches aus Polypropylen
(PP) und CaCO3 vorliegt. Die CaCO3-Teilchen in Pearl 2 haben eine unregelmäßige Form
mit einem Medianwert der Teilchengröße von 1,5 μm, wobei die größten Teilchen
so groß wie
6 bis 8 μm
sind. Diese Teilchengrößen können mit
einem Sedigraphen bestimmt werden, der die Zeit misst, die die Teilchen
benötigen,
um sich durch Siebe mit unterschiedlichem Durchmesser hindurch abzusetzen.
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Wenn
das Kavitiermittel in der Kernschicht eine relativ größere Teilchengröße hat,
z. B. einen Medianwert der Teilchengröße von 2,0 μm oder weniger, ist das Aussehen
der metallisierten Hautschicht eher weniger reflektierend und weniger
spiegelnd. Ein Beispiel für
ein Kavitiermittel mit großer
Teilchengröße ist das
Calciumcarbonat in Pearl 70 von Ampacet, das in Form eines Masterbatches
aus Polypropylen (PP) und CaCO3 vorliegt.
Die CaCO3-Teilchen in Pearl 70 haben eine
unregelmäßige Form
mit einem Medianwert der Teilchengröße von 2,0 μm, wobei die größten Teilchen
so groß wie
10 μm sind.
Diese Teilchengrößen können auch
mit einem Sedigraphen bestimmt werden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
wird dem thermoplastischen Etikett 10 eine zweite Hautschicht
(nicht gezeigt) zugefügt,
so dass sie neben der Kernschicht 14 und insbesondere neben
der zweiten Seite 106 der Kernschicht 14 ist.
Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst die zweite Hautschicht (nicht gezeigt) beliebiges Polyolefin.
Geeignete Polyolefine für
die zweite Hautschicht schließen
Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen, Polyolefincopolymere, Polyolefinterpolymere
und Mischungen davon ein. Die zweite Hautschicht enthält vorzugsweise
Propylen. Die zweite Hautschicht ist beispielsweise bevorzugt Propylenhomopolymer, Copolymer
von Propylen und α-Olefin, wie Ethylen
oder Buten-1, Terpolymer von Propylen, Ethylen und Buten-1 oder
Mischungen davon.
-
Die
zweite Hautschicht (nicht gezeigt) hat eine aufgebrachte Metall-
oder Beschichtungsschicht. US-A-6
077 602, US-A-6 013 353, US-A-5 981 079, US-A-5 972 496 und US-A-5
888 648 offenbaren die Verwendung von Beschichtungen und/oder Metallschichten
auf einer Folie und werden hier zitiert zum Zweck der Bezugnahme.
Zu geeigneten Metallen kann beispielsweise Aluminium gehören. Die
optische Dichte der metallisierten Schicht kann beispielsweise 2,0
bis 2,5 μm
betragen.
-
3 ist
eine Querschnittansicht des thermoplastischen Etiketts 10 von 2 mit
einem auf die erste Seite 101 der ersten Hautschicht 12 aufgebrachten
Kaltleim 22. Kaltleime bestehen allgemein aus festen Basismaterialien
in Kombination mit Wasser. Gemäß einer
Ausführungsform
ist der Kaltleim 22 eine wässrige Lösung eines natürlichen
Klebstoffs (z. B. Casein). Gemäß einer
anderen Ausführungsform
ist der Kaltleim 22 eine wässrige Lösung eines Harzes (z. B. PVA,
EVA). Kaltleime werden weitverbreitet als wirtschaftliche Alternative
zu Umwickel- oder Haftklebeetiketten verwendet. Einige Kaltleime
sind eine kolloidale Suspension verschiedener proteinartiger oder
proteinhaltiger Materialien in Wasser und stammen aus dem Kochen
tierischer Häute,
Sehnen oder Knochen, die kollagenreich sind. Alternativ kann ein
Kaltleim aus Pflanzen stammen (z. B. Stärke, Dextrin). Einige Kaltleime
basieren auf synthetischen Materialien (Harzen). Zu Beispielen für im Handel
erhältliche
Kaltleime, die erfindungsgemäß geeignet
sind, gehören
HB Fuller WB 5020, National Starch Cycloflex 14-200A, AABBITT 712-150
und Henkel 10-7026; wobei die vorhergehende Liste von Kaltleimen Warenzeichen
von HB Fuller, National Starch, AABBITT beziehungsweise Henkel sind.
