DE4306103A1 - IML-Etikettenfolie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine für das Etikettieren in der Form (In Mold Labeling = IML) geeignete Etikettenfolie, die mit den etikettierten Behältern zusammen recycling­ fähig ist, wobei Behälter und Etikettenfolie im wesentli­ chen aus Polyethylen und/oder Polypropylen bestehen.

Es ist bekannt, recyclingfähige Etiketten aus Kunststoff für wiederverwertbare Kunststoffbehälter herzustellen, bei denen die Etiketten durch In-Mold-Labeling bei der Behälterherstellung in der Behälterwand einbettbar sind. DE-C1 40 34 430 beschreibt ein solches recyclingfähiges Etikett, das einlagig ausgebildet ist und aus 50-70 Gew.-% Filler, 45-25 Gew.-% Polyethylen oder Polypropy­ len und ca. 5 Gew.-% Pigmenten besteht.

Der Filler besteht in der Regel aus Titandioxid, Calcium­ carbonat, Talkum, Kieselerde oder anderen anorganischen Füllstoffen. Dabei ist nicht zu übersehen, daß der hohe Anteil von anorganischen Füllstoffen die Recycling­ fähigkeit beeinträchtigen kann. Derartige Füllstoffe sind aber erforderlich, um die Bedruckbarkeit des Etiket­ tes zu gewährleisten.

Bekannt ist weiterhin ein recyclingfähiges Etikett aus Kunststoff (US-PS 48 37 075), das mehrlagig ausgebildet ist und als mehrlagige Schlauchfolie coextrudiert wird. Die zur Bedruckung vorgesehene Schicht besteht aus einem hohen Anteil von 75-98 Gew.-% Polystyrol und einem nie­ drigen Anteil von 25-2 Gew.-% an Pigmenten oder Fil­ lern. Unter der bedruckten Schicht kann eine Zwischen­ schicht aus einem Copolymer von Ethylen und einem Comono­ mer angeordnet sein, wobei das Comonomer aus 1-30 Gew.-% einer copolymerisierbaren ethylenischen unge­ sättigten Carboxylsäure oder eines solchen Esters be­ steht. Auf der Unter- oder Rückseite des Etiketts ist ein spezieller Haftvermittler oder Thermokleber ange­ ordnet, der aus Niederdruck-Polyethylen oder einem Co­ polymer aus Ethylen und Vinylacetat besteht.

Bei dem vorgenannten Kunststoff-Etikett und dem Behälter nach der US-PS 48 37 075 können Recycling-Probleme auf­ treten. Das im Etikett verwendete Polystyrol verträgt sich nicht mit dem Polyethylen des Behälters. Zur Wieder­ verwertung wird der Behälter samt Etikett zerkleinert und aufbereitet. Das so gewonnene Granulat wird dann wieder plastifiziert und zum Blasformen neuer Behälter eingesetzt. Die Polystyrol-Anteile führen beim Blasvor­ gang dann aber zu Schwachstellen im Folienschlauch. An diesen Stellen reißt beim Blasformen die Behälterwand. Nachteilig ist auch das Kunststoffgemisch in der Zwi­ schenschicht, das ebenfalls eine Wiederverwertung er­ schwert oder gar unmöglich macht.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, eine mit einem Be­ hälter recyclingfähige Etikettenfolie anzugeben, aus der Etiketten für das IML herstellbar sind, und bei denen der Filler-Anteil gering gehalten werden kann, ohne daß Probleme bei der Verarbeitung und Recyclingfähigkeit auf­ treten.

