ES2235997T3 - Films y etiquetas formados a partir de composiciones basadas en polipropileno. - Google Patents

Abstract

Film que comprende una mezcla de: (A) un polímero o copolímero de propileno que tiene una tasa de flujo en fusión de 6 a 14, y (B) un copolímero de acrilato o metacrilato de alquilo-alquileno, en el que el film ha sido orientado por estirado en caliente en la dirección de la máquina y recociendo el film estirado, y la rigidez L+W del film en la dirección transversal es menor que 0, 75 veces la rigidez en la dirección de la máquina.

Description

Films y etiquetas formados a partir de composiciones basadas en polipropileno.

Esta invención se refiere a los films basados en polipropileno y a las etiquetas preparadas a partir de tales films. Más particularmente, la invención se refiere a films y etiquetas preparados a partir de composiciones basadas en polipropileno que comprenden una mezcla que polímero o copolímero de propileno y un copolímero de acrilato alquílico de alquileno que son imprimibles con tinta, cortables por troquelado y/o resistentes a las rozaduras.

Se conoce desde hace tiempo la fabricación y distribución de material adhesivo sensible a la presión para etiquetas previendo una capa de cara o material de cara para la etiqueta o signo respaldada por una capa de adhesivo sensible a la presión que es cubierta a su vez por un forro o soporte de separación. El forro o soporte protege el adhesivo durante su expedición y almacenamiento y permite la manipulación eficaz de un conjunto de etiquetas individuales una vez que se ha cortado por troquelado las etiquetas y la matriz (desecho) es desprendida de la capa de material de cara hasta el punto donde las etiquetas individuales son dispensadas en secuencia en una línea de etiquetado. Un método típico de corte por troquelado utiliza una cuchilla de troquel de acero. Durante el tiempo comprendido entre el corte por troquelado y la dispensación, el forro o soporte permanece sin cortar y puede arrollarse y desarrollarse para el almacenamiento, tránsito y despliegue del conjunto de etiquetas individuales portadas por el mismo.

El fallo en la dispensación fiable se caracteriza típicamente porque la etiqueta sigue al soporte alrededor de una placa de pelado sin dispensarla o arrancarla del soporte para su aplicación al sustrato. Tal fallo en la dispensación está asociado según se cree con excesivos valores de liberación entre el material de cara de la etiqueta y el forro. La dispensabilidad es también dependiente de la rigidez del material de cara. El fallo en la dispensación puede caracterizarse también por el arrugado de la etiqueta debido a la falta de rigidez de la etiqueta a la velocidad de dispensación cuando se transfiere desde el soporte al sustrato. Otra necesidad particular en muchas aplicaciones de etiquetado es la habilidad para aplicar etiquetas de film polimérico a altas velocidades de la línea, puesto que un incremento de la velocidad de la línea tiene ventajas obvias de ahorro de coste.

En muchas aplicaciones de etiquetas, es deseable que el material de cara sea un film de material polimérico que puede aportar propiedades que están ausentes en el papel, tales como claridad, durabilidad, robustez, resistencia al agua, resistencia a la abrasión, brillo y otras propiedades. Históricamente, se ha usado material de cara polimérico de espesor mayor que aproximadamente 3 milésimas de pulgada (75 micras) con el fin de asegurar la dispensabilidad en los aparatos etiquetadores automáticos. Por ejemplo, en aplicaciones de etiquetas se usaron films de cloruro de polivinilo plastificado de aproximadamente 3,5 a 4,0 milésimas de pulgada (87,5 a 100 micras) de espesor porque estos films presentaban las características de flexibilidad deseadas. Sin embargo, la migración de los plastificantes usados en films de PVC para convertir los films normalmente rígidos en films flexibles fue reconocida como la principal área de problemas para estos tipos de films, dando lugar a pérdida de propiedades deseables tales como adhesión y flexibilidad así como otros problemas tales como fallo de anclaje de la tinta, formación de color, y contracción. Finalmente, la migración del plastificante da lugar al arrugamiento, agrietamiento y deterioro visual del material de cara y/o la etiqueta. También es deseable reducir el espesor o "disminución de calibre" del material de cara con el fin de lograr ahorros en los costes del material. Tal reducción en el espesor del material de cara ha dado lugar con frecuencia a rigidez reducida y a la inhabilidad para cortar por troquelado y dispensar las etiquetas de una manera fiable y comercialmente aceptable usando maquinaria automática. También han existido presiones por razones medioambientales para preparar etiquetas a partir de polímeros de material de cara que no sea cloruro de polivinilo.

Los materiales poliméricos sugeridos en la técnica anterior como útiles en la preparación de etiquetas incluyen el polipropileno biaxialmente orientado ("BOPP") de espesores que llegan hasta aproximadamente 2,0 milésimas de pulgada (50 micras). Estos materiales proporcionan ahorros de costes ya que son relativamente baratos y tienen suficiente espesor para dispensarse bien. Sin embargo, estos materiales tienen también valores de módulo de tracción relativamente altos, tanto en la dirección de la máquina (MD) como en dirección transversal (CD) lo que da lugar a características de conformabilidad inaceptables. Cuando se aplica films biaxialmente orientados a sustratos rígidos tales como botellas de vidrio, la aplicación no obtiene un éxito completo. Las etiquetas relativamente rígidas tienen tendencia a puentear las depresiones de la superficie y las costuras de molde resultantes de los procesos de formación de las botellas dan lugar a una apariencia de superficie indeseable de la etiqueta aplicada simulando burbujas de aire atrapadas. Esto ha impedido en cierto modo el uso de etiquetas adhesivas sensibles a la presión para reemplazar a las técnicas anteriores de etiquetado de botellas de vidrio tales como tinta cerámica directamente pegada a la superficie de la botella durante los procesos de fabricación de las botellas de vidrio ya que los compradores consideran esta apariencia poco atractiva. Tales técnicas de tinta cerámica son indeseables desde el punto de vista medioambiental debido a los componentes objetables de la tinta que contaminan el vidrio machacado de las botellas en procesos de reciclaje. Los intentos de usar los films de polipropileno orientado relativamente rígidos sobre sustratos flexibles tales como botellas de plástico no han tenido un éxito completo porque las etiquetas no tienen la flexibilidad requerida para adaptarse a los envases de plástico flexibles. Los films de polipropileno orientado son también más difíciles de imprimir que los films de PVC o de polietileno.

Otros materiales útiles son los films no orientados de polietileno y polipropileno que son también relativamente baratos y conformables. Sin embargo, estos dos films son difíciles de cortar por troquelado y no se dispensan bien a bajos calibres. En Europa, se ha usado con éxito un material de cara de polietileno no orientado, relativamente grueso, en la preparación de etiquetas. El material de cara es cortable por troquelado, y las etiquetas pueden dispensarse en el equipo dispensador automático a gran velocidad. En Europa el espesor normal de este material de cara de polietileno "estándar" es de aproximadamente 4,0 milésimas de pulgada (100 micras). Los intentos para reducir el calibre del material de cara del polietilieno con el fin de recortar gastos no han encontrado todavía un éxito significativo porque el material de cara de polietileno más delgado no es fácilmente cortable por troquelado ya que el troquel deja una marca en el forro, largueros en la etiqueta cortada, y/o colgadores entre las etiquetas. Un larguero (también llamados cinta) es un hilillo de material entre la etiqueta y la matriz después del corte por troquelado. Así, la etiqueta y la matriz están todavía unidas por un hilillo de material. Se produce un larguero cuando no se corta la etiqueta limpiamente, y el mismo puede hacer que la etiqueta sea removida con la matriz. Se produce un colgador cuando se rompe un segmento de la matriz CD durante el desprendimiento de la matriz CD. Adicionalmente, el material de cara más delgado resulta difícil de dispensar a velocidades superiores sobre una placa de pelado debido a la reducida rigidez.

