ES2204844T3 - Pelicula opaca blanca metalizable, peliculas metalizadas fabricadas a partir de la misma y etiquetas fabricadas a partir de dichas peliculas metalizadas. - Google Patents

Pelicula opaca blanca metalizable, peliculas metalizadas fabricadas a partir de la misma y etiquetas fabricadas a partir de dichas peliculas metalizadas.

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ES2204844T3 ES01912704T ES01912704T ES2204844T3 ES 2204844 T3 ES2204844 T3 ES 2204844T3 ES 01912704 T ES01912704 T ES 01912704T ES 01912704 T ES01912704 T ES 01912704T ES 2204844 T3 ES2204844 T3 ES 2204844T3
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Abstract

Película opaca blanca, metalizable, en multicapa, orientada biaxialmente que incluye por lo menos una capa con núcleo interno y unas capas de revestimiento opuestas en el exterior, siendo una de dichas capas de revestimiento externas una capa sin poros que tiene una superficie de la misma tratada para recibir una capa metálica sobre la misma e incluyendo la capa de revestimiento externa opuesta un aditivo que produce poros en una cantidad comprendida entre el 20% y el 60% en peso, referida al peso de dicha capa externa opuesta, para proporcionar suficiente porosidad para la absorción de un pegamento adhesivo acuoso en frío del tipo empleado para adherir una etiqueta a un recipiente.

Description

Película opaca blanca metalizable, películas metalizadas fabricadas a partir de la misma y etiquetas fabricadas a partir de dichas películas metalizadas.
Campo de la invención
La presente invención se refiere generalmente a películas opacas blancas metalizables y, más particularmente, a películas metalizadas fabricadas a partir de éstas y a etiquetas fabricadas a partir de dichas películas metalizadas. En particular, la presente invención se refiere a películas metalizadas, opacas, blancas capaces de recibir un pegamento adhesivo acuoso en frío del tipo empleado generalmente para adherir las películas a un recipiente; haciendo de este modo muy deseables las películas metalizadas de la presente invención para su utilización en la fabricación de etiquetas recortadas y en tacos para aplicar a recipientes.
Antecedentes de la invención
Las películas opacas blancas metalizables son bien conocidas en la técnica y se fabrican para una variedad de aplicaciones. Para muchas aplicaciones, que incluyen pero no se limitan al embalaje decorativo y a determinadas aplicaciones de etiquetado, es muy deseable conseguir un aspecto brillante, con mucho brillo de la capa metálica. En la técnica anterior, las películas metalizadas, opacas que emplean un aditivo opacificante, productor de poros en el núcleo en cantidad suficiente para conseguir la opacidad deseada en la película, la capa metálica tiende a ser algo mate y con las características de mucha brillantez y brillo deseadas para muchas aplicaciones.
Una forma de conseguir mayor brillantez o brillo en la capa metálica es evitar la utilización de aditivos productores de poros, tal como el carbonato de calcio, para conseguir la opacidad deseada. Así pues, para aplicaciones que requieren una mayor brillantez o brillo en la capa metálica, la opacidad y la blancura se pueden conseguir incorporando partículas de TiO_{2} en el núcleo de la película, que sean demasiado pequeñas para iniciar la producción de poros.
Además, un revestimiento metalizable sin poros compuesto de polipropileno, copolímeros de polipropileno o sus mezclas, se puede extrusionar con una parte de la capa del núcleo. Dicha capa de revestimiento posiblemente también podría contener TiO_{2} para mejorar además la opacidad y la blancura de la película. Aunque la utilización de aditivos no productores de poros para crear blancura y opacidad en las películas metalizadas puede proporcionar brillantez y brillo satisfactorios en la capa metálica no contribuyen a conseguir otras propiedades deseadas en las aplicaciones de etiquetado.