Diese Aufgabe wird gelöst bei einer für das Etikettieren in der Form (In Mold Labeling = IML) geeignete Etiketten­ folie, die aus drei Schichten B, C, A aufgebaut und coex­ trudiert ist, wie folgt:
Schicht B (Außenlage) besteht aus Polyethylen mittlerer bis hoher Dichte oder Polypropylen oder aus einer Mi­ schung ("blend") der vorgenannten Polyolefine; die Schicht C (Mittellage) besteht aus Polyethylen oder Polypropylen, wobei jeweils dasselbe Polyolefin bzw. Po­ lyolefingemisch wie bei der Schicht B verwendet ist; die Schicht A (Innenlage) besteht aus einem mit niedri­ ger Temperatur, d. h. unterhalb der Blasformungs­ temperatur, erweichenden Copolymer des Polyethylen oder Polyethylen oder aus einem Polyethylen sehr niedriger Dichte (VLDPW); wenigstens eine - und vorzugsweise nur eine - Schicht der beiden Schichten C und A ist ge­ schäumt.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung stellt dar, daß die mittlere Schicht C und/oder die Schicht A eine Schicht aus geschäumten Polyethylen oder Polypropylen bzw. aus einem der vorgenannten Copolymere ist. Polyole­ fine, wie Polypropylen oder Polyethylen, lassen sich zu Schaumkunststoffen verarbeiten und auch als Schaumstoff­ schicht mit nicht-geschäumten Schichten coextrudieren. Hierdurch ist einen preisgünstige Fertigung möglich.

Überraschenderweise ist die geschäumte Schicht bzw. sind die geschäumten Schichten in der Lage, Spannungen auf zu­ nehmen, die während des IML auftreten. Ein weiterer, wichtiger Vorteil ist, daß die gerauhte und geperlte Fläche der geschäumten Schicht, die der Oberseite des Be­ hälters zugewandt ist, Luftblasen zwischen Etikett und Behälteroberfläche herauslaufen läßt, so daß wesentlich weniger Fehlprodukte entstehen als bei der Verwendung be­ kannter IML-Etiketen. Dieses Herauslaufen bei der Quet­ schung der Etikettenfolie gegen die Behälter-Außenwand tritt bei sehr glatten Folien nicht ein, da diese sofort um Luftblasen herum einen undurchdringlichen Haftflansch bilden.

Im vorliegenden Fall weist die eine geschäumte Schicht C oder A vorzugsweise eine Dicke von 10-100 µm bei einem Anteil von 25-80% der Gesamtdicke der Etikettenfolie auf. Die Grenzen der Dicke der Etikettenfolie bilden Er­ fordernisse der Verpackungsästhetik, der Blasformtempera­ turen, der Behälterformen und dgl., die der Fachmann anhand der ihm bekannten Eigenschaften festlegen kann.

Als mit niedriger Temperatur erweichendes bzw. siegeln­ des und gegebenenfalls geschäumtes Copolymer des Polye­ thylen oder Polypropylen kommen Vinylacetat- oder Acryl­ säure-Derivat-Copolymere in Frage. Geeignet erscheinen auch Terpolymere mit niedrigem Erweichungspunkt, z. B. des Typs EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Elastomer). Die Tem­ peratur der Erweichung, die zu der Siegelung führt, sollte im Bereich unterhalb der in Blasformen bei der Formung üblicherweise auftretenden Temperaturen liegen. Vorzugsweise liegt die Temperatur zwischen 70 und 100°
Neben den genannten Schichten C sind dem Fachmann gegebe­ nenfalls weitere kompatible Produkte bekannt. Es muß jedoch darauf geachtet werden, daß der Anteil und die Zu­ sammensetzung der Schicht C die Recyclingfähigkeit nicht wesentlich behindert.

Vorzugsweise ist bei der Etikettenfolie das Verhältnis der Schichtdicken so, daß eine mittlere geschäumte Schicht C eine Dicke von 10 bis 100 µm bei einem Anteil von 30 bis 80% der Gesamtdicke der Etikettenfolie (B + C + A) aufweist; analog gilt dies für die Schicht A, wenn diese geschäumt ist. Wenn nur die Schicht A ge­ schäumt ist, hat dies den Vorteil, daß die bedruckte Schicht B praktisch unbeeinflußt bleibt durch die Rauhig­ keit der geschäumten Schicht
Um die Bedruckungsfähigkeit zu erhöhen, kann die Schicht B neben Polyethylen oder Polypropylen 4 bis 10 Gew.-% eines Fillers und/oder eines Pigments enthalten. Diese Anteile sind auf die Gesamtmenge von Kunststoff, die sich aus der Menge des Behälters und des Etiketts zusam­ mensetzt, so gering, daß die Recyclingfähigkeit nicht beeinträchtigt wird.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen mit Etikett versehenen Behälter, bei dem das Etikett aus einer Eti­ kettenfolie gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Merkmale gefertigt ist, sowie auf ein entsprechendes Eti­ kett, das aus der Etikettenfolie hergestellt, insbe­ sondere ausgestanzt ist.