-
4 ist
eine Querschnittansicht des in 3 gezeigten
Etiketts 10, befestigt an einem Behälter 26.
-
Der
Behälter 26 hat
eine Oberfläche 108,
die sich neben dem auf die erste Seite 101 der ersten Hautschicht 12 des
Etiketts 10 aufgebrachten Leim befindet. Zu geeigneten
Materialien für
den Behälter 26 gehören Glas,
Keramik, Thermoplasten oder andere Materialien, wie Metalle und
Metalldosen, z. B. Aluminium.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
kann der Kernschicht 14 ein konventioneller Füllstoff
und konventionelles Pigment, wie Titandioxid, zugesetzt werden.
Mindestens vom wirtschaftlichen Standpunkt ist allgemein nicht in
Erwägung
gezogen worden, dass es irgendeinen speziellen Vorteil gibt, mehr
als etwa 10 Gew.-% Titandioxid zu verwenden. Zur größeren Opazität können größere Mengen
zugefügt
werden, solange es keine unangebrachte Störung beim Erreichen der gewünschten
Eigenschaften des thermoplastischen Etiketts gibt.
-
Eine
weitere Ausführungsform
hat eine Kernschicht 14, die ein opakes Kernmaterial umfasst,
das eine orientierte Polypropylenstruktur ist, die in einer speziellen
Weise kavitiert ist, um so ein perlartiges opakes Aussehen zu erzeugen.
Ein Material dieses Typs ist in US-A-4 377 616, erteilt für Ashcraft
et al., beschrieben. Gemäß diesem
Patent ist das Verfahren zur Herstellung der opaken Folienstruktur
wie folgt: ein größerer Anteil eines
ersten thermoplastischen Materials, z. B. Polypropylen, wird mit
einem geringeren Anteil eines zweiten Materials mit einem höheren Schmelzpunkt
oder einer höheren
Glasübergangstemperatur
als das erste Material gemischt. Diese Mischung wird auf eine Temperatur
von mindestens oberhalb des Schmelzpunkts des ersten Materials erwärmt.
-
Danach
wird das zweite Material innerhalb des geschmolzenen ersten Materials
in Form von Mikrokugeln gründlich
gleichförmig
dispergiert. Die Mikrokugeln können
zweckmäßig in einem
Masterbatch von z. B. Polybutylenterephthalat hergestellt werden,
die in geschmolzener Form in geschmolzenem Polypropylen mikrodispergiert
werden. Diese Kombination wird danach mit einer ersten Hautschicht 12 und
einer zweiten Hautschicht (nicht gezeigt) coextrudiert, damit sie
zwei Hautschichten auf entgegengesetzten Oberflächen des Kerns 14 hat,
die eine Kombination der Materialien umfasst.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
wird diese Anordnung danach bei einer Temperatur und in einem Grad biaxial
orientiert, um eine Schicht aus opazifizierenden geschlossenzelli gen
Hohlräumen
der Dimensionen X, Y und Z zu bilden. Die Dimensionen X und Y sind
Hauptdimensionen, und Dimension Z ist eine Nebendimension, die mindestens
allgemein dem Durchmesser der Mikrokugeln entspricht. Gemäß einer
anderen Ausführungsform
wird diese Anordnung danach bei einer Temperatur und in einem Grad
uniaxial orientiert, um eine Schicht aus opazifizierenden geschlossenzelligen
Hohlräumen
der Dimensionen X, Y und Z zu bilden. Die Dimension Z ist die Hauptdimension,
und die Dimensionen Y und Z sind Nebendimensionen, die mindestens
allgemein dem Durchmesser der Mikrokugeln entsprechen. Es mag in
einigen Fällen
vorteilhaft sein, anorganische Füllstoffmaterialien
darin einzuschließen,
um beispielsweise die Oberflächenrauheit
der Haut zu fördern.