Dado que las etiquetas están destinadas a llevar información, resulta muy importante la imprimibilidad de las etiquetas PSA especialmente fílmicas. La imprimibilidad es definida por la nitidez y brillo de la imagen y por el anclaje de la tinta. La nitidez está íntimamente relacionada con la tensión de la superficie de impresión. El anclaje de la tinta es comprobado con frecuencia por un test de cinta (test Finat: FTM21). En general, el PVC es imprimible con una cierta variedad de tintas destinadas a ser usadas con el PVC. Para films de poliolefina hay otra gama de tintas de impresión, en muchas ocasiones las tintas son a base de agua (especialmente en los EEUU) o diseñadas para secado UV (especialmente en Europa). En general, todos los films de poliolefinas pueden imprimirse con tintas UV después del tratamiento corona en la prensa, siendo el PE mejor que PP principalmente en la adhesión de la tinta. Para tintas basadas en agua se necesita un apresto o capa superior adicional con el fin de conseguir un buen anclaje de la tinta.

Se describe un film que comprende una mezcla de (A) un polímero o copolímero de propileno que tiene una tasa de flujo en fusión de 6 a 14 y (B) un copolímero de acrilato o metacrilato de alquilo-alquileno, en el que el film ha sido orientado por estirado en caliente en la dirección de la máquina y recociendo el film estirado, y la rigidez L + W del film en la dirección transversal a la máquina es menor que 0,75 veces la rigidez en la dirección de la máquina. Puede ser un film continuo preparado, por ejemplo, por extrusión. Los films de esta invención presentan diversas propiedades útiles incluyendo la deseada rigidez, flexibilidad, imprimibilidad (con tintas basadas en agua y tintas UV), resistencia a la abrasión y/o cortabilidad por troquelado para ser útiles como material de cara, en la preparación de etiquetas. Los films preparados a partir de la composición de polipropileno pueden usarse como film de base, y los films pueden sobrelaminarse o coextrusionarse con un film funcional cuando se desean propiedades específicas. Se describe también materiales de cara de film mono- y multicapa orientados en la dirección de la máquina para etiquetas, y material de etiquetas de film que contiene adhesivo para usar en etiquetas adhesivas.

En una realización, la presente invención se refiere al descubrimiento según el cual los films de las composiciones de polipropileno son útiles como materiales de cara en aplicaciones de etiquetas, y en particular en aplicaciones de etiquetas tales como en botellas de plástico que contienen productos para el cuidado personal (por ejemplo, champú). Los films claros de la invención preparados a partir de composiciones de polipropileno son también útiles para laminar sobre otros films polímeros y materiales de cara de film para aportar características deseables a los films y materiales de cara polímeros.

La figura 1 es una ilustración esquemática de una vista en alzado lateral seccionada de un film multicapa para ejecutar una realización de la presente invención.

La figura 2 es una ilustración esquemática de una vista en alzado lateral seccionada de un film multicapa para ejecutar otra realización de la presente invención.

Las figuras 3A, 3B y 3C son ilustraciones esquemáticas que muestran un proceso para producir films monocapa o multicapa de la presente invención.

La figura 4A es una ilustración esquemática de una vista en alzado lateral seccionada de un material para etiquetas de acuerdo con una realización de la invención.

La figura 4B es una ilustración esquemática de una vista en alzado lateral seccionada de un material para etiquetas de acuerdo con una realización de la invención.

La figura 5 es una ilustración esquemática de una vista en alzado lateral seccionada de una construcción sobrelaminada de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 6 es una ilustración esquemática de una vista en alzado lateral seccionada de otra construcción sobrelaminada de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 7A es una ilustración esquemática que muestra la aplicación de un revestimiento de separación y un adhesivo a un forro o material de soporte.

La figura 7B es una ilustración esquemática que muestra la unión del forro o material de soporte de la figura 7A a un material de cara.

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La figura 7C es una ilustración esquemática que muestra el corte por troquelado del material de cara de la figura 7B para producir una serie de etiquetas sensibles a la presión espacidas, portadas por el forro o material de soporte.

La figura 7D es una ilustración esquemática que muestra la aplicación de las etiquetas de la figura 7C a las piezas a trabajar que pasan.

Un primer componente de las composiciones para los films de acuerdo con la invención es un homopolímero o copolímero de propileno, o una mezcla de un homopolímero de propileno y al menos un copolímero de propileno. Cuando se usa mezclas de homopolímeros y copolímeros, las mezclas pueden comprender entre aproximadamente 5% y 95% del homopolímero y correspondientemente de aproximadamente 95% a 5% en peso del copolímero. Los homopolímeros de propileno que se puede utilizar ya sea solos o en combinación con un copolímero de propileno como se describe aquí, incluyen diversos homopolímeros de propileno que tienen tasas de flujo en fusión MFR de 6 a 14, determinadas por el test ASTM D1238, condición L. Los homopolímeros de propileno que tienen MFRs desde aproximadamente 6 (preferiblemente al menos 8 aproximadamente) hasta 12 son particularmente útiles y proporcionan films que tienen cortabilidad por troquelado mejorada. Los homopolímeros de propileno útiles pueden caracterizarse también por tener densidades comprendidas entre aproximadamente 0,88 y 0,92 g/cm^{3} y un módulo de flexión de por lo menos 1000 MPa.

Una serie de homopolímeros de propileno útiles están disponibles comercialmente en diversas fuentes. Algunos de los homopolímeros son relacionados y descritos en la tabla I que sigue.

TABLA I

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Los copolímeros de propileno que se pueden utilizar en las composiciones para los films de la invención comprenden generalmente copolímero de propileno y hasta aproximadamente 40% en peso de por lo menos una alfa-olefina seleccionada entre etileno y alfa-olefinas que contienen de 4 a 8 átomos de carbono aproximadamente. Ejemplos de alfa-olefinas útiles incluyen el etileno, 1-buteno, 1-penteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, y 1-octeno. Más frecuentemente, los copolímeros de propileno que se utilizan en la presente invención comprenden copolímeros de propileno con etileno, 1-buteno, 1-octeno. Los copolímeros de propileno y alfa-olefina útiles en la presente invención incluyen copolímeros tanto aleatorios como en bloques aunque se prefiere generalmente los copolímeros aleatorios. Se puede utilizar mezclas de los copolímeros así como mezclas de los copolímero como homopolímeros de propileno con composición para la capa de base. En una realización preferida, los copolímeros de propileno son copolímeros de propileno-etileno con contenidos etilénicos de aproximadamente 0,2% a 10% en peso. Preferiblemente, el contenido de etileno es de aproximadamente el 3% al 10% en peso y más preferiblemente de aproximadamente 3% a 6% en peso. Con respecto a los copolímeros de propileno-1-buteno, son útiles contenidos de 1-buteno de hasta aproximadamente el 15% en peso. En una realización, el contenido de 1-buteno puede oscilar generalmente entre aproximadamente el 3% en peso y el 15% en peso, y en otras realizaciones, la gama puede ser de aproximadamente 5% a 15% en peso. Los copolímeros de propileno-1-octeno útiles en la presente invención pueden contener hasta aproximadamente 40% en peso de 1-octeno. Más frecuentemente, los copolímeros de propileno-1-octeno contendrán hasta aproximadamente 20% en peso de 1-octeno.

Los copolímeros de propileno útiles en la preparación de las composiciones para los films de la presente invención pueden prepararse por técnicas bien conocidas por los especialistas en la materia, y muchos de tales copolímeros están disponibles comercialmente, por ejemplo, los copolímeros útiles en la presente invención pueden obtenerse por copolimerización de propileno con una alfa-olefina tal como etileno o 1-buteno usando catalizadores de metaloceno de sitio único. En la siguiente tabla II se puede encontrar una lista de algunos copolímeros de propileno útiles comercialmente disponibles. Los copolímeros de propileno útiles en la invención tienen una MFR de 6 a 14. Se obtiene una cortabilidad por troquelado mejorada cuando los copolímeros de propileno tienen MFRs del orden de aproximadamente 6 a 12.

