DE69323002T2 - Film für Etikett - Google Patents

Film für Etikett

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Kozo Toyonaka-shi Kotani
Takanori Ibaraki-shi Kume
Takashi Ibaraki-Shi Sakakibara
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Lintec Corp
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Description

    Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Film für Etiketten mit guter Schneideigenschaft. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Film für Etiketten mit beliebiger Deformationseigenschaft und hoher Trennfähigkeit beim Schneiden, der sich durch ein hervorragendes Trennvermögen zum Zeitpunkt des Ausstanzens bei der Etikettherstellung, durch eine ausgezeichnete Anpassungsfähigkeit beim Etikettieren und durch eine ausgezeichnete Anpassung an ein biegsames Gefäß, an dem das Etikett angebracht ist, auszeichnet.
    • Beschreibung des Standes der Technik
  • Etikettierfilme wurden als Schmuck bzw. Verzierung auf den Außenflächen von Behältern benutzt und müssen die wichtigste Grundeigenschaft, d. h. eine Trennbarkeit zu Etiketten verschiedener Größen und Konfigurationen beim Ausstanzen mithilfe eines Werkzeugs besitzen. Darüber hinaus werden zahllose sowohl flexible Behälter als auch harte Behälter vermarktet, so daß sie auch eine beliebige Deformierbarkeit bzw. die Eigenschaft einer freien Deformation (im folgenden als "Anpassungsfähigkeit" bezeichnet), die eine Anpassung an die Konfigurationen der Behälter, insbesondere von flexiblen Behältern, ermöglicht, aufweisen sollten.
  • Die japanische Patent Kokai (offengelegt) Nr. Sho 61-107377 beschreibt einen Film hoher Trennfähigkeit mit niedriger Elmendorf-Reißfestigkeit mit der a. a. O. vorgeschlagenen Eignung für Deckeletiketten. Die Reißfestigkeit des Films dieses Patents ist jedoch für Etiketten auf flexiblen Behältern zu gering, was in problematischer Weise zu einem Reißen der Etiketten beim Deformieren der Behälter führen würde.
  • Die US-A-4 587 158 schlägt ein Polyethylenharze umfassendes, frei deformierbares Etikett vor.
  • Zur Anpassung der Etiketten an flexible Behälter wurden bislang Polyethylenharze mit geeignet niedriger Steifigkeit bevorzugt verwendet. Eine geringere Steifigkeit ist jedoch insofern problematisch, als beim Anbringen von auf einem Trennbogen ausgestanzten Etiketten an Behältern mittels einer automatischen Etikettiervorrichtung die Etiketten nicht erfolgreich vom Trennbogen freigegeben oder faltig werden. Dadurch wird es unmöglich, die Etiketten gleichförmig zu befestigen (diese Eigenschaft der Etiketten wird im folgenden als "Haftungseigenschaft" bezeichnet). Insbesondere besitzen Filme geringerer Steifigkeit eine schlechte Trennfähigkeit, so daß sie beim Ausstanzen nicht in akzeptabler Weise zu einer vorgegebenen Etikettform ausgeschnitten bzw. -gestanzt werden können (im folgenden als "Trennfähigkeit beim Ausstanzen" bezeichnet). Dadurch wird eine stabile Etikettenzufuhr gehemmt, wodurch der Produktionsgrad sinkt und der Ausschuß steigt.