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Eine
weitere Ausführungsform
hat eine Kernschicht 14, die ein opakes Kernmaterial umfasst,
das eine orientierte Polypropylenstruktur ist, die unter Verwendung
von COCs (Polymeren von cyclischem Olefin und Copolymeren von cyclischem
Olefin) kavitiert worden ist. COCs sind in US-A-6 048 608 beschrieben,
ausgegeben an Peet et al., auf dieses Patent wird hier vollständig Bezug
genommen.
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Eine
weitere Ausführungsform
hat eine Kernschicht 14, die ein opakes Kernmaterial umfasst,
das eine Polyethylenstruktur ist, die Calciumcarbonat enthält.
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Eine
weitere Ausführungsform
des thermoplastischen Etiketts 10 hat eine (nicht gezeigte)
Verbindungsschicht neben der zweiten Seite 102 der ersten
Hautschicht 12 und auch neben der ersten Seite 104 der Kernschicht 14.
Die (nicht gezeigte) Verbindungsschicht liegt zwischen der ersten
Hautschicht 12 und der Kernschicht 14 in der Grenzfläche 16.
Gemäß einer
anderen Ausführungsform
ist die (nicht gezeigte) Verbindungsschicht eine Mischung der Materialien
der ersten Hautschicht 12 und der Kernschicht 14.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
kann die erste Hautschicht 12 von dem thermoplastischen
Etikett 10 delaminieren. Gemäß einer Ausführungsform
bleiben die erste Hautschicht 12 des Etiketts 10 und
der Leim 22 mit dem Behälter 26 verbunden,
wenn das Etikett 10 von dem Behälter 10 entfernt 26 wird.
Das bedeutet, dass die erste Hautschicht 12 von den benachbarten
Schichten des Etiketts 10 delaminiert ist.
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Die
zu metallisierende Hautschicht kann direkt auf die Kernschicht coextrudiert
werden, ohne Verbindungsschicht, oder die zu metallisierende Hautschicht
kann auf eine Verbindungsschicht coextrudiert werden, die zwischen
der Hautschicht und der Kernschicht liegt. Die Dicke dieser Hautschicht
kann beispielsweise etwa 1,5 bis etwa 4 Folienstärkeeinheiten betragen (100
Folienstärkeeinheiten
= 1 mil = 25,4 μm).
Wenn die optionale Verbindungsschicht vorhanden ist, kann sie eine
Dicke von etwa 5 bis 35 Folienstärkeeinheiten
haben. Ein Beispiel für
eine fünfschichtige
Folienstruktur ist wie folgt:
-
Definition der Begriffe.
-
- 1. Acetale – ein Polymer oder Copolymer,
das durch Polymerisation von Formaldehyd und CH2 und
möglicherweise
anderen Verbindungen erhalten worden ist.
- 2. Acrylharze – ein
Polymer oder Copolymer von Acrylsäure, Methacrylsäure, Estern
dieser Säuren
oder Acrylnitril.
- 3. Biaxial orientiert – in
der Maschinenrichtung, der Richtung der Zuführung, und in der Querrichtung,
senkrecht zu der Zuführung,
gestreckt.
- 4. Calciumcarbonat – wie
Aragonit, Muschelschalen, Calcit, Kreide, Kalkstein oder Marmor.
(Die chemische Formel ist CaCO3).
- 5. Kavitiert – Bildung
von Gaskammern in einer Schicht der Folie, nachdem sie unter mechanische
Spannung gesetzt worden ist.
- 6. Kavitiermittel – Ein
Material, das mit dem Basismaterial eines Folienmaterials unverträglich ist
und einen höheren
Schmelzpunkt oder eine höhere
Glasübergangstemperatur
hat.
- 7. Keramikkugeln – Eine
kleine Kugel, die vorwiegend aus Silikaten hergestellt ist.