Cuando se desea que la película metalizada se utilice para aplicaciones de etiquetado, y más específicamente para aplicaciones en etiquetas recortadas y en tacos, es muy deseable emplear pegamentos adhesivos acuosos en frío sobre la etiqueta para adherir la etiqueta al recipiente deseado. Existen varios procedimientos para permitir la utilización de estos pegamentos adhesivos en frío en aplicaciones de etiquetado. En primer lugar, en etiquetas de papel, la estructura celulósica por sí misma es capaz de absorber el exceso de humedad del pegamento adhesivo en frío, permitiendo de este modo la adhesión de la etiqueta de papel en el recipiente. Sin embargo, para muchas aplicaciones es muy deseable emplear etiquetas de plástico, ya que éstas tienden a ser más duraderas que las etiquetas de papel.
Se emplean películas de plástico para la fabricación de etiquetas que incluyen un pegamento adhesivo acuoso en frío para adherir la etiqueta a un recipiente, p. ej.: una botella de vidrio o de plástico. Para dichas aplicaciones una práctica corriente consiste en emplear una operación de recubrimiento secundaria en la que se aplica un recubrimiento higroscópico a una superficie de la película y este recubrimiento constituye la capa receptora de adhesivo. Aunque estas películas son generalmente satisfactorias para los fines pretendidos, no requieren la utilización de una operación de recubrimiento secundaria, aumentando de este modo los costes de fabricación.
Las películas blancas metalizadas orientadas biaxialmente se dan a conocer en los documentos
US-A-5.425.996; nº 5.326.625 y nº 4.883.698.
Las películas multicapa orientadas biaxialmente se dan a conocer también en los documentos
EP-A-0199228 y WO 97/11846.
El documento US-A-4.701.369 da a conocer una película multicapa orientada que incluye un núcleo no absorbente que está exento de poros y una o dos capas superficiales. Cada capa superficial incluye un aditivo productor de poros para hacer la(s) superficie(s) absorbente(s) al agua. Duncan no se refiere de ninguna manera a las películas metalizables o metalizadas y evidentemente no se refiere de ninguna manera a una película diseñada para aumentar la brillantez o el brillo de una película metalizada. Duncan no describe una variedad de aditivos productores de poros que se utilizan en la invención.
En vista de lo anterior, se necesitan películas opacas blancas metalizables que reciben sobre ellas una capa metálica brillante con mucho brillo y que son muy adecuadas para su utilización en aplicaciones de etiquetado y en particular en aplicaciones de etiquetas recortadas o en tacos en las que se pueden utilizar pegamentos adhesivos acuosos en frío, sin necesidad de incluir ninguna etapa de recubrimiento higroscópico por separado. Es a dichas películas opacas blancas metalizables, a las películas metalizadas fabricadas a partir de éstas y a las etiquetas fabricadas a partir de las películas metalizadas a las que se refiere la presente invención.
Según la invención en un aspecto se proporciona una película opaca blanca, metalizable en multicapa, orientada biaxialmente que incluye por lo menos una capa con núcleo interno y capas de revestimiento opuestas externas, siendo una de dichas capas de revestimiento externas una capa sin poros que tiene una de sus superficies tratada para recibir una capa metálica sobre ella e incluyendo la capa de revestimiento externa un aditivo productor de poros en una cantidad comprendida entre el 20% y el 60% en peso, basada en el peso de dicha capa externa opuesta, para proporcionar suficiente porosidad para la absorción de un pegamento adhesivo acuoso en frío del tipo empleado para adherir una etiqueta a un recipiente.
Las películas opacas blancas metalizables de la presente invención incluyen por lo menos tres capas distintas que proporcionan una película opaca, orientada biaxialmente capaz de recibir una capa metálica brillante, con mucho brillo en una de sus superficies expuestas y de recibir en su superficie opuesta expuesta un pegamento adhesivo acuoso en frío del tipo empleado en los tacos de etiquetas de plástico para adherir las etiquetas de plástico a un recipiente deseado, p. ej.: un recipiente o botella de plástico o de vidrio. La superficie opuesta expuesta es la superficie externa de una capa porosa que ayuda a comunicar la opacidad deseada a la película y que presenta también las características de absorción deseadas para absorber la cantidad necesaria de humedad de los pegamentos adhesivos acuosos en frío que se han de aplicar a ésta.