TABLA II

2

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Un segundo componente de las composiciones para los films de la invención es un copolímero de alquileno-acrilato o metacrilato de alquilo. En una realización, se escoge la viscosidad del copolímero de alquileno y acrilato alquílico de forma que sea similar a la viscosidad del polímero de propileno a las temperaturas de extrusión (por ejemplo, 190ºC, 210ºC y 230ºC) y las condiciones de tasa de cizallamiento por extrusión (0,1 a 1000 s^{-1}). Con el fin de evitar la separación de fases, en una realización la viscosidad de la fase dispersa debería ser igual a/o preferiblemente no mayor que un factor de aproximadamente 4 veces mayor que la viscosidad de la fase continua. Los alquilenos son alfa olefinas que contienen aproximadamente de 2 a 8 átomos de carbono tales como etileno, propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, 1-octeno, 4-metil-1-penteno, etc. Más frecuentemente, el alquileno es etileno o propileno, y aún más frecuentemente, etileno.

Los acrilatos de alquilo son generalmente acrilatos o metacrilatos de alquilo en C-1 a C-8, más frecuentemente un acrilato de alquilo en C-1 a C-8. Por ejemplo, los acrilatos pueden incluir acrilato de etilo, acrilato de n-butilo, acrilato de hexilo, acrilato de octilo, etc. Alternativamente, el acrilato puede ser metacrilato de alquilo en C-1 a C-8, tal como, por ejemplo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de propilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de hexilo, etc.

Los copolímeros de alquileno-acrilato de alquilo se preparan polimerizando mezclas de una alfa olefina y el acrilato de alquilo por técnicas bien conocidas por los expertos en la materia. En general, el contenido de acrilato o contenido de metacrilato del copolímero puede ser de aproximadamente 5 a 30% en peso, y el contenido de olefina del copolímero puede ser de aproximadamente 70 a 95% en peso. Más frecuentemente, los copolímeros contendrán entre aproximadamente 15 y 20% en peso del acrilato.

Ejemplos comercialmente disponibles de acrilatos útiles incluyen el copolímero de etileno-acrilato de metilo disponible de Chevron Chemical Company como PE 2205 (contenido de acrilato de metilo del 20% en peso y un índice de fusión de 2,4); acrilatos de etileno-n-butilo disponibles de Atochem bajo la designación Lotryl tal como Lotryl 17BA04 (conteniendo de 16 a 19% en peso de éster acrílico y teniendo una tasa de flujo en fusión de 3,5 a 4,5 dg/min a 190ºC y 9,8 dg/min a 230ºC); Lotryl 17BA07 que tiene un contenido de éster acrílico del 16 al 19% en peso y una tasa de flujo en fusión de 6,5 a 8 aproximadamente; Lotryl 7BA01 que tiene un contenido de éster acrílico del 6 al 8% en peso y una tasa de flujo en fusión de 1 a 1,5.

En una realización, las composiciones basadas en propileno para los films de la presente invención comprenderán generalmente entre 25% y 95% en peso aproximadamente, de (A) un homopolímero o copolímero de propileno, y aproximadamente de 5 a 75% en peso, de (B) un copolímero de alquileno y acrilato de alquilo como se ha descrito más arriba. En otras realizaciones, las composiciones pueden comprender 40-95% en peso o 50-80% en peso del polímero o copolímero de propileno, y 5-60% en peso o 20-50% en peso del copolímero de acrilato. En una realización se usa mezclas conteniendo aproximadamente de 50 a 80% en peso de A y aproximadamente de 20 a 50% en peso de B cuando los films formados con las mezclas han de ser cortados por troquelado en etiquetas usando, por ejemplo, una cuchilla de acero. Los films preparados a partir de mezclas del polímero o copolímero de propileno y el copolímero de acrilato son transparentes a menos que se añada carga. En una realización la transparencia de los films sin carga aumenta ligeramente a medida que aumenta la concentración del propileno en la mezcla y disminuye la concentración del copolímero de acrilato.

Las composiciones comprenden mezclas de los dos componentes que pueden combinarse en una mezcla uniforme por mezclado mediante fusión en equipo convencional tal como molino Bandbury, extrusora, o similar. Alternativamente, las mezclas pueden prepararse por mezclado en solución, o por mezclado en seco de los dos componentes seguido por la fabricación en fusión de la mezcla seca mediante extrusión.

Las composiciones de propileno para los films de la presente invención pueden contener otros aditivos para modificar las propiedades de la composición. Por ejemplo, se puede incluir colorantes y cargas minerales en la composición tales como TiO_{2}, CaCO_{3}, talco, sílice, mica, etc. La presencia de pequeñas cantidades de TiO_{3}, por ejemplo, da lugar a una composición opaca o blanca. Las cargas minerales pueden incluirse en las composiciones de propileno en cantidades de aproximadamente 1 a 40% en peso, más frecuentemente de aproximadamente 5 a 40% en peso. Otros aditivos que se puede incluir en las composiciones de propileno para los films de la presente invención incluyen partículas de metal, fibras, retardadores de la llama, antioxidantes, estabilizadores del calor, estabilizadores de la luz, estabilizadores de la luz ultravioleta, agentes antibloqueo, ayudas de elaboración, etc. LD 0011 como una mezcla madre de pigmento conteniendo 25% de polietileno de baja densidad, 25% de carbonato cálcico y 50% de dióxido de titanio. Estos materiales la tienen disponibles Ferro. Otra mezcla madre de pigmento útil comprende dióxido de titanio dispersado en polietileno de baja densidad. Cuando se añade a las mezclas polímeras una matriz de polietileno de baja densidad cargada con TiO_{2} (por ejemplo, aproximadamente de 20% a 70% de TiO_{2}), no se observa problema de "empolvado", y esto constituye una importante ventaja. A las temperaturas de extrusión, la matriz de polietileno se encuentra en un estado fundido pegajoso y parece ligar el TiO_{2}, impidiendo al TiO_{2} venir a la superficie para causar empolvado. En una realización de las formulaciones blancas, un cierto porcentaje del copolímero de acrilato (por ejemplo, de 10 a 25% en peso) es reemplazado por la mezcla de polietileno/TiO_{2} para dar la opacidad deseada. Una mezcla ejemplar comprende 40% en peso de polímero de propileno, 34% en peso de copolímero de acrilato y 16% de la mezcla de polietileno/TiO_{2}.

Dado que dos o más capas en contacto de algunas de las películas de la invención preparadas a partir de la composición de propileno pueden presentar tendencia a pegarse o "bloquearse" (por ejemplo, cuando se arrolla la película en un rollo), se puede añadir agentes antibloqueo a las composiciones de propileno. Los agentes antibloqueo son generalmente cargas minerales inorgánicas que reducen el "pegado" por reducción del contacto íntimo entre capas de film. Los agentes antibloqueo que se puede incluir en las composiciones de propileno para las películas de la invención incluyen cargas minerales tales como tierra de infusorios, talco, carbonato cálcico, sílice y sílice sintética. La tierra de infusorios y el talco son los dos agentes antibloqueo usados más corrientemente. Un ejemplo de un agente antibloqueo comercial útil es CB070 que lo tiene disponible Ferro y es una mezcla madre comprendiendo 30% de LDPE y 70% de talco. En una realización, la carga o pigmento se dispersa en el polímero o copolímero de propileno (A), o en otro material a base de poliolefina con un punto de fusión más bajo que (A), y el polímero conteniendo el pigmento se mezcla entonces con los copolímeros de alquino-acrilato de
etilo.

En algunas realizaciones de la invención, las mezclas del polímero o copolímero de propileno y copolímero de alquileno y acrilato de alquilo pueden contener también uno más compatibilizadores. En una realización, un compatibilizador puede comprender una poliolefina copolimerizada con/o injertada a un reactante polar. Por ejemplo, el compatibilizador puede ser un copolímero injertado de polipropileno modificado con ácido acrílico (por ejemplo Polybond® 1003 de BP Chemicals), o un copolímero injertado de polipropileno maleado (por ejemplo Polybond® 3001 de BP Chemicals). En general, estos compatibilizadores pueden ser poliolefinas carboxiladas o
maleadas.