- 8. Beschichtung – eine
Schicht, die auf eine Außenseitenoberfläche der
Folie aufgebracht ist.
- 9. COCs – Polymere
von cyclischem Olefin und Copolymere von cyclischem Olefin, wie
beispielsweise in US-A-6 048 608, ausgegeben an Peet et al., beschrieben
ist.
- 10. Kaltleim – Klebstoffe,
die für
Behälteretikettierung
verwendet werden, und insbesondere Klebstoffe auf Wasserbasis, die
aus dem Feststoffbasismaterial (z. B. Stärke, PVA, Latex, usw.) in Kombination
mit Wasser bestehen. Kann von Protein abgeleitet, pflanzlich, mineralisch
oder synthetisch sein.
- 11. Umfassend – mindestens
aus den genannten Komponenten zusammengesetzt (kann auch andere, nicht
genannte Komponenten einschließen).
- 12. Behälter – jedes
Gefäß, das aus
Glas, Kunststoffen, Keramik oder Metall hergestellt ist, oder Metalldosen,
z. B. Aluminium.
- 13. Folie – Ein
dünnes
Material mit etwa 10 bis etwa 100 μm Dicke.
- 14. Glaskugeln – eine
kleine Kugel, die vorwiegend aus Siliciumdioxid, Sodaasche und Kalkstein
hergestellt ist.
- 15. Homopolymerpolypropylen – ein Polymer, das von dem
Einzelmonomer Propylen abgeleitet ist.
- 16. HCPP – hochkristallines
Homopolymerpolypropylen.
- 17. Metallperlen – ein
kleines gerundetes Metallstück.
- 18. Metallkugeln – eine
kleine Metallkugel.
- 19. Nylons – Ein
Material ausgewählt
aus der Familie der Polyamidpolymere, gekennzeichnet durch die Anwesenheit
der Amidgruppe -CONH.
- 20. Polyamide – Ein
Polymer, bei dem entlang der Polymerkette Amidbindungen (-CONH-)
vorkommen.
- 21. Polybutylenterephthalat – ein thermoplastisches Polymer,
das von 1,4-Butandiol abgeleitet ist.
- 22. Polyester – ein
Polykondensationsprodukt von Dicarbonsäuren mit Dihydroxyalkoholen.
- 23. Polypropylen – ein
Polymer von Propylen.
- 24. Thermoplast – ein
Polymer, das weich wird, wenn es Wärme ausgesetzt wird, und zu
seinem ursprünglichen
Zustand zurückkehrt,
wenn es auf Raumtemperatur abgekühlt
wird.
- 25. Thermoplastisches Etikett – ein Etikett, das zur Verwendung
auf der Außenseite
einer Verpackung vorgesehen ist.
- 26. Dicke – eine
gemessene Dickenstärkeablesung.
- 27. Uniaxial orientiert – in
nur einer Richtung gestreckt, entweder Maschinenrichtung, in Richtung
der Zuführung,
oder in Querrichtung, in der Richtung senkrecht zu der Zuführungsrichtung.
- 28. Anfangsadhäsion – wenn sich
ein Etikett unter Last unmittelbar nach der Aufbringung (durch Schieben von
Hand oder durch Belastungen, die beispielsweise durch eine Flaschenabfüllstraße ausgeübt werden) nicht
von seiner aufgebrachten gewünschten
Position bewegt.
- 29. Ankleben – ein
weiteres Wort für
Anfangsadhäsion.
- 30. Delaminierung – innere
Trennung einer Kunststofffolie. Üblicherweise
Trennung von Schichten innerhalb einer coextrudierten Kunststofffolie.
- 31. Faserreißen – wenn ein
Papieretikett zerstörende
Bindungen mit einem Substrat zeigt. Wird im Zusammenhang mit Kunststoffetiketten
umgangssprachlich im Sinne von Delaminierung verwendet.
-
Beispiele
-
Daten und
verwandte Informationen
-
Die
folgenden Strukturen wurden hergestellt. Die Dicke der Strukturen
betrug etwa 2 mil, und die Dicke der kavitierten Hautschicht betrug
etwa 0,3 mil.