  • Die EP-A-0 235 930 beschreibt normalerweise klebrige, Selbstklebebänder, die weich, nachgiebig, anpassungsfähig und wärmesiegelbar sind. Die Bänder weisen eine Rückschicht aus einem praktisch nicht gedehnten, zähen, geschmeidigen Film aus einer Mischung aus kristallinem isotaktischem Polypropylen und einem verträglichen Polymer auf Ethylenbasis sowie einen normalerweise klebrigen, Haftkleber auf einer Seite des Films auf. Die Filme besitzen einen Längssekan tenmodul von weniger als 3700 kg/cm², einen Quersekantenmodul von weniger als 3700 kg/cm², einen Längselastizitätsmodul von weniger als 5200 kg/cm², einen Querelastizitätsmodul von weniger als 5200 kg/cm², eine Längssteifigkeit von weniger als 1,7 und eine Quersteifigkeit von weniger als 3,0.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um einen Film für Etiketten guter Anpassungsfähigkeit an flexible Behälter und guter Haftungsfähigkeit sowie akzeptabler Trennfähigkeit beim Stanzen zu entwickeln und die damit zuvor geschilderten Schwierigkeiten zu überwinden. Hierbei haben sie gefunden, daß Filme mit verschiedenen für Etiketten bevorzugten Leistungen bereitgestellt werden können, wenn man ein Polypropylenharz mit einem Polyethylenharz mischt und diese in phasengetrennter Struktur vorhanden sein läßt. Die vorliegende Erfindung basiert auf dieser Erkenntnis.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Films für Etiketten hoher Trennfähigkeit beim Ausstanzen, bestehend aus einem Phasentrennungsstruktur aufweisenden Film mit einer maximalen Domänenabmessung von. 1 um oder größer im Querschnitt längs der Richtung senkrecht zur Filmverarbeitungsrichtung, wobei die Struktur durch Ausformen einer Harzmasse, umfassend 20 bis 80 Gew.-% eines Homopolypropylens einer Schmelzflußgeschwindigkeit bzw. eines Schmelzindex von 10 bis 60 g/10 min bei 230ºC unter einer Testbelastung von 2,16 kgf und 20 bis 80 Gew.-% eines niedrigdichten Hochdruckpolyethylenharzes einer Dichte von 0,91 bis 0,93 g/cm³ in Form eines verzweigten Polyethylens einer Schmelzflußgeschwindigkeit bzw. eines Schmelzindex von 5 bis 30 g/10 min bei 190ºC unter einer Testbelastung von 2,16 kgf, welches durch Polymerisation unter hohem Druck hergestellt wurde - wobei das Homopolypropylen und das Polyethylen miteinander nicht verträglich sein dürfen - zu einem Film erhalten wird und wobei der Film einen Young-Modul von 2000 bis 6000 kg/cm² und eine Dicke von 0,02 bis 0,20 mm aufweist.
    • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Erfindungsgemäß wird ein Film für Etiketten gemäß Anspruch 1 bereitgestellt. Der erfindungsgemäße Film für Etiketten hoher Trennfähigkeit beim Ausstanzen läßt sich durch Ausformen einer Harzmasse, umfassend 20 bis 80 Gew.-% eines Homopolypropylens eines Schmelzindex von 10 bis 60 g/10 min bei 230ºC und 20 bis 80 Gew.-% eines niedrigdichten Hochdruckpolyethylenharzes einer Dichte von 0,91 bis 0,93 g/cm³, bei dem es sich um ein durch Polymerisation unter hohem Druck hergestelltes verzweigtes Polyethylen eines Schmelzindex von 5 bis 30 g/10 min bei 190ºC handelt und das mit dem Homopolypropylen nicht verträglich sein darf, zu einem Film herstellen.
  • Der Gehalt des Polypropylenharzes in dem erfindungsgemäßen Film beträgt im Hinblick auf die Trennfähigkeit beim Ausstanzen 20 bis 80, vorzugsweise 50 bis 70 Gew.-%.
  • Wenn die Menge an dem Polypropylenharz unter 20 Gew.-% liegt, besitzt der erhaltene Film eine zu geringe Steifigkeit, um eine zufriedenstellende Etikettierung zu erreichen sowie eine homogene Struktur, wodurch die Trennfähigkeit beim Ausstanzen verschlechtert wird. Eine Polypropylenharzmenge über 80% verleiht dem erhaltenen Film eine so hohe Steifigkeit, daß er (nur noch) schlechter an flexible Behälter anpassbar ist und eine verminderte Trennfähigkeit beim Ausstanzen erhält.
  • Der Young-Modul des Films liegt im Hinblick auf die Hafteigenschaften und die Anpassungsfähigkeit der Etiketten an flexible Behälter im Bereich von 2000 bis 6000 kg/cm². Ein Young-Modul unter 2000 kg/cm² läßt keine gute Hafteigenschaft zur Geltung kommen. Ein Young-Modul über 6000 kg/cm² führt zu einer Verschlechterung der Anpassungsfähigkeit an flexible Behälter.
  • Der erfindungsgemäße Film für Etiketten hoher Trennfähigkeit beim Ausstanzen besitzt eine Dicke von 0,02 bis 0,20 mm. Wenn die Dicke des Films 0,02 mm unterschreitet, verschlechtert sich die Hafteigenschaft. Liegt sie über 0,20 mm, verschlechtert sich die Anpassungsfähigkeit an flexible Behälter.
  • Bei den erfindungsgemäß verwendbaren Polypropylenen handelt es sich im Hinblick auf die durch eine Phasentrennungsstruktur mit einem Polyethylenharz verliehene Trennfähigkeit beim Ausstanzen um Homopolypropylene eines Schmelzindex von 10 bis 60 g/10 min bei 230ºC.