Los ejemplos siguientes de la Tabla IIA ilustran las composiciones de polipropileno para los films de la presente invención. A menos que se indique otra cosa en los siguientes ejemplos, en las reivindicaciones y en cualquier otra parte de la descripción escrita, todas las partes y porcentajes son en peso, las temperaturas son en grados centígrados, y las presiones son a presión atmosférica o cercana a ella.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA IIA

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TABLA IIA (continuación)

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Las composiciones de polipropileno usadas en la invención son composiciones termoplásticas y son apropiadas para extrusión, moldeo por soplado, y en la preparación de varios artículos tales como piezas moldeadas, formas extruidas, tubería, films, hojas, laminados, etc. Se puede fabricar espumas a partir de las composiciones de propileno usadas en la presente invención incorporando un agente soplante y otros aditivos bien conocidos tales como agente nucleadores particulados, y extrusionando posteriormente la composición.

Las composiciones de propileno para los films de la presente invención son particularmente útiles en la preparación de films continuos que tienen características deseables, particularmente para aplicaciones de etiquetas. Los films se preparan por técnicas de extrusión bien conocidas por los expertos en la materia, y los films pueden tener un espesor comprendido entre aproximadamente 0,5 y 3, 4 ó 5 milésimas de pulgada. Más frecuentemente, los films tendrán un espesor comprendido entre aproximadamente 2 y 4 milésimas de pulgada, y lo más frecuentemente entre 2,5 y 3,5 milésimas de pulgada.

Los films de la invención preparados a partir de las composiciones de polipropileno están orientados en la dirección de la máquina. Por ejemplo, los films pueden estirarse en caliente en la dirección de la máquina a una razón de por lo menos 2:1. Más frecuentemente, el film será estirado a una razón de estirado comprendida entre 2:1 y 9:1. Una vez que el film ha sido estirado en caliente, es pasado generalmente sobre rodillos de recocido donde el film es recocido o termofijado a temperaturas del orden de aproximadamente 50º, más frecuentemente entre 100ºC y 150ºC, seguido de enfriamiento. Tal orientación proporciona a los films propiedades mejoradas tales como un incremento en la rigidez del film y en algunos casos, imprimibilidad mejorada. Por ejemplo, muestras de films extruidos comprendiendo 75% en peso de polipropileno (PP) y 25% de un copolímero de etileno y acrilato de n-butilo (EBA), que han sido orientadas en la dirección de la máquina en una razón de 8:1 y 9:1, han resultado tener imprimibilidad mejorada cuando se comparan con un film estirado a una razón de 7:1. Aunque sin desear comprometerse por ninguna teoría, parece ser, basado en microscopía de fuerza atómica (AFM), que el estiramiento produce cambios en la distribución del polímero de superficie y área de superficie efectiva, dando lugar a imprimibilidad mejorada. En particular, parece ser que hay una presencia incrementada de la fase de copolímero EBA en la superficie y área de superficie incrementada causada por la separación de fibras del polímero a la razón de estirado más alta. También se ha observado que la temperatura de estirado tiene efecto en la imprimibilidad. Temperaturas de estirado más bajas parecen producir un film que tiene imprimibilidad mejorada. El módulo de tracción del film en la dirección de la máquina es incrementado también por la etapa de estirado, contribuyendo a la estabilidad dimensional y buena coincidencia de la impresión. También se ha observado que la orientación en la dirección de la máquina mejora la cortabilidad por troquelado de los films, y la dispensabilidad de las etiquetas formadas a partir de los films. En algunas realizaciones, se mejora también la resistencia a la abrasión o a las rozaduras.

Los films de la presente invención pueden ser films monocapa de las composiciones de polipropileno descritas más arriba. Alternativamente, los films de la invención pueden ser films multicapa en los que al menos una de las capas es un film continuo de las composiciones de polipropileno. Capas funcionales de los films poliméricos pueden estar presentes en uno o ambos lados del film de polipropileno. Se define una capa o film funcional como aquella que está incluida para proporcionar ciertas propiedades tales como resistencia a la intemperie, imprimibilidad, capa barrera, antiestática, etc. Tales films multicapa pueden ser preparados por coextrusión de dos o más capas; por extrusión de un film continuo de la presente invención de las composiciones de polipropileno seguido por la aplicación de una o mas capas adicionales en el film extrusionado por extrusión de una o más capas adicionales; por laminación de un film de polipropileno preformado de la invención a un film funcional preformado; o por deposición de capas adicionales sobre el film de polipropileno a partir de una emulsión o solución de un material formador de film polimérico.

Un film o capa funcional está incluido en las construcciones multicapa de la invención para dar al film de polipropileno propiedades adicionales y/o mejoradas tales como imprimibilidad, cortabilidad por troquelado, resistencia a la intemperie, rigidez, resistencia a la abrasión, etc. Por ejemplo, un revestimiento o film transparente puede extrusionarse o laminarse sobre signos impresos en el film de polipropileno para proteger la impresión del daño causado por contacto físico con objetos adyacentes, y daño causado por exposición a la humedad, agua o intemperie. El revestimiento transparente puede mejorar también las cualidades ópticas de los signos impresos subyacentes para dar una imagen más brillante y rica. Se puede incluir también un film funcional para mejorar la adhesión del film de polipropileno a un sustrato.

Los films funcionales añadidos son generalmente finos en relación con el espesor del film de polipropileno, pero también son útiles capas funcionales más gruesas en ciertas aplicaciones. Los films funcionales son llamados con frecuencia capas de piel, particularmente cuando son más finos que el film de polipropileno. Alternativamente, el film de polipropileno de la invención puede usarse como capa de piel sobre un film de base más grueso (puede ser un film multicapa). La capa de piel de polipropileno puede coextrusionarse con el film de base o laminarse sobre un film de base preformado.

Se puede utilizar una amplia variedad de polímeros termoplásticos para formar los films funcionales, y el polímero termoplástico particular escogido es aquel que proporcione las propiedades deseadas a la estructura. Ejemplos de materiales útiles incluyen los poliestirenos, polietileno, poliamidas, poliésteres, policarbonatos, poliuretanos, poliacrilatos, alcohol polivinílico, poli(etileno alcohol(vinílico), acetatos de polivinilo, ionómeros, y sus mezclas. Los copolímeros de etileno y acetato de vinilo son particularmente útiles para capas de cubierta imprimibles.

Ejemplos de los films multicapa de la presente invención están ilustrados en las figuras 1 y 2. En la figura 1, una construcción multicapa de acuerdo con la presente invención, generalmente indicada por el número de referencia 10, comprende una capa de film de polipropileno 12 y un film funcional o capa de base 11. Esta estructura de dos capas presenta características deseables en la superficie expuesta del film 12 y puede prepararse bien sea por coextrusión o por formación separada y laminación de las dos capas juntas sin un adhesivo. En esta última realización, la capa de film de polipropileno 12 o la capa funcional 11, o ambas, son formadas a partir de un material que es activable por el calor para dar su propia superficie adhesiva para laminación. El material debería tener un tiempo de "pegajosidad abierta" suficiente para facilitar la laminación a una temperatura relativamente baja con el fin de evitar los indeseados efectos del calor en las construcciones adhesivas. "Pegajosidad abierta" se refiere a la cantidad de tiempo que el material de film recién activado permanece pegajoso o abierto al contacto adhesivo con una superficie adyacente. Alternativamente (no mostrado en la figura 1), el film de polipropileno 12 puede laminarse al film funcional 12 con un adhesivo.

La figura 2 ilustra, en una realización, otra construcción multicapa de la presente invención generalmente representada por el número 20 en la que la capa de film de polipropileno 21 se encuentra entre dos capas funcionales 22 y 23. Las capas funcionales 22 y 23 pueden comprender el mismo material polímero o diferente. Nuevamente, la construcción ilustrada en la figura 2 puede ser preparada por coextrusión de tres corrientes separadas de material formador de film polimérico por técnicas bien conocidas por los expertos en la materia, o la construcción 20 de la figura 2 puede ser preparada por laminación de las dos capas de cubierta funcionales 22 y 23 con el film de polipropileno 21. En otra realización, como se ha ilustrado en la figura 2, la capa 22 es un film de la invención de la composición de polipropileno, y las capas 21 y 23 son capas funcionales.