-
-
Beispiele
1 & 2: Diese
Strukturen wurden mit Kaltleim auf Wasserbasis an einen Glasbehälter geklebt. In
beiden Beispielen 1 und 2 wurde die Propylenhomopolymerhautschicht
ohne CaCO3-Kavitiermittel oberflächenbehandelt
und danach metallisiert. Die Oberflächenbehandlung war eine Koronabehandlung
mit einem Ziel von 38 bis 40 dyne/cm. Das Metall war Aluminium.
-
Die
Struktur in Beispiel 1 zeigte gutes Ankleben und Faserreißen (Delaminierung)
nach nur einer Stunde Alterung.
-
Es
wurde ein Test zum Messen des Anklebens gemessen. Der Test bestand
darin, dass das Etikett mit einem Kaltleim auf den Behälter aufgebracht
und versucht wurde, das Etikett von Hand über den Behälter zu schieben. Wenn das
Etikett fest an der Position haften blieb, zeigte es gutes Ankleben.
Wenn das Etikett leicht über
den Behälter
gleiten konnte, dann zeigte es schlechtes Ankleben.
-
Die
Struktur in Beispiel 2 zeigte nicht einmal nach 24 Stunden Faserreißen.
-
Zum
Messen des Faserreißens
wurde ein visueller Test entwickelt. Ein Etikett wurde mit Kaltleim
aufgebracht und zwei Wochen in einem kalten Raum bei 38°F (3°C) gehärtet. Nach
dem Zeitraum von zwei Wochen wurde das Etikett von dem Behälter abgezogen,
und es wurde bestimmt, wie viel von dem Etikett delaminierte und
mit dem Kaltleim auf dem Behälter
verblieb. Wenn mehr als 50% des Etiketts delaminierten und auf dem
Behälter
verblieben, zeigte das Etikett gutes Faserreißen. Wenn weniger als 50% des
Etiketts delaminierten und auf dem Behälter verblieben, zeigte das
Etikett schlechtes Faserreißen.
Faserreißen
zeigt allgemein gutes Ankleben, was eine sehr wichtige Eigenschaft
ist.
-
In
diesen Beispielen hatte das verwendete CaCO3 einen
Medianwert der Partikelgröße von 1,4 μm. Das PP
war Exxon 4612, das PBT war Ticona 1300A und das CaCO3 war
Omyacarb FT; die genannte Liste der Materialien sind Marken von
ExxonMobil, Ticona beziehungsweise Omyacarb.
-
SEM-Aufnahmen
der beiden Strukturen zeigen, dass die Struktur in Beispiel 1 in
hohem Maße
kavitiert war, mit vielen Schichten und guter Trennung zwischen
den Schichten, und dass die Oberfläche der Folie "Löcher" hatte. Es wird angenommen, dass die "Löcher" dem Wasser das Eindringen in die kavitierte
Haut ermöglichen,
wodurch das Trocknen des Klebstoffs unterstützt wird. Es wird ferner angenommen,
dass die "Löcher" einen Verankerungspunkt
für den
Klebstoff erzeugen. Die Struktur in Beispiel 2 ist nicht sehr kavitiert,
und die Oberfläche
hat gar keine Löcher.
-
Beispiel
3: Die Struktur in Beispiel 1 wurde reproduziert, außer dass
die PP-Haut mit 50% CaCO3 durch eine HDPE-Haut mit 50% CaCO3 ersetzt wurde (Schulman FCA-6080-HD mit
einem Gemisch von Equistar M6060, die genannten Materialien sind
Warenzeichen). Wie bei den Strukturen der Beispiele 1 und 2 wurde
die Hautschicht ohne CaCO3-Kavitiermittel,
d. h. die Propylenhomopolymerhautschicht, oberflächenbehandelt und danach metallisiert.
Die Oberflächenbehandlung
war eine Koronabehandlung mit einem Ziel von 38 bis 40 dyne/cm.
Das Metall war Aluminium.
-
Diese
Struktur zeigte kein Faserreißen.