Etiketten der vorgenannten Art können im IML hervorra­ gend mit Behältern aus Polyethylen oder Polypropylen ver­ bunden werden, wobei entsprechend dem verwendeten Polyo­ lefin des Behälters das Etiketten-Grundmaterial gewählt wird. Aus recyceltem Material können ohne wesentliche Qualitätseinbußen neue Kunststoff-Produkte hergestellt werden, insbesondere auch im Blasformverfahren. Rißbil­ dungen, Undichtigkeiten, Ausdünnungen lassen sich weitge­ hend vermeiden. Materialien wie Papier oder Metall, Zell­ stoffbeimischungen und dergleichen sind vermieden worden.

Als Filler oder Pigmente können die aus dem Stand der Technik bekannten anorganischen Produkte, wie Calcium­ carbonat (Kreide), Talkum, Titandioxid, Kieselerde und dergleichen verwendet werden. Der Filler wird nur in der äußeren Schicht eingebracht und dient lediglich dazu, die Bedruckungsfähigkeit zu verbessern; sein Anteil kann für das Recycling vernachlässigt werden.

Es läßt sich gemäß Erfindung eine Etikettenfolie her­ stellen, welche keine Rollneigung aufweist, eine relativ hohe Steifigkeit hat, auf ihrer Außenseite gut bedruck­ bar ist und bei der die Rückseite eine gute Haftung an üblichen Polyethylen-oder Polypropylen-Flaschen ergibt, wobei trotzdem praktisch keine Luftblasen beim Zusammen­ fügen von Etikett und Behälter in der Blasform auftre­ ten. Dabei wird vorausgesetzt, daß kurzzeitig bei der Blasverformung übliche Temperaturen oberhalb von 120°C herrschen. Die geschäumte Schicht C und/oder A wirkt iso­ lierend, so daß auch keine unerwünschten Verformungen und Verwerfungen des bedruckten Etiketts und seiner glat­ ten Außenseite auftreten. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Behälter und Etikettenfolie verschiedene Schrumpfeigenschaften haben.

Durch Verwendung von bei niedriger Temperatur erweichen­ der bzw. siegelnder Copolymere des Polyethylen bzw. Poly­ propylen für die Schicht A ist eine spezielle Haft-Be­ schichtung nicht erforderlich.

Die Figur zeigt in vergrößerter Darstellung ein Aus­ führungsbeispiel einer Etikettenfolie.

Im vorliegenden Beispiel besteht die später außenliegen­ de Schicht B aus Polyethylen der Dichte 0,930 mit einem Anteil von 7,5 Gew.-% Titandioxidfiller. Titandioxid dient sowohl als Filler als auch als Weiß-Pigment, wie an sich bekannt. Die Schicht C ist eine Schicht aus ge­ schäumtem Polyethylen. Dabei wird der Schäumungsgrad so eingestellt, daß eine 1,2- bis 3fache Dickenvergrößerung des geschäumten gegenüber dem ungeschäumten Folienmate­ rial auftritt. Die Schäumung wird so durchgeführt, daß der Schaum geschlossenporig wird. Das Schäumen von Polyo­ lefinen ist an sich bekannt. Im vorliegenden Fall werden Stickstoff-abgebende Schäumungsbatches in ausreichender Menge hinzugegeben, die im Anschluß an das Extrudieren, d. h. unmittelbar nach dem Verlassen des Extrusionswerk­ zeuges, eine Expansion bewirken. Mit Hilfe an sich be­ kannter Schaumstabilisatoren wird verhindert, daß die ge­ schäumte Schicht wieder zusammenfällt.