Como se ha indicado más arriba, los films monocapa y multicapa de la presente invención están orientados en la dirección de la máquina. Los films monocapa o multicapa extruidos que están orientados en la dirección de la máquina pueden prepararse por el procedimiento general descrito e ilustrado en las figuras 3A-3C por extrusión o coextrusión de cargas de las resinas formadoras de film para la capa o capas del film que forman un producto extrusionado. Aunque la figura 3A ilustra la extrusión a través de extrusión de film colado (es decir, a través de hileras planas), la carga o cargas para una o más capas pueden extrusionarse o coextrusionarse de una manera conocida por coextrusión de film soplado (por ejemplo, por extrusión a través de hileras circulares) seguido por el paso del material soplado entre rodillos. Cuando el film que se ha extrusionado comprende dos o más capas, se carga dos o más materiales formadores de film polímero en la hilera de extrusión 190.

Con respecto a una realización, la carga o cargas pueden prepararse para extrusión o coextrusión a través de una hilera de extrusión 190 y colada de film plano, como se ha ilustrado esquemáticamente en la figura 3A. El film extruido es colado sobre un primer rodillo de enfriamiento 191, continúa alrededor de un segundo rodillo de enfriamiento 192, y es avanzado por rodillos de tracción 193. El segundo rodillo de enfriamiento no se necesita siempre.

Como se ha mencionado anteriormente, la rigidez del film es importante para la correcta dispensación de las etiquetas a velocidades superiores de la línea. La figura 3B ilustra una estación de estirado en caliente en la que se incrementa la rigidez del material plano M en la dirección de la máquina por orientación del film en la dirección de la máquina a una razón de estirado de por lo menos aproximadamente 2:1, más frecuentemente, a una razón de estirado de entre 2:1 y 9:1. El módulo de tracción MD del film se incrementa también por la etapa de estirado, contribuyendo a la estabilidad estructural y buena coincidencia de la impresión. Después de pasar alrededor de un par de rodillos precalentados 201 y 202 que reblandecen el material, el material ablandado es estirado entonces entre el par de rodillos de orientación 205 y 206, girando estos últimos a un múltiplo de la velocidad de los rodillos precalentados, correspondiente a la razón de estirado, digamos 5 a 1. El material pasa entonces sobre los rodillos de recocido 209 y 210 en los que es recocido o termofijado, y finalmente el material pasa sobre el rodillo de enfriamiento 212 para completar la operación de estirado en caliente. El material puede recogerse entonces en forma de rollo como se ve en la figura 3C.

La rigidez del film multicapa orientado en la dirección de la máquina por el procedimiento general descrito más arriba como se ha determinado en un Comprobador de Resistencia a la flexión L+W (Método de Prueba : ISO 2493) debería ser por lo menos 1, 5 ó 20 mN en la dirección de la máquina para dispensación a alta velocidad sobre una placa de pelado. En una realización preferida, el film multicapa se caracterizada por tener una rigidez L+W en la dirección de máquina mayor que aproximadamente 35 mN. Para alguna etiqueta ancha y/o dispensación a alta velocidad y aplicaciones de etiquetado, se prefiere una rigidez L+W de aproximadamente 50 mN a 100 mN. La rigidez en la dirección transversal es sustancialmente menor que la rigidez en la dirección de la máquina, es decir, el valor L+W en la dirección transversal es menor que 0,75 veces el valor en la dirección de máquina. En general, la relación entre rigidez L+W en mN a rigidez Gurley medida por TAPPI T543 PM-84 es la siguiente: L+W =1,75 X Gurley.

Los films de la presente invención que se pueden preparar a partir de las composiciones de polipropileno son útiles, particularmente, en la preparación de material de cara y posteriormente material de etiqueta para usar en la preparación de etiquetas adhesivas. El material de etiqueta comprende generalmente el material de cara de film (que puede ser monocapa o multicapa) y una capa adhesiva. La capa adhesiva está generalmente en contacto con/y unida adhesivamente a una superficie de los films de polipropileno de la presente invención. Cuando los films de la presente invención son films multicapa tal como se ilustra en las figuras 1 y 2, la capa adhesiva está generalmente en contacto con/y adhesivamente unida a la superficie inferior de la capa de film funcional 11 en la figura 1, y a la capa exterior o piel 23 de film 20 en la figura 2.

La figura 4A ilustra una realización de la presente invención que se refiere a un material de etiqueta para usar en la preparación de etiquetas adhesivas. El material de etiqueta que está referenciado generalmente con el número 40 comprende una monocapa 41 del film de polipropileno de la presente invención y una capa de adhesivo 42 que se une adhesivamente a la superficie inferior del film de polipropileno 41.

La figura 4B ilustra otra realización de la presente invención que es un material de etiqueta multicapa generalmente distinguido por el número 40B. En una realización, el material de etiqueta comprende un film de polipropileno 41B de acuerdo con la presente invención que tiene una superficie superior y una superficie inferior, una capa adhesiva 42B adhesivamente unida a la superficie inferior del film de polipropileno 41B, y una capa de cubierta funcional 43 unida a la superficie superior del film de polipropileno 41B.

En otra realización de la figura 4B, la capa 41B es una capa funcional como se ha descrito más arriba, la capa 43 es una capa del film de polipropileno de la invención, y la capa 42B es un adhesivo.

En una realización adicional, no ilustrada en ninguna de las figuras, se puede preparar un material de etiqueta a partir del film ilustrado en la figura 2 por adición de una capa adhesiva que está en contacto con la superficie inferior de la capa 23 del film multicapa 20.

La capa adhesiva utilizada en los materiales de etiqueta de la presente invención, tal como se ilustra en las figuras 4A y 4B puede revestirse directamente sobre la superficie inferior de las capas indicadas, o el adhesivo puede transferirse desde un forro con el que se combina el material de cara. Típicamente, la capa adhesiva tiene un espesor de entre 0,4 y 1,6 milésimas de pulgada aproximadamente (de 10 a 40 micras). Adhesivos apropiados para usar en materiales de etiqueta de la presente invención están comúnmente disponibles en la especialidad. En general, estos adhesivos incluyen los adhesivos sensibles a la presión, adhesivos termoactivados, adhesivos termofusibles, etc. Se prefiere particularmente los adhesivos sensibles a la presión (PSAs). Estos incluyen los adhesivos de base acrílica así como otros elastómeros tales como polímeros que contienen caucho natural o caucho sintético o copolímeros de estireno, butadieno, acrilonitrilo, isopreno e isobutileno. Los PSAs son también bien conocidos en la especialidad y se puede usar cualquiera de los adhesivos conocidos con los materiales de cara de la presente invención. En una realización preferida los PSAs se basan en copolímeros de ésteres de ácido acrílico, tales como por ejemplo acrilato de 2-etil hexilo, con comonómeros polares tales como el ácido acrílico.

Como se ha dicho más arriba, las propiedades de los films y materiales de cara descritos anteriormente pueden mejorarse en ciertos casos, por laminación de una capa de film sobre el film de polipropileno de la invención. La capa sobrelaminada puede proporcionar propiedades adicionales tales como rigidez y resistencia a la intemperie a la construcción adhesiva. La capa sobrelaminada puede proporcionar también un revestimiento o film transparente sobre los signos impresos para proteger la impresión del daño causado por el contacto físico con objetos adyacentes, y daño causado por la exposición a la humedad, agua, o intemperie. El revestimiento transparente puede mejorar también las cualidades ópticas de los signos impresos subyacentes para dar una imagen más brillante y rica. Las construcciones sobrelaminadas de esta invención son únicamente apropiadas para usar como etiquetas en sustratos sometidos a tratamiento con líquido subsiguiente tal como lavado/enjuague de botellas, llenado y pasteurización, o inmersión en líquido (por ejemplo, baño de hielo) sin presentar consecuencias adversas tales como levantamiento o enturbiamiento de las etiquetas.

La capa de film sobrelaminada puede laminarse con el film de polipropileno de la invención mediante presión cuando se presenta en forma de un film continuo que tiene una capa de material adhesivo interpuesta entre el film polímero continuo de la estructura adhesiva y las capas de film sobrelaminadas. La capa de film sobrelaminada puede laminarse con el film de polipropileno mediante calor y presión cuando el film de polipropileno o bien el film sobrelaminado es formado por un material que cuando es termoactivado forma su propia superficie adhesiva para laminación. Se puede disponer signos impresos sobre la superficie de film de polipropileno y/o en una superficie del lado posterior de la capa de film sobrelaminada.