SEM-Bilder zeigten keine Kavitierung oder "Löcher" an der Oberfläche, wahrscheinlich
weil die zum Orientieren des PPs erforderlichen Verarbeitungstemperaturen über dem
Schmelzpunkt des HDPEs lagen. Dies zeigt, dass die Kavitierung und
nicht nur die Anwesenheit eines Absorbensmaterials erforderlich
ist.
-
Diese
Probe verwendete ein CaCO3 mit einem Medianwert
der Teilchengröße von 3,2 μm.
-
Für die Beispiele
4 bis 7 wurden weitere Strukturen produziert. Die Hautzusammensetzung
und Ergebnisse sind nachfolgend gezeigt. In jedem Fall befand sich
eine Propylenhomopolymerschicht auf der anderen Oberfläche des
Kerns, und diese Propylenhomopolymerschicht wurde oberflächenbehandelt
und metallisiert. Die Oberflächenbehandlung
war eine Koronabehand lung mit einem Ziel von 38 bis 40 dyne/cm.
Das Metall war Aluminium.
-
-
Beispiel
6 zeigt, dass es erforderlich ist, dass nahe bei dem Klebstoff eine
kavitierte Schicht vorliegt.
-
Die ähnliche
Leistung der Beispiele 5 und 7 zeigt, dass die Wahl des Kavitiermittels
für den
Kern nicht entscheidend ist.
-
Interessanterweise
funktionierte die gleiche Beladung an CaCO3 (25%),
die in Beispiel 2 des ersten Tests versagt hatte, bei Beispiel 4
mit der gleichen Beladung an CaCO3 (25%)
und einer dickeren Hautdicke. Dies zeigt, dass die Gesamtmenge an
Kavitationsbildner (Beladung * Hautdicke) wichtig ist, und dass
die größere Größe der Kavitierungsteilchen
von Bedeutung sein kann.
-
In
jedem dieser Fälle
hatte das verwendete CaCO3 einen Medianwert
der Partikelgröße von 2 μm. Das PP
war Exxon 4612, das PBT war Ticona 1300A und Pearl 70 von Ampacet
war der CaCO3-Masterbatch (Warenzeichen
von ExxonMobil, Ticona beziehungsweise Ampacet).
-
Für die Beispiele
8 bis 26 wurden weitere Strukturen produziert. Die Hautzusammensetzung
und Ergebnisse sind nachfolgend gezeigt. Für jedes der Beispiele 8–25, d.
h. für
jede der Strukturen auf Polypropylenbasis, befand sich eine Propylenhomopolymer-Verbindungsschicht
(L2) und eine Haut aus Propylenhomopolymer, -copolymer (EP-Copolymer)
oder -terpolymer (EPB-Terpolymer) auf der anderen Oberfläche des Kerns,
in der Reihenfolge zuerst L2 und danach L1 (bei einer Gesamtreihenfolge
von L1/L2/L3/L4/L5), und die Schicht L1 war oberflächenbehandelt
und metallisiert. Die Oberflächenbehandlung
war eine Koronabehandlung mit einem Ziel von 38 bis 40 dyne/cm.
Das Metall war Aluminium.
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In
Beispiel 26, d. h. bei der Struktur auf Polyethylenbasis, waren
die Haut (L1) und die Verbindungsschicht (L2) Polyethylen, und sowohl
die Hautschicht L1 als auch die HDPE-L5-Schicht waren oberflächenbehandelt
(nur L1 war metallisiert). Die Oberflächenbehandlung war eine Koronabehandlung
mit einem Ziel von 38 bis 40 dyne/cm. Das Metall war Aluminium.
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Das
PP war Exxon 9612 oder Fina 3371. Das HCPP war Rmoco 9117. Das PBT
war Ticona 1300A. Das COC war Ticona Topas 6017. Pearl 70 von Ampacet
war der PP-CaCO3-Masterbatch. Das HDPE war
Exxon 7845, der HDPE-CaCO3-Masterbatch war
Ampacet M-6211;
die genannten Materialien sind Warenzeichen von ExxonMobil, Fina,
BP Amoco, Ticona, Ampacet, ExxonMobil beziehungsweise Ampacet.