Las películas según la presente invención se fabrican preferentemente en una rama convencional y/o equipo de elaboración de poros según el procedimiento de la rama, las capas múltiples de la película se extruyen a través de una boquilla convencional y a continuación se extienden sucesivamente en la dirección de la máquina aproximadamente del 4 al 7% y a continuación en la dirección transversal, aproximadamente del 7 al 11% antes de enfriar la película en su estado orientado biaxialmente deseado. El procedimiento particular empleado para fabricar las películas de la presente invención no se considera una limitación de la invención; debiendo entenderse que se puede emplear cualquier procedimiento aceptable para formar las películas orientadas biaxialmente de la presente invención.
El núcleo interno es preferentemente un homopolímero de polipropileno de un copolímero minialeatorio que tiene un bajo contenido en etileno, del orden del 1% o menos. En las formas de realización más preferidas de la presente invención los aditivos productores de poros están completamente suprimidos en el núcleo. Se ha determinado que la inclusión de una cantidad tan pequeña como el 1 al 2% de aditivo de carbonato de calcio productor de poros en el núcleo afecta desfavorablemente a la brillantez metálica final de la película metalizada. De hecho, la brillantez metálica de dichas películas ligeramente porosas apenas se reduce en un factor de 5 en un ángulo reflejable de 20º medido utilizando un medidor de brillo TRI con espejo Byk Gardner. Sin embargo es dentro del ámbito de la invención que se incluyen los aditivos que no producen poros, tales como el dióxido de titanio en el núcleo para aumentar la opacidad. En una forma de realización representativa de la presente invención el núcleo tiene un espesor de aproximadamente 500 \mum (200 calibres) (1 calibre = 0,25 \mum).
La capa de revestimiento que se desea que reciba un recubrimiento fino metalizado sobre ella es preferentemente un copolímero o una mezcla de copolímeros de polipropileno que se trata de una manera muy conocida para mejorar la adhesión a la superficie de modo que la capa sea receptiva para recibir sobre ella la capa fina metalizada. El tratamiento más preferido en la presente invención es un procedimiento de tratamiento en corona. En una forma de realización ejemplar de la presente invención la capa de revestimiento que se desea recibir en el recubrimiento metalizado tiene un espesor de aproximadamente 5 \mum (20 calibres) o menos.
Debe indicarse que el tratamiento a la llama de las películas finas y de las películas opacas porosas es un procedimiento de tratamiento sumamente difícil y poco práctico. En particular, las películas opacas porosas no disipan muy bien el calor generado en un procedimiento de tratamiento a la llama y, por esta razón, se prefieren otros procedimientos de tratamiento tales como el tratamiento en corona.
La capa opuesta o del revestimiento del dorso, que preferentemente es del orden de 3,75 a 6,25 \mum (15 a 25 calibres) de espesor, está compuesta por homopolímeros de polipropileno, copolímeros de polipropileno incluyendo los comonómeros de C_{10} o menos en una cantidad inferior al 50% en peso de copolímero y mezclas de dichos homopolímeros de polipropileno y copolímeros de polipropileno. En la forma de realización más preferida de la invención la capa opuesta o del revestimiento del dorso es un homopolímero de polipropileno o un copolímero minialeatorio de la misma composición empleada en el núcleo. Sin embargo, a diferencia de otras películas de la técnica anterior, esta capa de revestimiento del dorso es sumamente porosa con un aditivo productor de poros adecuado para proporcionar un nivel de porosidad adecuado para la absorción de la humedad de los pegamentos adhesivos acuosos en frío del tipo que se emplea para adherir una etiqueta a un recipiente. En la forma de realización más preferida de la invención la capa de revestimiento sumamente porosa es una superficie tratada por el tratamiento en corona u otro procedimiento de tratamiento oxidativo adaptable al tratamiento de una capa porosa de polímero, para mejorar de este modo la humectación y la adhesión del pegamento adhesivo en frío a la capa de revestimiento de la película. Este es un requisito muy importante de las películas disponibles en el comercio según la presente invención.