La figura 5 ilustra una primera realización de una construcción sobrelaminada 50 preparada de acuerdo con los principios de esta invención. La construcción sobrelaminada 50 comprende el film de polipropileno 51, signos impresos u otra forma de marcado 52, dispuesta sobre la capa de film de polipropileno 51, una segunda capa adhesiva 53 dispuesta los signos o marca de impresión 52, y una capa de film sobrelaminada 54 dispuesta encima de la segunda capa adhesiva 53. La segunda capa adhesiva 53 puede estar formada por los mismos tipos de materiales adhesivos sensibles a la presión discutidos anteriormente. El espesor de la segunda capa adhesiva será generalmente del orden de aproximadamente 1 a 50 micras (aproximadamente 0,02 a 2 milésimas de pulgada) y preferiblemente del orden de aproximadamente 2 a 20 micras (0,08 a 0,8 milésimas de pulgada). La figura 5 puede ilustrar también otra realización de la invención descrita más arriba en la que un film de polipropileno de la invención 54 está laminado con otro film 51 que tiene signos impresos o marcados 52 sobre el mismo por el uso de un adhesivo
53.

La figura 6 es una vista lateral en sección transversal de otra estructura adhesiva sobrelamida 60 de la presente invención. Esta estructura sobrelaminada 60 comprende la capa de film de polipropileno 61 descrita mas arriba, una capa de signos impresos 62, y la capa sobrelaminada 63. En esta realización, bien sea la capa de film polimérico 61 o la capa de film sobrelaminada 63, o ambas, están formadas por un material que es termoactivable para procurar su propia superficie adhesiva para laminación. El material debería tener un tiempo de "pegajosidad abierta" suficiente para facilitar la laminación a una temperatura relativamente baja con el fin de evitar los efectos indeseados del calor en las construcciones adhesivas.

Se comprenderá que las construcciones adhesivas sobrelaminadas de la presente invención pueden ser configuradas diferentemente dependiendo de la aplicación particular de la etiqueta acabada. Por ejemplo, en la figura 5 los signos impresos pueden interponerse entre la segunda capa adhesiva 53 y la capa de film sobrelaminada 54 (por ejemplo, una capa de film sobrelaminada, impresa e invertida) tal construcción puede ser preparada generalmente usando un film laminado 54 que primeramente se imprime invertido y posteriormente se aplica una capa adhesiva sensible a la presión a la superficie inversa invertida. El film se lamina entonces con la capa de film 51 vía la capa PSA por técnicas convencionales de laminación a presión.

En la fabricación de material para etiquetas usando los films monocapa y multicapa anteriormente descritos como materiales de cara de acuerdo con la invención (figura 7A-7D), se puede prever material de forro o de soporte. El material de forro o de soporte 70 puede comprender un forro multicapa realizado, por ejemplo, como se ha descrito en la patente U.S. 4.713.273, cuyo documento se incorpora aquí como referencia, o puede ser forro o soporte convencional consistente en una sola capa de papel o film que se puede suministrar en forma de rollo. Si no se ha dotado previamente de un revestimiento de separación y no incluye componentes para generar inherentemente una superficie de separación en su cara de contacto con el adhesivo, el forro o soporte 70 puede ser provisto de un revestimiento de separación en la estación R, como se muestra en la figura 7A. Si se aplica un revestimiento de separación, el mismo es secado o curado después de la aplicación por cualquier medio apropiado, no mostrado. Si el forro o soporte 70 comprende un extrusionado plástico, entonces, antes de aplicar el revestimiento de separación en la estación R los films formados pueden ser estirados en caliente para proporcionar orientación del forro o soporte
70.

La cara de separación del forro o soporte de separación puede recubrirse con una capa de adhesivo sensible a la presión para transferir posteriormente el adhesivo al material de cara con el que se emplea el forro o soporte. Cuando el material de cara está combinado con el forro o soporte, el adhesivo se une al material de cara. Posteriormente se retira el forro o soporte para exponer el adhesivo, que permanece ahora permanentemente unido al material de
cara.

Por tanto, como se indica en la figura 7A, se puede aplicar adhesivo en la estación S después del secado o curado de la capa de separación previamente aplicada en la estación R. Esta puede ser una operación de revestimiento en tándem, o el revestimiento adhesivo puede realizarse en una línea de revestimiento separada. Alternativamente, se puede aplicar el adhesivo en algún tiempo posterior antes de unir el forro o soporte de separación 70 con el material de cara 71. La unión del forro o soporte con un material de cara 71 está ilustrada esquemáticamente en la figura 7B. Alternativamente, se puede revestir el adhesivo directamente sobre el material de cara 71 antes de combinar el material de cara y forro o soporte.

En algunas aplicaciones, el adhesivo puede ser un adhesivo termoactivado o un adhesivo termofusible tal como se usa en aplicaciones de etiquetado en el molde, a diferencia de un adhesivo sensible a la presión, en cuyo caso puede no ser necesario prever un forro de separación o capacidad de separación inherente tal como se necesita cuando se usa un adhesivo sensible a la presión, el material de cara de la etiqueta puede imprimirse en una estación de impresión (no mostrada) antes de su corte por troquelado en etiquetas individuales. La etapa de impresión puede tener lugar antes o después de combinar el forro o el material de cara, pero precediendo al corte por troquelado del material de cara en etiquetas individuales. El film debe permanecer en perfecta coincidencia entre las etapas de impresión (por ejemplo, entre impresiones sucesivas en diferentes colores) con el fin de que la imagen o texto sea de alta calidad, y entre la impresión y el corte por troquelado subsiguiente con el fin de que la imagen o texto se localice correctamente en las etiquetas. El film está bajo tensión durante la impresión, y puede someterse a algún incremento de temperatura, tal como por ejemplo cuando son curadas las tintas UV y no debe estirarse de manera significativa en la dirección de la máquina. Las propiedades de tracción MD del film de material de cara son particularmente importantes cuando se usa un revestimiento de film polimérico o cuando no se necesita forro.

La figura 7C ilustra esquemáticamente el corte por troquelado del material de cara 71, en una estación T, en una serie de etiquetas espaciadas sensibles a la presión 72 portadas por el forro o soporte de separación 70. Se puede ejecutar esta etapa, por ejemplo, por troqueles de corte metálicos rotativos o de lecho plano de una manera bien conocida e implica el desprendimiento de la matriz en forma de escala (no mostrada) del desecho o recorte que rodea a las etiquetas formadas una vez cortadas por troquelado (los "peldaños" de la escala representan la separación entre etiquetas sucesivas). Las etiquetas permanecen entonces sobre el forro en relación espaciada entre sí, como se ha mostrado. Un modo de fallo en esta operación implica etiquetas mal cortadas por troquelado que permanecen con la matriz cuando es arrancada. En este modo, a medida que disminuyen los niveles de separación, el corte por troquelado insuficiente hace que las etiquetas permanezcan unidas al material de la matriz y sean retiradas del forro durante el arranque de la matriz. La figura 7D ilustra la aplicación de las etiquetas 72 a las piezas que pasan 73 por el uso de un borde de pelado 74 para dispensar las etiquetas 72 por retirada progresiva del forro o soporte de ellas para descubrir así el lado adhesivo 75 de las etiquetas y proyectar las etiquetas en contacto con las piezas que pasan
73.

Las piezas 73 pueden constituir sustratos rígidos tales como botellas de vidrio u otros artículos rígidos que tienden a presentar irregularidades en la superficie y por consiguiente requieren etiquetas que sean flexibles y se adhieran perfectamente (se conformen) a la superficie sin puentear depresiones de superficie locales. Alternativamente, las piezas pueden ser sustratos blandos y flexibles tales como envases de plástico que requieren etiquetas que flexen cuando flexa el envase.

