EP1729272A1 - Heat-shrinkable polymer label - Google Patents
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- G09F3/04—Labels, tag tickets, or similar identification or indication means; Seals; Postage or like stamps to be fastened or secured by the material of the label itself, e.g. by thermo-adhesion
Definitions
- the present invention relates to a label made of thermally shrinkable plastic material.
- Labels made of shrinkable plastic material are increasingly replacing traditional paper labels.
- the labels produced from shrink films or shrink sleeves have the advantage of completely sheathing even irregularly shaped containers. These labels are impervious to moisture, they do not dissolve unintentionally, can be provided with large area imprints and still allow a high degree of transparency, so that the product marked with the label is still visible.
- the labels can also be processed into security and tamper-evident seals.
- the shrink labels have shrinkage values, which can be adapted within certain limits to the particular application.
- the known shrink labels are shrinkable depending on the pretreatment in the transverse direction, but also in the longitudinal direction.
- the known films used are traded as rolled goods or as a prefabricated hose.
- the labels made of shrinkable plastic material are today mainly made of PVC or PET. Occasionally, oriented polystyrene or oriented polypropylene is used. In these known starting materials, the problem arises that especially the material PVC, but also the other materials are difficult to separate and dispose of other packaging materials and waste. In addition, the shrinkage behavior of the known materials is not satisfactory in all applications.
- the object is achieved by the label is made of a predominantly or exclusively longitudinally stretched film of a polyethylene material.
- Polyethylene waste can be incinerated without polluting the environment. Polyethylene is considered harmless to health and can therefore be disposed of in an environmentally friendly way. In addition, polyethylene has a lower density than prior art shrink film materials, except for OPP, and thus can be more easily separated from other materials. Polyethylene is also inexpensive and can be stretched to a considerable extent and then shrunk again. The material also has sufficient rigidity to make the label sufficiently durable and resistant to mechanical stress.
- the labels according to the invention are clearly superior to the previously known wrap-around labels based on O-PP.
- the labels according to the invention can also adapt to very unusual shaped packaging bodies.
- the shrinkage temperatures are still within a manageable range, whereby the processing effort remains within reasonable limits.
- the material for the labels is made of a blown film whose material is made Polyethylene exists.
- the mechanical properties of the polyethylenes are highly dependent on the molecular size and structure of the polyethylenes. With the density increase shear modulus, hardness, yield strength and melting range; the shock resistance, transparency, swellability and solubility then decrease. With the same density increase with increasing molecular weight of the polyethylene tear strength, elongation, shock resistance, impact resistance and creep strength.
- the blown film can be made of pure LLDPE, but blends with HDPE or LDPE are also possible. The mixture selected in each case for a use case must be selected by a person skilled in the art depending on the desired properties.
- the blown film used can be extruded with an inflation ratio. A transverse shrinkage effect generated thereby is compensated again during later stretching of the film. After extrusion, the film is conveyed into the stretching oven where it is heated and stretched. Thereafter, the film runs out of the stretching oven again, is cooled, laid flat and cut. Upon stretching, the macromolecules are oriented longitudinally and this orientation is frozen with subsequent cooling. Upon subsequent heating, the macromolecules revert to their normal position, causing the film to shrink.
- the extruded film has a thickness of 180 microns, after stretching, the thickness is still 45 microns.
- the stretch ratio is 1: 4.
- the stretched film can be delivered as a roll or in sections.
- the material used has a density of less than 1 g / cm 3 , it does not sink down in the water like metal, sand and other substances, but stays on top of the water surface and can thus be easily separated from other waste materials become.
- the minimum realizable density is currently about 0.87 g / cm 3 .
- the density depends not only on the starting material, but also on the particular additive. At a density of 0.92 to 0.95, sufficient strength can be set with good shrink properties.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Etikett aus thermisch schrumpfbarem Kunststoffmaterial.The present invention relates to a label made of thermally shrinkable plastic material.