En las formas de realización preferidas de la presente invención, el agente productor de poros empleado en la capa de revestimiento del dorso es el carbonato de calcio con un tamaño de partícula comprendido en el intervalo entre 1 y 5 \mum. Más preferentemente el carbonato de calcio empleado en la presente invención es de un tamaño de partícula comprendido entre 1 y 2 \mum y está presente en una cantidad del 20% a aproximadamente el 60% en peso de la capa de revestimiento para conseguir la porosidad deseada. Otros agentes opacificantes productores de poros que se pueden utilizar en la presente invención son el dióxido de silicio, silicato de aluminio y silicato de magnesio.
Se cree que los porcentajes de carbonato de calcio de 1 a 2 \mum inferiores al 20% en peso de la capa de revestimiento no proporcionarán la porosidad necesaria para absorber los niveles de humedad requeridos por los pegamentos adhesivos acuosos en frío empleados en aplicaciones de etiquetado. Por otra parte se cree que las cantidades de carbonato de calcio de 1 a 2 \mum en exceso del 60% en peso de la capa de revestimiento afectarán desfavorablemente la procesabilidad de la capa de revestimiento. En particular, dichas cantidades elevadas de carbonato de calcio no estarán desembolsadas efectiva y uniformemente en toda la capa de revestimiento, afectando de este modo desfavorablemente la uniformidad de las propiedades reológicas de la película.
En las formas de realización más preferidas de la presente invención la cantidad de carbonato de calcio de 1 a 2 \mum debería ser por lo menos el 25%, más preferentemente por lo menos el 35% y aún más preferentemente el 40%. Más preferentemente, la cantidad límite superior de carbonato de calcio de 1 a 2 \mum debería ser el 55% o menos y aún más preferentemente no más del 50%. Todos los porcentajes de calcio citados en la presente memoria están en peso, referidos al peso total de la capa de revestimiento porosa incluyendo en ella el carbonato de calcio.
Según la presente invención, la elevada porosidad del dorso de la capa de revestimiento que se opone a la capa de revestimiento metalizada proporciona la doble ventaja de aumentar la opacidad de la película y proporcionar la porosidad deseada para la absorción de la humedad del pegamento adhesivo acuoso en frío del tipo empleado en las aplicaciones de etiquetado. Estas dobles ventajas se consiguen sin afectar convenientemente la brillantez de las películas metalizadas comprendidas dentro del alcance de la presente invención.
En las formas de realización más preferidas de la presente invención, la capa no porosa de revestimiento tratada en corona presenta una capa fina metalizada del orden de angstroms aplicada a ella, mediante un procedimiento de deposición con vapor u otro procedimiento de metalización bien conocido.
La película metalizada se puede recortar a continuación en etiquetas deseadas y en particular en etiquetas recortadas y en tacos del tipo empleado en una operación en tratamiento continuo en la que los pegamentos o los adhesivos acuosos se aplican al dorso de la capa de revestimiento antes de adherir la capa a un recipiente deseado, p. ej.: una botella de plástico, una botella de vidrio o similares. Los adhesivos acuosos preferidos que se pueden utilizar en la presente invención incluyen Henkel Optal 10-7300 y Henkel Optal 10-7302. Estos últimos adhesivos incluyen ambos esencialmente la misma química, estando formulado el 10-7302 para una limpieza más fácil.
Se pueden incluir otros aditivos convencionales, en cantidades convencionales, en las composiciones y en las películas de la invención. Otros aditivos convencionales adecuados incluyen antioxidantes, pigmentos modificadores de tensión de orientación, retardadores de llama, agentes antiestáticos, agentes antibloqueantes, agentes antivelado y agentes antideslizantes.
Otra clase de aditivos que se puede incluir en la composiciones de la invención son las resinas hidrocarbonadas de bajo peso molecular (denominadas frecuentemente "resinas duras").