  • Der Schmelzindex des Polypropylenharzes läßt sich durch dessen Zersetzung mit organischen Peroxiden und dgl. steuern.
  • Bei den erfindungsgemäß verwendbaren Polyethylenharzen einer Dichte von 0,91 bis 0,93 g/cm³ handelt es sich um durch Polymerisation unter hohem Druck hergestellte verzweigte Polyethylene eines Schmelzindex von 5 bis 30 g/10 min bei 190ºC. Eine Dichte unter 0,91 g/cm³ führt zu einer lokalen Verminderung der Steifigkeit, eine Dichte über 0,93 g/cm³ führt lokal zu einem übermäßigen Steifigkeitsanstieg.
  • Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polypropylenharze und Polyethylenharze einer Dichte von 0,91 bis 0,93 g/cm³ dürfen im Hinblick auf das Entstehen einer Phasentrennungsstruktur miteinander nicht verträglich sein. Die Phasentrennungsstruktur sollte nicht aus vollständig unabhängig voneinander vorhandenem Polypropylen- und Polyethylenharz, sondern aus polypropylenharzreichen Domänen und polyethylenharzreichen Domänen bestehen. Vorzugsweise sollte jede Domäne so hohe Konzentration an ihrem jeweiligen bzw. jeweils geeigneten Harz aufweisen, daß dies einer unabhängigen Domäne aus einem einzigen Harz nahekommt.
  • Im allgemeinen hängt die Phasentrennungsstruktur von den Kennwerten der verwendeten Harze (Schmelzindex, chemische Zusammensetzungen und dgl.), ihrer Kombination und den Verarbeitungsbedingungen ab. Die Phasentrennungsstruktur besitzt eine maximale Domänenabmessung von 1 um oder mehr im Querschnitt längs der Richtung senkrecht zur Filmverarbeitungsrichtung, um eine gute Trennfähigkeit beim Ausstanzen zu gewährleisten. Wenn beispielsweise das dispergierte Material das erfindungsgemäße Polyethylenharz ist, besitzen die dispergierten Domänen im Film die Form eines langgestreckten Stabes (zylindrische Form), wobei die Längsachse des Stabes parallel zur Filmverarbeitungsrichtung orientiert ist. Wenn der Durchmesser des Stabes etwa 1 um oder größer ist, lassen sich Filme guter Trennfähigkeit beim Ausstanzen herstellen.
  • Wenn neben der zuvor beschriebenen Phasentrennungsstruktur die Reißfestigkeit der Filme in Richtung quer zur Filmverarbeitungsrichtung im Bereich von 130 bis 160 kg/cm bei einer Trenngeschwindigkeit von 200 mm/min liegt, lassen sich solche Filme mit einer noch besseren Trennfähigkeit beim Ausstanzen ausstatten. Vorzugsweise sollte die Reißfestigkeit im Bereich von 130 bis 150 kg/cm liegen.
  • Erfindungsgemäß sollten vorzugsweise beide Filmseiten eine Behandlung erfahren, um eine kritische Oberflächenspannung von 42 dyn/cm oder mehr zu erhalten. Insbesondere sollte eine Seite durch Kontaktieren mit einer Gummiwalze zur leichteren Applikation eines Klebstoffs aufgerauht werden.
  • Den erfindungsgemäßen Polypropylenharzen und Polyethylenharzen können Antioxidantien, Dispergiermittel, antistatische Mittel und Färbemittel einverleibt werden, so lange dadurch der erfindungsgemäß angestrebte Erfolg nicht nennenswert in Frage gestellt wird.
  • Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Films für Etiketten läßt sich beispielsweise wie folgt durchführen: Zunächst werden ein Polypropylenharz und ein Polyethylenharz und erforderlichenfalls ein Stabilisator, ein Färbemittel, ein Dispergiermittel und dgl. in üblicher bekannter Weise mit einer Walze oder einem Banburymischer oder einer Ein- oder Doppelschneckenstrangpresse zur Zubereitung einer Masse gemischt oder verknetet. Danach wird die genannte Masse einem üblichen Formgebungsverfahren, z. B. mittels einer mittig gespeisten Breitschlitzdüse, unterworfen, um einen erfindungsgemäßen Film für Etiketten herzustellen.