Se comprenderá que las operaciones mostradas en las figuras 7A a 7D pueden realizarse en diferentes sitios por diferentes fabricantes, o bien pueden combinarse, por ejemplo, las etapas de la figura 7A pueden ser ejecutadas por un fabricante de forro y adhesivo, las etapas de las figura 7B y 7C pueden ser ejecutadas por un fabricante de etiquetas en una pasada continua en vez de interrumpida por una secuencia de bobinado y desbobinado como se ha ilustrado, y las etapas de la figura 7D pueden se ejecutarse por un embalaje de productos monofacturados.

El material de cara que se transforma en etiquetas es bobinado y desbobinado en forma de rollo, y constituye por consiguiente una forma de lo que se conoce por "rollo de material" o rollo de material de cara y el forro o soporte acompañante es llamado "rollo de forro". Se ha descubierto que los materiales de cara monocapa de esta invención, como se ha descrito más arriba, no son bloqueadores, y pueden bobinarse y desbobinarse fácilmente según las necesidades.

Los ejemplos siguientes ilustran la preparación de los films de la invención. El aparato usado para preparar los films es una línea de coextrusión con tres extrusoras y un bloque de alimentación de cinco capas de producir films de hasta cinco capas. El aparato comprende una hilera de 10'' de ancho. Cuando se prepara films monocapa sólo se usa una extrusora (una extrusora de 30 mm con un L/D de 25), y las otras dos entradas del bloque de alimentación están cerradas. Se prepara una mezcla seca del homopolímero o copolímero de polipropileno y el acrilato de alquilo y alquileno volteando la mezcla durante 30 minutos aproximadamente y esta mezcla se alimenta en la extrusora vía una tolva. Una vez colado, el film es estirado en una unidad de orientación en la dirección de la máquina. La estrusora usada en los siguientes ejemplos tiene seis zonas calentadas que se mantienen a 180ºC, 195ºC, 208ºC, 218ºC, 218ºC, y 218ºC. La realimentación es calentada a 218ºC, y la temperatura de la hilera se mantiene a 218ºC. La extrusora se opera a 116 rpm y necesita 1,2 KW. Después de la colada por coextrusión se estira el film en la dirección de la máquina a las razones de estirado relacionadas en los ejemplos siguientes. La unidad de estirado se mantiene a 115ºC, y la unidad de recocido se mantiene a 105ºC aproximadamente. Los detalles de la preparación de los films monocapa de la invención, y la rigidez L+W de los films medida son resumidos en la siguiente Tabla III.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA III

5

Los siguientes ejemplos ilustran la preparación de films adicionales y las propiedades de los films así obtenidos. Se sigue el procedimiento descrito más arriba con respecto a los ejemplos A a AN con la excepción de que se opera la extrusora a una media de 110 rpm, temperatura de 230ºC, presión 30 bar, y potencia 1,1 KW. Las temperaturas del rodillo de colada, temperaturas MDO, razón de estiramiento y velocidad de producción son las indicadas en la siguiente Tabla IV.

TABLA IV

6

Las temperaturas del rodillo de enfriamiento y la unidad MDO son ajustadas más bajas cuando se extrusiona la mezcla de 10% PP/90% EBA (AR) debido al más bajo punto de fusión del EBA. Estas temperaturas se ajustan más altas cuando se extrusiona la mezcla de 90% PP 10% EBA (AS) porque el PP puede soportar una temperatura de enfriamiento más alta.

Se determina también los valores de rigidez L+W o resistencia a la flexión en los films del ejemplo AO a AS preparados (MDm) y también corregidos a un film de 70 micras (MD_{7o}). Se determina la corrección a 70 micras por la siguiente ecuación en la que m es el espesor medido del film ensayado

MD_{7o} = Md_{m} \ x \ (70/m)^{3}

Este cálculo está basado en la suposición de que el film es homogéneo en el espesor; es decir, el módulo de elasticidad es el mismo por todo el espesor. Se mide la transparencia de los films con un Elrepho 2000 Data color usando un fondo blanco y negro. Se compara los dos resultados y se determina la transparencia. Los resultados de rigidez y transparencia están resumidos en la siguiente Tabla V.

TABLA V

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Estos resultados indican que, para estos films, la resistencia a la flexión en la dirección de la máquina aumenta con un incremento en el contenido de polipropileno. En la dirección transversal, la resistencia a la flexión es baja hasta que el contenido de polipropileno es el 50%, y entonces aumenta la resistencia a flexión con un incremento en el contenido de polipropileno. La transparencia de los films claros es alta pero algo menor cuando el contenido de polipropileno es de alrededor del 50%. Las diferencias son, sin embargo, más bien pequeñas.

La máxima fuerza requerida para estirar algunos de los films (Fmax), y la resistencia a la tracción, alargamiento a la rotura, límite elástico y módulo elástico de los films se determina con un Comprobador ZWCIK (Test ASTM D882 titulado "Tensile Properties of Thin. Plastic Sheeting"). Los resultados están recopilados en la siguiente Tabla VI.

TABLA VI

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Los resultados mostrados en la Tabla VI indican que, para estos films, la máxima fuerza que se necesita para estirar los films en la MD y en la CD es mayor cuando existe 50% en peso o más de PP en la mezcla; en la MD, el alargamiento aumenta con el contenido de PP, y en la CD, el film con 90% de PP no se estiró sino que se rompió; el rendimiento para 25% y 50% PP en la MD es 0 y el rendimiento en la CD aumenta con el contenido de PP, y el módulo en la MD y CD aumenta cuando se incrementa el contenido de PP.

Una importante ventaja de los materiales de cara de film monocapa y multicapa descritos más arriba y usados en las etiquetas cortadas por troquelado de la invención es la cortabilidad por troquelado mejorada de las etiquetas. Se ha observado, por ejemplo, que cortando por troquelado las etiquetas de la presente invención se proporciona cortes nítidos y precisos con separación total de la etiqueta de la matriz a lo largo del borde de la etiqueta cortada que se consigue a una presión más baja del corte por troquelado, y la herramienta de corte no tiene que ser tan afilada cuando se corta los films de etiquetas con material de cara de la presente invención. El fallo para conseguir un perímetro de corte por troquelado limpio entre la etiqueta y la matriz circundante puede hacer que se rompa la matriz, bien sea en la dirección de la máquina o en dirección transversal, y permanecer con la etiqueta sobre el forro de separación. Este defecto afectará adversamente a la operación de dispensación al aplicar una doble etiqueta o etiqueta más tira(s) de matriz al sustrato.

Se evalúa la cortabilidad por troquelado de los films preparados a partir de composiciones de propileno de los ejemplos por corte mediante troquelado de formas en los films y midiendo posteriormente la energía friccional requerida para separar la matriz de la forma cortada por troquelado. Como se describe más abajo, se calcula la energía friccional midiendo la fuerza requerida para separar de su matriz la forma cortada por troquelado, durante el desplazamiento de la muestra de prueba. Un bajo valor de energía friccional (por ejemplo, aproximadamente 150 g-cm o menos) indica que el laminado presenta buena cortabilidad por troquelado. Este test que se lleva a cabo como sigue es descrito con más detalle en la patente U.S. 5.961.766 que se incorpora aquí como referencia.

Se avanza una hoja de prueba de cada film que tiene las dimensiones de 7 x 10'' (17,8 x 25,4 cm) a través de un cortador por troquelado en el que se corta 10 etiquetas en el material de cara. El cortador por troquelado tiene un perfil cilíndrico. El rodillo cortador por troquelado tiene un diámetro de 3 pulgadas (76,2 mm), con una cavidad transversal y 10 cavidades alrededor. Cada una de las cavidades tiene 6 pulgadas (152,4 mm) de largo (o transversal), 15/16 pulgadas (22,25 mm) de ancho (o profundidad) y tienen esquinas redondeadas con diámetros de 3/32 pulgada (2,38 mm). La separación entre cavidades adyacentes es 1/8 pulgada (3,175 mm). El rodillo yunque tiene un diámetro de 5 pulgadas (127 mm). La brecha entre el yunque y la punta del troquel es de 2,2 milésimas de pulgada (0,0559 mm). La presión del troquel es de 300 libras por pulgada cuadrada (0,2 Mpa), y la velocidad del troquel es de
15 m/min.