Aus schrumpfbarem Kunststoffmaterial hergestellte Etiketten ersetzen zunehmend klassische Papieretiketten. Die aus Schrumpffolien oder Schrumpf-Sleeves hergestellten Etiketten weisen den Vorteil auf, auch unregelmäßig geformte Behältnisse komplett zu ummanteln. Diese Etiketten sind unempfindlich gegen Feuchtigkeit, sie lösen sich nicht unbeabsichtigt, können mit großflächigen Aufdrucken versehen sein und lassen trotzdem ein hohes Maß an Transparenz zu, so daß das mit dem Etikett gekennzeichnete Produkt immer noch sichtbar ist. Die Etiketten können auch zu Sicherheits- und Originalitätsverschlüssen verarbeitet werden.Labels made of shrinkable plastic material are increasingly replacing traditional paper labels. The labels produced from shrink films or shrink sleeves have the advantage of completely sheathing even irregularly shaped containers. These labels are impervious to moisture, they do not dissolve unintentionally, can be provided with large area imprints and still allow a high degree of transparency, so that the product marked with the label is still visible. The labels can also be processed into security and tamper-evident seals.
Die Schrumpf-Etiketten weisen Schrumpfwerte auf, die in gewissen Grenzen an den jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden können. Die bekannten Schrumpf-Etiketten sind je nach Vorbehandlung in Querrichtung, aber auch in Längsrichtung schrumpfbar. Die bekannten verwendeten Folien werden als Rollenware oder als konfektionierter Schlauch gehandelt.The shrink labels have shrinkage values, which can be adapted within certain limits to the particular application. The known shrink labels are shrinkable depending on the pretreatment in the transverse direction, but also in the longitudinal direction. The known films used are traded as rolled goods or as a prefabricated hose.
Die Etiketten aus schrumpfbarem Kunststoffmaterial werden heute überwiegend aus PVC oder PET hergestellt. Vereinzelt wird auch orientiertes Polystyrol oder orientiertes Polypropylen verwendet. Bei diesen bekannten Ausgangsmaterialien stellt sich das Problem, daß vor allem das Material PVC, aber auch die anderen Materialien schwierig von anderen Verpackungsmaterialien und Abfällen zu trennen und entsorgen sind. Zudem ist das Schrumpfverhalten der bekannten Materialien nicht in allen Anwendungsfällen zufriedenstellend.The labels made of shrinkable plastic material are today mainly made of PVC or PET. Occasionally, oriented polystyrene or oriented polypropylene is used. In these known starting materials, the problem arises that especially the material PVC, but also the other materials are difficult to separate and dispose of other packaging materials and waste. In addition, the shrinkage behavior of the known materials is not satisfactory in all applications.
Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Etikett zu schaffen, welches aus einem umweltfreundlichen Material hergestellt ist und welches verbesserte Schrumpfeigenschaften aufweist.Accordingly, it is the object of the present invention to provide a generic label, which is made of an environmentally friendly material and which has improved shrink properties.
Die Aufgabe wird gelöst, indem das Etikett aus einer überwiegend oder ausschließlich in Längsrichtung gereckten Folie aus einem Polyethylen-Werkstoff hergestellt ist.The object is achieved by the label is made of a predominantly or exclusively longitudinally stretched film of a polyethylene material.
Polyethylen-Abfälle lassen sich ohne Umweltbelastungen verbrennen. Polyethylen gilt als gesundheitlich unbedenklich und kann also insgesamt umweltfreundlich entsorgt werden. Außerdem weist Polyethylen eine geringere Dichte als die vorbekannten Materialien für Schrumpffolien auf, mit Ausnahme von OPP, und kann auf diese Weise leichter von anderen Materialien getrennt werden. Polyethylen ist zudem kostengünstig und kann in erheblichem Maß gereckt und anschließend wieder geschrumpft werden. Das Material verfügt zudem über eine ausreichende Steifigkeit, um die Etikette ausreichend dauerhaft und widerstandsfähig gegen mechanische Belastungen machen zu können.Polyethylene waste can be incinerated without polluting the environment. Polyethylene is considered harmless to health and can therefore be disposed of in an environmentally friendly way. In addition, polyethylene has a lower density than prior art shrink film materials, except for OPP, and thus can be more easily separated from other materials. Polyethylene is also inexpensive and can be stretched to a considerable extent and then shrunk again. The material also has sufficient rigidity to make the label sufficiently durable and resistant to mechanical stress.