Die Schicht B kann auch sehr dünn im Vergleich zur übri­ gen Etikettenfolie sein; bei Inkaufnahme entsprechender Rauhigkeit der Außenseite kann die Schicht B auch ganz entfallen. In diesem Falle übernimmt die geschäumte Schicht C auch die Aufgabe der Schicht B.

Die Schicht A ist eine Siegelschicht aus Poly(ethy­ len-co-vinylacetat) mit einem eingestellten Erweichungs­ punkt von 90-100°C. Im vorliegenden Beispiel nimmt die Schaumschicht 50% der Gesamtdicke der Eti­ kettenfolie ein. Die Gesamtdicke der Etikettenfolie be­ trägt 50 µm. Andere Dicken, vorzugsweise zwischen 30 und 200 µm, sind herstellbar. Wenn auch im Ausführungsbeis­ piel die Schicht A ungeschäumt ist, so ist es auch mög­ lich, anstelle der Schicht C die Schicht A zu schäumen, wobei ebenfalls eine 1,2- bis 3fache Dickenvergrößerung eintreten kann.

Unter Polyethylen mittlerer bis hoher Dichte wird ein solches verstanden, das eine Dichte von 0,925 bis 0,965 besitzt. Polypropylen hat eine Dichte von 0,900 bis 0,907. Zur Verwendung können auch Mischungen ("blends") von Polyethylen und Polypropylen kommen.

Claims (8)

1. Für das Etikettieren in der Form (In Mold Labeling = IML) geeignete Etikettenfolie, die mit den etikettier­ ten Behältern zusammen recyclingfähig ist, wobei Be­ hälter und Etikettenfolie im wesentlichen aus Polye­ thylen und/oder Polypropylen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus drei Schichten B, C, A aufgebaut und coextrudiert ist, wie folgt:
Schicht B (Außenlage) besteht aus Polyethylen mittle­ rer bis hoher Dichte oder Polypropylen oder aus einer Mischung ("blend") der vorgenannten Polyolefine; die Schicht C (Mittellage) besteht aus Polyethylen oder Polypropylen, wobei jeweils dasselbe Polyolefin bzw. Polyolefingemisch wie bei der Schicht B verwen­ det ist;
die Schicht A (Innenlage) besteht aus einem mit nie­ driger Temperatur, d. h. unterhalb der Blasformungs­ temperatur, erweichenden Copolymer des Polyethylen oder Polypropylen oder aus einem Polyethylen sehr nie­ driger Dichte (VLDPE),
und dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden Schichten C und/oder A geschäumt ist.

2. Etikettenfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß als mit niedriger Temperatur erweichendes Co­ polymer des Polyethylen oder Polypropylen ein Copoly­ mer mit Vinylacetat oder mit einem Acrylsäure-Derivat oder ein Ionomer verwendet ist.

3. Etikettenfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß als mit niedriger Temperatur erweichendes Co­ polymer des Polyethylen oder Polypropylen ein Terpoly­ mer, vorzugsweise EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Elasto­ mer), verwendet ist.

4. Etikettenfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das mit niedriger Temperatur erweichende Co­ polymer eine Erweichungstemperatur zwischen 70 und 100°C hat.

5. Etikettenfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schicht B neben Polye­ thylen oder Polypropylen 4 bis 10 Gew.-% eines Fil­ lers und/oder eines Pigments enthält.

6. Etikettenfolie nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine der beiden Schichten C oder A geschäumt ist und daß diese ge­ schäumte Schicht eine Dicke von 10 bis 100 µm bei einem Anteil von 30 bis 80% der Gesamtdicke der Eti­ kettenfolie aufweist.

7. Etikett, hergestellt aus einer Etikettenfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6.

8. Mit Etikett versehener Behälter, bei dem das Etikett aus einer Etikettenfolie gemäß einem der vorhergehen­ den Ansprüche 1 bis 6 gefertigt ist.