  • Zu einer deutlichen Realisierung der Phasentrennungsstruktur können das Polypropylenharz und das Polyethylenharz ganz einfach in Teilchen- oder Pulverform ohne Vorkneten gemischt und einem üblichen Formgebungsverfahren mittels einer mittig gespeisten Breitschlitzdüse zur Herstellung des erfindungsgemäßen Films für Etiketten unterworfen werden. Darüber hinaus kann der erhaltene Film monoaxial oder biaxial gereckt werden. Im Falle einer monoaxialen Reckung wird - auch wenn man sich einer Schlauchreckung bedienen kann - die Walzenreckung bevorzugt. Das Recken kann ein- oder mehrstufig erfolgen. Die biaxiale Reckung kann als gleichzeitige biaxiale Reckung oder sukzessive biaxiale Reckung in Form einer ersten Reckung in Längsrichtung und einer anschließenden Reckung in Querrichtung erfolgen.
  • Der erfindungsgemäße Film für Etiketten mit guter Trennfähigkeit beim Ausstanzen besitzt neben der guten Trennfähigkeit beim Ausstanzen eine hohe Anpassungsfähigkeit an flexible Behälter und eine gute Haftungseigenschaft. Somit eignet er sich besonders gut für Etiketten zum Anbringen an Quetschflaschen und dgl.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand der nicht beschränkenden Beispiele näher erläutert. Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen angegebenen physikalischen Eigenschaften wurden nach folgenden Meßtechniken bestimmt:
  • Young-Modul: die Messung erfolgte bei einer Temperatur von 23ºC gemäß der japanischen Industriestandardvorschrift JIS K7113.
  • Schmelzindex: die Messung erfolgte bei einer Temperatur von 230ºC unter einer Testbelastung von 2,16 kgf für das Polypropylenharz und bei einer Temperatur von 190ºC unter einer Testbelastung von 2,16 kgf für das Polyethylenharz (jeweils) gemäß der japanischen Industriestandardvorschrift JIS K7210.
  • Trennbarkeit beim Ausstanzen: die Bedingungen beim Filmausstanzen mit einer kreisförmigen Klinge eines Durchmessers von 7 mm wurden unter folgendem Standard bewertet (die Bewertung der Elmendorf-Reißfestigkeit ergab keine ausreichende Beziehung zur praktischen Trennfähigkeit beim Ausstanzen):
  • : Der Film wurde gleichmäßig und vollständig längs der Kreislinie mit extrem sauberer Schneidkante geschnitten.
  • : Der Film wurde vollständig längs der Kreislinie geschnitten.
  • Δ: Der Film wurde geschnitten, jedoch nicht perfekt bei einigen ungetrennten Stellen.
  • X: Der Film wurde lediglich teilweise geschnitten.
  • Reißfestigkeit nach der Leather-Methode: Durch Dividieren des numerischen Werts aus der Messung gemäß der japanischen Industriestandardvorschrift JIS-K-6772-1976 durch die Dicke des Prüflings ermittelter Wert.
    • Beispiel 1
  • 60 Gew.-% eines Polypropylenharzes SUMITOMO NOBLEN® HZ100A (erhältlich von SUMITOMO CHEMICAL Co. LTD., Dichte: 0,90 g/cm³; Schmelzindex: 27 g/ 10 min) und 40 Gew.-% eines Polyethylenharzes SUMIKATHENE® G701 (erhältlich von SUMITOMO CHEMICAL Co. LTD., Dichte: 0,918 g/cm³; Schmelzindex: 7,0 g/10 min) wurden zur Herstellung einer Harzteilchenmasse mittels einer PCM-45-Doppelschneckenstrangpresse (erhältlich von IKEGAI SEISAKUSHO Co.) verknetet. Danach wurde die Harzmasse durch Verarbeiten mittels einer mittig gespeisten Breitschlitzdüse bei einer Temperatur von 230ºC zu einem Film einer Dicke von 70 um verarbeitet.
  • Der erhaltene Film besaß eine akzeptable Trennfähigkeit beim Ausstanzen und einen für den Film für Etiketten geeigneten Young-Modul.
    • Beispiel 2
  • Entsprechend Beispiel 1 wurde ein Film hergestellt, wobei jedoch 30 Gew.-% des Polypropylenharzes und 70 Gew.-% des Polyethylenharzes verwendet wurden.
  • Der erhaltene Film besaß eine identische Trennfähigkeit beim Ausstanzen wie der Film des Beispiels 1 und einen für den Film für Etiketten geeigneten Young-Modul.