Weitere Vorteile und bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.Further advantages and preferred embodiments will become apparent from the features of the subclaims and the following description.
Bei einer Folie, die überwiegend oder ausschließlich in Längsrichtung gereckt ist, ergibt sich ein gut kalkulierbares Schrumpfverhalten, insbesondere, wenn das Etikett als sogenanntes "Wrap Around"-Etikett verwendet wird. Anders als die Sleeve-Etiketten, die als Schlauch über den mit dem Etikett zu versehenden Behälter gestülpt und sodann geschrumpft werden, werden die "Wrap-Around"-Etiketten um den Behälter gewickelt, die Enden eines Etiketts werden fixiert - beispielsweise durch Schmelzen oder Kleben - und dann geschrumpft. Die "Wrap-Around"-Etiketten können mit einem geringeren maschinenbaulichen Aufwand in einer hohen Stückzahl pro Zeiteinheit verarbeitet werden. Ist die Folie überwiegend oder ausschließlich in Längsrichtung gereckt, ergibt sich beim Schrumpfen nur eine allenfalls geringe Querschrumpfung, dafür ist die Längsschrumpfung um so ausgeprägter. Die "Wrap-Around"-Etiketten können sehr präzise positioniert werden. Je nach Anwendungsfall ist ein geringes Maß an Querschrumpf tolerabel.In a film which is stretched predominantly or exclusively in the longitudinal direction, results in a well-predictable shrinkage behavior, especially if the label is used as a so-called "wrap around" label. Unlike sleeve labels, which are slipped over the labeled container as a tube and then shrunk, the "wrap-around" labels wrap around the container wrapped, the ends of a label are fixed - for example, by melting or gluing - and then shrunk. The "wrap-around" labels can be processed in a high number of pieces per unit of time with a lower mechanical engineering effort. If the film is stretched predominantly or exclusively in the longitudinal direction, the shrinkage results in only a slight transverse shrinkage at most, but the longitudinal shrinkage is all the more pronounced. The "wrap-around" labels can be positioned very precisely. Depending on the application, a low degree of transverse shrinkage is tolerable.
Bei Versuchen mit Musterfolien sind Längsschrumpfungen bei entsprechendem Material um über 50 % festgestellt worden, wie das beigefügte Diagramm beispielhaft für ein Material zeigt. Auf der X-Achse sind die Temperaturen dargestellt, während auf der y-Achse das Maß an erzielter Schrumpfung abgetragen ist. Die Kurve 2 zeigt daß erzielte Maß an Längsschrumpf, die Kurve 4 das erzielte Maß an Querschrumpf, jeweils in Prozent, in Abhängigkeit von der herrschenden Temperatur. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, ergibt sich bei Temperaturen von bis zu 90° C nur eine geringe Längsschrumpfung von unter 10 %. Ab 95° C steigt die Längsschrumpfung bei zunehmender Temperatur steil an, und liegt bei 120° C bei über 50 %. Demgegenüber bleibt die Querschrumpfung bis 110° C nahezu konstant bei 0 %. Bei 120° C dehnt sich das Material sogar um 2 % aus. Mit solchen Schrumpfungswerten sind die erfindungsgemäßen Etiketten den vorbekannten Wrap-Around-Etiketten auf Basis von O-PP deutlich überlegen. Damit können sich die erfindungsgemäßen Etiketten auch sehr ausgefallen geformten Verpackungskörpern anpassen. Zudem liegen die Schrumpfungstemperaturen noch in einem gut beherrschbaren Bereich, wodurch der Verarbeitungsaufwand in einem vertretbaren Rahmen bleibt.In tests with sample films, longitudinal shrinkage has been found to be over 50% with corresponding material, as the attached diagram shows by way of example for one material. The X-axis shows the temperatures, while the y-axis shows the amount of shrinkage achieved.