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Für die Beispiele
27 bis 30 wurden weitere Strukturen produziert. Die Hautzusammensetzung
und Ergebnisse sind nachfolgend gezeigt. In jedem Fall wurde die
Hautschicht, die nicht kavitiert war, d. h. die PP-Haut in Beispiel
27 und die Copolymerhaut der Beispiele 28 bis 30, oberflächenbehandelt
und metallisiert. Die Oberflächenbehandlung
war eine Koronabehandlung mit einem Ziel von 38 bis 40 dyne/cm.
Das Metall war Aluminium.
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In
jedem der Beispiele 27 bis 30 war das Propylen (PP) Exxon 4612 Propylenhomopolymer,
und das PBT war 1300A von Ticona. Das CaCO
3 der
Haut in Beispiel 27 war Omyacarb FT. In Beispiel 28 war das CaCO
3 der kavitierten Kernschicht, Verbindungs-
und Hautschichten als Masterbatch von Pearl 70 von Ampacet erhalten
worden. In Beispiel 29 war das CaCO
3 der
kavitierten Kernschicht als Masterbatch von Pearl 2 von Ampacet
erhalten worden, während
das CaCO
3 der Verbindungs- und Hautschichten
als Masterbatch von Pearl 70 von Ampacet erhalten worden war. In
Beispiel 30 war das CaCO
3 der kavitierten
Kernschicht, Verbindungs- und Hautschichten als Masterbatch von
Pearl 2 von Ampacet erhalten worden. Die Copolymerhautschicht der
Beispiele 28 bis 30 war
EP 8573 ,
ein Ethylen-Propylen-Copolymer,
erhältlich
von Fina Oil and Chemical Co., Chemical Div., Dallas, Texas, USA.
-
Diese
Strukturen wurden unter Verwendung von Aluminium in einem Bell-Rüttelmetallisierer
(Zielwert optische Dichte 2,5) metallisiert. Das Aussehen der vier
Proben unterschied sich deutlich. Das am meisten spiegelnde Aussehen
zeigte sich in Beispiel 27, wobei Beispiel 30 das zweitbeste Spiegelaussehen
und Beispiel 29 das drittbeste Spiegelaussehen hatte. Die Teilchengröße und Form
des PBT in Kombination mit der Homopolymerhaut von Beispiel 27 kombinieren,
damit die metallisierte Hautoberfläche glatt wird.
-
Signifikante
Unterschiede zeigten sich zwischen den Proben mit Pearl 70 (Beispiel
28) und Pearl 2 (Beispiele 29 und 30). Der Medianwert der Teilchengröße des Pearl
70 betrug 2,0 μm,
und der Medianwert der Teilchengröße von Pearl 2 betrug 1,5 μm.
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Die
Verwendung des Calciumcarbonats mit kleinerer Teilchengröße von Pearl
2 in der Kernschicht mit einer Copolymerhaut verbesserte die Oberflächenglattheit
signifikant und verbesserte das Aussehen der spiegelnden Metalloberfläche. Messungen
der Oberflächenrauheit
wurden mit einem Perthometergriffel durchgeführt.
-
Obwohl
eine dickere Verbindungsschicht dazu neigt, die Rauheit der Oberfläche zu reduzieren,
war der signifikantere Unterschied des Aussehens und der Oberflächenglätte ein
Ergebnis der Verwendung größerer gegenüber kleineren
Teilchengrößen im Kern.
-
Es
sollte offensichtlich sein, dass diese Offenbarung beispielhaft
ist und dass verschiedene Veränderungen
durch Zusatz, Veränderung
oder Weglassen von Details vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der
in der Offenbarung enthaltenen Lehre abzuweichen. Die Erfindung
ist daher nicht auf spezielle Details dieser Offenbarung begrenzt,
außer
in dem Maße,
in dem die folgenden Ansprüche
notwendigerweise in dieser Weise begrenzt sind.