    • Beispiel 3
  • 50 Gew.-% eines Polypropylenharzes, das durch Zersetzen von SUMITOMO NOBLEN® HH100 (erhältlich von SUMITOMO CHEMICAL Co. LTD., Dichte: 0,90 g/cm³; Schmelzindex: 4 g/ 10 min) mit einem organischen Peroxid, nämlich 2,5-Dimethyl-2,5-di-tert.- butylperoxyhexan, das in einer Menge von 0,0024 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes zugesetzt worden war, bis zu einem Schmelzindex von 30 g/10 min hergestellt worden war, und 50 Gew.-% eines Polyethylenharzes SUMIKATHENE® G701 (erhältlich von SUMITOMO CHEMICAL Co. LTD., Dichte: 0,918 g/cm³; Schmelzindex: 7,0 g/10 min) wurden nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren zu einem Film einer Dicke von 70 um verarbeitet. Der erhaltene Film besaß eine identische Trennfähigkeit beim Ausstanzen wie derjenige des Beispiels 1 und einen für den Film für Etiketten geeigneten Young-Modul.
    • Beispiel 4
  • Entsprechend Beispiel 1 wurde ein Film hergestellt, wobei jedoch 70 Gew.-% des Polypropylenharzes und 30 Gew.-% des Polyethylenharzes verwendet wurden.
  • Der erhaltene Film besaß eine identische Trennfähigkeit beim Ausstanzen wie derjenige des Beispiels 1 und einen für den Film für Etiketten geeigneten Young-Modul.
    • Vergleichsbeispiel 1
  • Entsprechend Beispiel 1 wurde ein Film hergestellt, wobei jedoch 10 Gew.-% des Polypropylenharzes und 90 Gew.-% des Polyethylenharzes verwendet wurden.
  • Der erhaltene Film besaß einen niedrigen Young-Modul, eine schlechtere Hafteigenschaft und eine schlechte Trennfähigkeit beim Ausstanzen, so daß er sich nicht als Film für Etiketten eignete.
    • Vergleichsbeispiel 2
  • Ein Polypropylenharz, nämlich SUMITOMO NOBLEN® RW130 (erhältlich von SUMITOMO CHEMICAL Co. LTD., Dichte: 0,90 g/cm³, statistisches Polypropylen einer Monomerzusammensetzung Propylen/Ethylen im Gewichtsverhältnis 96,8/3,2, Schmelzindex: 6,0 g/10 min) wurde ohne Verwendung irgendeines Polyethylenharzes zu einem Film verarbeitet. Der erhaltene Film besaß eine deutlich schlechtere Trennfähigkeit beim Ausstanzen und eignete sich nicht als Film für Etiketten.
    • Vergleichsbeispiel 3
  • Entsprechend Beispiel 1 wurde ein Film hergestellt, wobei dieser jedoch eine Dicke von 0,3 mm besaß. Der erhaltene Film war zu steif, besaß eine schlechte Anpassungsfähigkeit an flexible Behälter und eignete sich nicht als Film für Etiketten.
    • Vergleichsbeispiel 4
  • Entsprechend Beispiel 3 wurde ein Film hergestellt, wobei jedoch das Polypropylenharz nicht mit dem organischen Peroxid zersetzt wurde. Der erhaltene Film besaß eine schlechte Trennfähigkeit beim Ausstanzen und eignete sich nicht als Film für Etiketten.
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Tabelle 1
  • * Richtung quer zur Maschinenrichtung

Claims (2)

1. Film für Etiketten hoher Trennfähigkeit beim Ausstanzen, bestehend aus eine Film mit Phasentrennungsstruktur einer maximalen Domänenabmessung von 1 um oder größer im Querschnitt längs der Richtung senkrecht zur Filmverarbeitungsrichtung, wobei die (betreffende) Struktur durch Ausformen einer Harzmasse, umfassend 20 bis 80 Gew.-% eines Homopolypropylens eines Schmelzindex von 10 bis 60 g/10 min bei 230ºC unter einer Testbelastung von 2,16 kgf und 20 bis 80 Gew.-% eines niedrigdichten Hochdruckpolyethylens einer Dichte von 0,91 bis 0,93 g/cm³ in Form eines durch Polymerisation unter hohem Druck hergestellten verzweigten Polyethylens eines Schmelzindex von 5 bis 30 g/10 min bei 190 ºC unter einer Testbelastung von 2,16 kgf - wobei das Homopropylen- und das Polyethylenharz miteinander nicht verträglich sein dürfen - zu einem Film erhalten wird und wobei der Film einen Young-Modul von 2000 bis 6000 kg/cm² und eine Dicke von 0,02 bis 0,20 mm aufweist.
2. Film für Etiketten hoher Trennfähigkeit beim Ausstanzen nach Anspruch 1, wobei der Gehalt an dem Polypropylenharz im Bereich von 50 bis 70 Gew.-% liegt.
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