Das Material für die Etiketten wird aus einer Blasfolie hergestellt, deren Material aus Polyethylen besteht. Die mechanischen Eigenschaften der Polyethylene sind stark abhängig von der Molekülgröße und -struktur der Polyethylene. Mit der Dichte steigen Schubmodul, Härte, Streckgrenze und Schmelzbereich; die Schockfestigkeit, Transparenz, Quellbarkeit und Löslichkeit nehmen dann ab. Bei gleicher Dichte nehmen mit steigender Molmasse der Polyethylene Reißfestigkeit, Dehnung, Schockfestigkeit, Schlagzähigkeit und Dauerstandfestigkeit zu. Die Blasfolie kann aus reinem LLDPE hergestellt werden, es sind jedoch auch Abmischungen mit HDPE oder LDPE möglich. Die jeweils für einen Verwendungsfall ausgewählte Mischung muß von einem Fachmann in Abhängigkeit der gewünschten Eigenschaften ausgewählt werden.The material for the labels is made of a blown film whose material is made Polyethylene exists. The mechanical properties of the polyethylenes are highly dependent on the molecular size and structure of the polyethylenes. With the density increase shear modulus, hardness, yield strength and melting range; the shock resistance, transparency, swellability and solubility then decrease. With the same density increase with increasing molecular weight of the polyethylene tear strength, elongation, shock resistance, impact resistance and creep strength. The blown film can be made of pure LLDPE, but blends with HDPE or LDPE are also possible. The mixture selected in each case for a use case must be selected by a person skilled in the art depending on the desired properties.
Die eingesetzte Blasfolie kann mit einem Aufblasverhältnis extrudiert werden. Ein dadurch erzeugter Querschrumpfeffekt wird beim späteren Recken der Folie wieder ausgeglichen. Nach dem Extrudieren wird die Folie in den Reckofen befördert, dort erwärmt und gereckt. Danach läuft die Folie wieder aus dem Reckofen heraus, wird gekühlt, flachgelegt und geschnitten. Beim Recken werden die Makromoleküle in Längsrichtung orientiert, und diese Orientierung wird mit dem nachfolgenden Abkühlen eingefroren. Bei einer späteren Erwärmung nehmen die Makromoleküle wieder ihre normale Anordnung ein, wodurch die Folie schrumpft.The blown film used can be extruded with an inflation ratio. A transverse shrinkage effect generated thereby is compensated again during later stretching of the film. After extrusion, the film is conveyed into the stretching oven where it is heated and stretched. Thereafter, the film runs out of the stretching oven again, is cooled, laid flat and cut. Upon stretching, the macromolecules are oriented longitudinally and this orientation is frozen with subsequent cooling. Upon subsequent heating, the macromolecules revert to their normal position, causing the film to shrink.
In einer beispielhaften Anwendung hat die extrudierte Folie eine Dicke von 180 µm, nach dem Recken beträgt die Dicke noch 45 µm. In diesem Fall liegt das Reckverhältnis bei 1:4. Die gereckte Folie kann als Rollenware oder in Abschnitten ausgeliefert werden.In an exemplary application, the extruded film has a thickness of 180 microns, after stretching, the thickness is still 45 microns. In this case, the stretch ratio is 1: 4. The stretched film can be delivered as a roll or in sections.
Weist das verwendete Material eine Dichte von weniger als 1 g/cm3 auf, so sinkt es im Wasser nicht wie Metall, Sand und andere Stoffe nach unten, sondern bleibt oben auf der Wasseroberfläche und kann so mühelos von anderen Abfallstoffen getrennt werden. Die minimal realisierbare Dichte liegt gegenwärtig bei etwa 0,87 g/cm3. Die Dichte hängt nicht nur vom Ausgangsmaterial ab, sondern auch von der jeweiligen Additivierung. Bei einer Dichte von 0,92 bis 0,95 kann eine ausreichende Festigkeit bei guten Schrumpfeigenschaften eingestellt werden.If the material used has a density of less than 1 g / cm 3 , it does not sink down in the water like metal, sand and other substances, but stays on top of the water surface and can thus be easily separated from other waste materials become. The minimum realizable density is currently about 0.87 g / cm 3 . The density depends not only on the starting material, but also on the particular additive. At a density of 0.92 to 0.95, sufficient strength can be set with good shrink properties.
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