El término "resinas hidrocarbonadas de bajo peso molecular" se refiere a un grupo de resinas hidrogenadas o no hidrogenadas procedentes de monómeros de olefinas, tales como las resinas derivadas de los monómeros del terpeno, fracciones de alquitrán del carbón y materias primas de petróleo. Dichas resinas adecuadas preparadas a partir de monómeros terpeno (p. ej.: limoneno, alfa y beta pineno) son las resinas Piccolyte de Hercules Incorporated Wilmington, DE y las resinas Zonatac de Arizona Chemical Company, Panama City, FL. Otras resinas de bajo peso molecular se preparan a partir de monómeros de hidrocarburos, como los monómeros de C_{5} (p. ej.: piperileno, ciclopenteno, ciclopentadieno e isopreno) y sus mezclas. Éstas están ejemplificadas por las resinas de ciclopentadieno y diciclopentadieno hidrogenadas térmicamente oligomerizadas comercializadas bajo la marca registrada Escorez (por ejemplo Escorez 5300) de Exxon Chemical CO de Bagtown, TX. Otros se preparan a partir de monómeros de C_{9}, en particular los monómeros derivados de las fracciones C_{9} del petróleo que son mezclas de aromáticos, incluyendo estireno, metil estireno, alfa metil estireno, vinil naftaleno, los indenos y los metil indenos y además, monómeros aromáticos puros, incluyendo estireno, \alpha-metil-estireno y viniltolueno. Ejemplos de estas resinas incluyen las resinas \alpha-metil estireno-vinil tolueno hidrogenadas, comercializadas bajo la marca registrada Regalrez por Hercules Incorporated de Wilmington, DE.
En general, las resinas de peso molecular bajo que se pueden incluir en las composiciones de la presente invención se caracterizan por un peso molecular menor de aproximadamente 5000, una T_{g} de aproximadamente 50 a 100ºC y un punto de ablandamiento menor de aproximadamente 140ºC.
Las películas preparadas con una composición según la presente invención que incluyen una cantidad menor de una resina de bajo peso molecular pueden tener una MVTR inferior que se realiza con las mezclas expuestas anteriormente. Se cree que la resina de bajo peso molecular puede estar incluida en las composiciones en una concentración de aproximadamente 30% en peso, preferentemente de aproximadamente del 4 al 20% y más preferentemente aproximadamente del 4 al 10% en peso referida al peso total de la composición.
Ejemplo
En una forma de realización ejemplar de la presente invención una película de tres capas incluye una capa no porosa de unión al metal de 5 \mum (20 calibres), un núcleo no poroso de 47,5 \mum (190 calibres) y una capa de revestimiento porosa en el dorso de 5 \mum (20 calibres). La capa que se une al metal incluye una mezcla del 35% de SRD4-189 de Union Carbide (copolímero de buteno-propileno al 8%), 15% de SRD4-190 de Union Carbide (copolímero de buteno-propileno al 12,5%) y 50% de Fina 8753 (copolímero de etileno-propileno que incluye 3,4% de etileno en éste). El núcleo sin poros incluye 85% de Epsilon E-1803 (copolímero minialeatorio de etileno-propileno que incluye 0,6% de etileno) y 5% de dióxido de titanio (TiO_{2}). La capa de revestimiento porosa al dorso incluye 65% de Epsilon E 1803 (copolímero minialeatorio de etileno-propileno que incluye 0,6% de etileno), 25% de FilmLink 400 de una \mum (carbonato de calcio con un tamaño de partícula medio nominal de una \mum) y 10% de dióxido de titanio (TiO_{2}).
La película anterior presentaba fundamentalmente las siguientes propiedades:
Espesor: 57,50 \mum (230 calibres)
Rendimiento: 18,92 m^{2}/kg (13.300 pulg/lb)
Densidad: 0,926 g/cm^{3}
Opacidad TAPPI: 82%
Índice de blancura: 89
Cuando se metaliza a una densidad óptica de 2, la película identificada anteriormente posee un aspecto metálico muy brillante en la cara metalizada y un aspecto blanco, uniforme en la cara opuesta.
Densidad óptica (O.D.) = log_{10} (1/T), donde T es la transmitancia, que no tiene unidades. La transmitancia es la relación de la energía transmitida (luz a una longitud de onda dada) a la energía incidente (luz). Una densidad óptica de 2,0 se traduce en T= 0,01 o 1% de la luz incidente que se transmite a través de la película.