El corte por troquelado en cada hoja de prueba es suficientemente profundo para penetrar en el film. Las etiquetas que se forma son de forma rectangular y están colocadas lado a lado en la hoja de prueba, una etiqueta transversal y diez de fondo. La dimensión longitudinal de cada etiqueta es paralela a la dimensión longitudinal de la siguiente etiqueta adyacente. Las etiquetas tienen las dimensiones de 7/8 x 6'' (22,25 mm x 152,4 mm) y son equidistantes entre sí. La brecha entre cada etiqueta es de 1/8 pulgada (3,175 mm). Durante el corte por troquelado se forma también una matriz que consiste en la porción del material de cara residual alrededor de las etiquetas.

Se forma una muestra de prueba cortando la hoja de prueba cortada por troquelado a lo largo de la línea central de la dimensión longitudinal de una etiqueta y después a lo largo de la línea central de la dimensión longitudinal de la etiqueta adyacente siguiente. Los cortes son paralelos entre sí. Cada muestra de prueba consiste en media etiqueta, media de la muestra de etiqueta adyacente siguiente, y la matriz que rodea a las porciones de la etiqueta.

Se mide la energía de fricción requerida para separar la matriz de las etiquetas cortadas por troquelado de cada muestra usando un Analizador de Textura TA-XT2 modificado, proporcionado por Stable Micro Systems, Unidad 105, Blackdown Rural Industries, Haste Hill, Haslemere, Surrey GU 27 3AY, Inglaterra. El Analizador de Textura TA-XT2 es un dispositivo de ensayo de tracción. Es modificado como sigue: se retira el posicionador de la cruceta superior y se sustituye por una cartela superior en forma de L; se fija un brazo de la cartela superior en forma de L al bastidor superior; se retira la plataforma montada sobre la base y se sustituye por una cartela inferior en forma de L. Se ensaya cada muestra de prueba fijando un borde de la matriz de la muestra de prueba a la cartela superior en forma de L y fijando el borde de cada porción de etiqueta adyacente al borde de matriz unido a la cartela inferior en forma de L. Se activa el analizador de textura y se separa la matriz de las porciones de etiqueta a una cadencia de 5 mm/s.

La fuerza usada para separar la matriz, y el desplazamiento de esta fuerza a lo largo de la longitud de la muestra de prueba durante la separación es trazada usando software proporcionado con el Analizador de Textura TA-XT2. Se determina también la extensión bajo el trazado usando software proporcionado por el Analizador de Textura TA-XT2. La extensión bajo el trazado tiene las unidades de gramo-segundos. El resultado se multiplica por la velocidad de arranque (5 mm/s) y después de realizar las correcciones apropiadas para las unidades (es decir, milímetros a centímetros), se proporciona los resultados de la energía de fricción en términos de gramos-centímetros (g-cm). Mayores números de energía de fricción están asociados con materiales de cara mal cortados o reflujo del adhesivo. Los resultados de prueba para films de la invención están recopilados también en la Tabla VII. Para cada film, se ensayaron 20 muestras de prueba y los promedios de estas muestras de prueba están indicados en la Tabla VII. Se determina también la energía de fricción de dos films de control. El film de control 1 es un film de 100% Stamylan 17M10 que no está orientado en la dirección de la máquina y tiene un espesor de 79 micras. El film de control 2 es un film de 100% Stamylan 17M10 que es MDO a una razón de estiramiento de 7,4:1 y tiene un espesor de 76. Una lectura de cero (0) indica una etiqueta de corte limpio completamente libre de la matriz después del corte por troquelado.

TABLA VII

9

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* media de dos series, consistiendo cada serie en diez muestras

En una realización films preparados a partir de una mezcla de polipropileno y un alquileno-acrilato de alquilo tal como etileno y acrilato de butilo (EBA) en la que la mezcla contiene aproximadamente 60% de polipropileno y la razón de estirado MD es de aproximadamente 6:1 mostraron excelente energía friccional (la más baja). La razón PP EBA es responsable de la buena imprimibilidad y cortabilidad por troquelado, y la razón de estiramiento es responsable de la buena cortabilidad por troquelado y buen equilibrio entre rigidez MD y CD.

Aunque se ha explicado la invención en relación con sus realizaciones preferidas, se comprenderá que varias modificaciones de la misma resultarán evidentes para los expertos en la materia mediante la lectura de la memoria descriptiva. Por consiguiente, se debe comprender que la invención aquí descrita está destinada a cubrir aquellas modificaciones que entren en el ámbito de las reivindicaciones anexas.

Claims (16)

1. Film que comprende una mezcla de:

(A)

un polímero o copolímero de propileno que tiene una tasa de flujo en fusión de 6 a 14, y

(B)

un copolímero de acrilato o metacrilato de alquilo-alquileno,

en el que el film ha sido orientado por estirado en caliente en la dirección de la máquina y recociendo el film estirado, y la rigidez L+W del film en la dirección transversal es menor que 0,75 veces la rigidez en la dirección de la máquina.

2. Film según la reivindicación 1, en el que (A) es un homopolímero de propileno, y en el que la tasa de flujo en fusión del homopolímero de propileno es por lo menos 8, y en el que el alquileno de (B) es una alfa-olefina que contiene de 2 a 8 átomos de carbono, particularmente etileno.

3. Film según la reivindicación 1, en el que el acrilato de alquilo de (B) es un acrilato o metacrilato de alquilo C_{1} a C_{8}, particularmente acrilato de n-butilo.

4. Film según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que (B) es un copolímero de etileno y acrilato de butilo.

5. Film según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el film tiene una razón de (A) a (B) del orden de aproximadamente 40% a 90% en peso de (A) a 60-10% en peso de (B).

6. Film según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el film ha sido orientado en la dirección de la máquina a una razón de estirado de aproximadamente 2:1 a 9:1.

7. Film según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que es un film monocapa formado por extrusión colada que tiene un espesor del orden de 2 a 4 milésimas de pulgada.

8. Film según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que contiene también al menos un pigmento,

en el que el pigmento está dispersado en el polímero o copolímero de propileno (A), o en otro material basado en poliolefina con un punto de fusión más bajo que (A).

9. Material de cara de film monocapa, orientado en la dirección de la máquina, para etiquetas que comprende una mezcla de:

(A)

de 40% a 90% en peso de un polímero o copolímero de propileno que tiene una tasa de flujo en fusión de 6 a 14, y

(B)

de 10 a 60% en peso de un copolímero de etileno-acrilato de alquilo,

en el que el grupo alquilo contiene de 1 a 8 átomos de carbono,

la rigidez L+W del film en la dirección transversal es menor que 0,75 veces la rigidez en la dirección de la máquina,

en la que el film ha sido orientado por estirado en caliente del film en la dirección de la máquina, seguido por el recocido del film estirado en caliente.

10. Material de cara según la reivindicación 10, en el que (A) es un homopolímero de propileno, y en el que el índice en fusión de copolímero de etileno y acrilato (B) es de 3 a 10.

11. Material de cara según la reivindicación 9 ó 10, que tiene un espesor de 2 a 4 milésima de pulgada.

12. Material de cara según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, orientado en la dirección de la máquina a una razón de estirado de 2:1 a 9:1.

13. Material de cara según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, que comprende de 80% a 50% en peso de (A) y de 20% a 50% en peso de (B).

14. Film que comprende una mezcla de:

(A)

un polímero o copolímero de propileno y

(B)

un copolímero de alquileno-acrilato de n-butilo

en el que el film ha sido orientado por estirado en caliente en la dirección de la máquina y recociendo el film estirado, y la rigidez L+W del film en la dirección transversal es menor que 0,75 veces la rigidez en la dirección de la máquina.

15. Film según la reivindicación 14, en el que (A) es un homopolímero de propileno, y en el que el alquileno de (B) es una alfa-olefina conteniendo de 2 a 8 átomos de carbono, particularmente cuando el alquileno de (B) es etileno, y comprendiendo de 80 a 50% en peso de (A) y de 20 a 50% en peso de (B).

16. Film según la reivindicación 14 ó 15 que tiene un espesor de 2 a 4 milésimas de pulgada.