El espesor de la película se determinó de acuerdo con la ASTM nº D374.
El rendimiento se identificó de acuerdo con la ASTM nº D4321.
La densidad de la película se terminó de acuerdo con la ASTM nº D792.
La opacidad TAPPI se determinó de acuerdo con la ASTM nº D589.
El índice de blancura se determinó de acuerdo con la ASTM nº E313.
La película de este Ejemplo se probó con el pegamento adhesivo en frío Henkel 10-7300 en un etiquetador Krones. Aunque el adhesivo adhirió la etiqueta a una botella, la película presentaba todavía deslizamiento sobre la botella después de 1 hora y ningún deslizamiento en la viñeta (perímetro de la etiqueta aproximadamente 0,32 a 0,84 cm (1/8 a ¼ pulgadas) desde los bordes del margen de la etiqueta) indicando el rasgado de la fibra la adhesión después de 20 horas. En otras palabras, después de 20 horas los bordes del margen de la etiqueta no se pudieron separar con facilidad o se separaron de la botalla sin rasgarse.
El solicitante ha señalado que aumentando la masa de carbonato de calcio de 1 micra al 35% y 55%, respectivamente, en la capa de revestimiento porosa que recibe el pegamento adhesivo en frío, las etiquetas de la película no presentaban ningún deslizamiento ni rasguños de la fibra de la viñeta sólo una hora después de haberlas aplicado a una botella.

Claims (11)

1. Película opaca blanca, metalizable, en multicapa, orientada biaxialmente que incluye por lo menos una capa con núcleo interno y unas capas de revestimiento opuestas en el exterior, siendo una de dichas capas de revestimiento externas una capa sin poros que tiene una superficie de la misma tratada para recibir una capa metálica sobre la misma e incluyendo la capa de revestimiento externa opuesta un aditivo que produce poros en una cantidad comprendida entre el 20% y el 60% en peso, referida al peso de dicha capa externa opuesta, para proporcionar suficiente porosidad para la absorción de un pegamento adhesivo acuoso en frío del tipo empleado para adherir una etiqueta a un recipiente.
2. Película multicapa según la reivindicación 1, en la que dicho aditivo productor de poros es carbonato de calcio, óxido de silicio, silicato de aluminio o silicato de magnesio.
3. Película multicapa según la reivindicación 2, en la que dicho aditivo productor de poros es carbonato de calcio que está presente en una cantidad de por lo menos el 25% en peso, referida al peso de dicha capa externa opuesta.
4. Película multicapa según la reivindicación 2, en la que dicho aditivo productor de poros es carbonato de calcio que está presente en una cantidad de por lo menos el 35% en peso, referida al peso de dicha capa externa opuesta.
5. Película multicapa según la reivindicación 2, en la que dicho aditivo productor de poros es carbonato de calcio que está presente en una cantidad de por lo menos el 40% en peso, referida al peso de dicha capa externa opuesta.
6. Película multicapa según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en la que dicho aditivo productor de poros es carbonato de calcio con un tamaño de partícula comprendido entre 1 y 5 \mum.
7. Película multicapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha capa opuesta de revestimiento exterior se trata oxidativamente para mejorar la adhesión del pegamento adhesivo en frío a dicha capa opuesta de revestimiento exterior.
8. Película multicapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha capa del núcleo interno está exenta de aditivos productores de poros.
9. Película multicapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la capa externa que se trata para recibir una capa metálica sobre ella presenta un espesor de 5 \mum o menos; dicha capa del núcleo presenta un espesor de 50 \mum o menos; y dicha capa opuesta externa de revestimiento presenta un espesor de 3,75 a 6,25 \mum.
10. Película multicapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye una capa metálica sobre la superficie externa de una de dichas capas de revestimiento externas.
11. Etiqueta recortada de una película multicapa según la reivindicación 10, estando destinada dicha etiqueta a formar parte de un taco de etiquetas para la separación de dicho taco al aplicarse a una botella u otro recipiente, estando la capa de metal orientada hacia el exterior de dicha botella o de otro recipiente.
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