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Diese
Erfindung bezieht sich auf Folien auf Polypropylenbasis und Etiketten,
die aus derartigen Folien hergestellt werden. Insbesondere bezieht
sich die Erfindung auf Folien und Etiketten, die aus den Zusammensetzungen
auf Polypropylenbasis hergestellt werden, umfassend ein Gemisch
aus einem Propylenpolymer oder -copolymer und einem Alkylen-Alkylacrylat-Copolymer,
die druckfähig,
stanzbar und/oder abriebfest sind.
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Es
ist seit langem bekannt, Haftklebermaterial für Etiketten durch Bereitstellen
einer Schicht aus einer Fläche
oder einem Flächenmaterial
für das
Etikett oder Schild, das durch eine Schicht aus Haftkleber, die
ihrerseits durch ein Trägermaterial
oder einen Träger
bedeckt ist, kaschiert ist, herzustellen und zu vertreiben. Das
Trägermaterial
oder der Träger
schützt
den Klebstoff während
des Versands und der Lagerung und ermöglicht effiziente Handhabung
von einer Reihe von einzelnen Etiketten, nachdem die Etiketten gestanzt
werden und die Matrix (Abfall) von der Schicht des Flächenmaterials
zu dem Punkt abgezogen wird, wo die einzelnen Etiketten der Reihe
nach auf einer Etikettierlinie abgegeben werden. Ein typisches Verfahren
des Stanzens verwendet ein Stahlstanzwerkzeug. Während der Zeit vom Stanzen
bis zur Abgabe bleibt das Trägermaterial
oder der Träger
ungeschnitten und kann für
die Lagerung, den Transport und die Entwicklung einer Reihe von
einzelnen Etiketten, die darauf getragen werden, aufgerollt und
abgerollt werden.
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Das
Versagen der zuverlässigen
Abgabe ist typischerweise dadurch gekennzeichnet, daß das Etikett dem
Träger
um eine Ablöseplatte
herum folgt, ohne daß die
Abgabe oder „Entfernung" von dem Träger bei
der Auftragung auf das Substrat stattfindet. Es wird angenommen,
daß ein
derartiges Versagen der Abgabe mit den übermäßigen Ablösewerten zwischen dem Etikettenflächenmaterial
und dem Trägermaterial
verbunden ist. Die Abgabefähigkeit
hängt ebenso
von der Steifheit des Flächenmaterials
ab. Das Versagen der Abgabe kann ebenso durch die Faltenbildung des
Etiketts aufgrund mangelnder Etikettensteifheit bei der Abgabegeschwindigkeit
gekennzeichnet sein, wenn es von dem Träger auf das Substrat übertragen
wird. Eine andere besondere Notwendigkeit bei vielen Etikettenanwendungen
ist die Fähigkeit,
polymere Folienetiketten bei hohen Bandgeschwindigkeiten aufzutragen,
da eine Erhöhung
der Bandgeschwindigkeit eindeutige Vorteile hinsichtlich der Kosteneinsparung
aufweist.
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Bei
vielen Etikettenanwendungen ist es wünschenswert, daß das Flächenmaterial
eine Folie aus polymerem Material ist, das Eigenschaften bereitstellen
kann, an denen es Papier fehlt, wie Klarheit, Haltbarkeit, Festigkeit,
Wasserbeständigkeit,
Abriebbeständigkeit,
Glanz und andere Eigenschaften. Historisch ist polymeres Flächenmaterial
mit Dicken von größer als
etwa 3 mil (75 μm)
verwendet worden, um die Abgabefähigkeit in
automatischen Etikettiergeräten
zu gewährleisten.
Beispielsweise wurden plastifizierte Polyvinylchloridfolien mit
einer Dicke von etwa 3,5 bis 4,0 mil (87,5 bis 100 μm) bei der
Etikettenauftragung verwendet, da diese Folien die gewünschten
Flexibilitätseigenschaften
aufwiesen. Jedoch wurde die Wanderung der Weichmacher, die in PVC-Folien
verwendet werden, um die normalerweise festen Folien zu flexiblen
Folien umzuwandeln, als ein Hauptproblem für diese Typen an Folien betrachtet,
was zum Verlust von wünschenswerten
Eigenschaften, wie Haftung und Flexibilität, sowie anderen Problemen,
wie Farbankerungsversagen, Farbaufbau und Schrumpfen, führt. Eventuell
führt die
Wanderung des Weichmachers zur Faltenbildung, Rißbildung und visueller Verschlechterung
des Flächenmaterials
und/oder Etiketts. Ebenso ist es wünschenswert, die Dicke zu verringern
oder das Flächenmaterial „herunterzustufen", um Einsparungen
in den Materialkosten zu erreichen. Eine derartige Verringerung
der Flächenmaterialdicke
führte
oftmals zu einer verringerten Steifheit und der Unfähigkeit,
die Etiketten in einer zuverlässigen
kommerziell akzeptablen Weise unter Verwendung automatischer Maschinen
zu stanzen und abzugeben. Es gab ebenso aus Umweltgründen Druck,
Etiketten aus anderen Flächenmaterialpolymeren
als Polyvinylchlorid herzustellen.
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Polymere
Materialien, die im Stand der Technik beim Herstellen von Etiketten
als nützlich
betrachtet werden, umfassen biaxial orientiertes Polypropylen („BOPP") mit Dicken unter
etwa 2,0 mil (50 μm).
Diese Materialien stellen Kosteneinsparungen dar, da sie relativ
preisgünstig
sind, und sie weisen ausreichende Steifheit auf, um gut abgegeben
zu werden. Jedoch weisen diese Materialien ebenso relativ hohe Dehngrenzwerte
sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch Querrichtung (CD) auf,
was zu inakzeptablen Übereinstimmungseigenschaften
führt.
Wenn biaxial gestreckte Folien auf feste Substrate, wie Glasflaschen,
aufgetragen werden, ist die Auftragung nicht vollständig erfolgreich.
Die relativ steifen Etiketten weisen die Tendenz auf, Oberflächenvertiefungen
und Trennfugen zu überbrücken, die
aus den Flaschenformverfahren resultieren, was zu einem unerwünschen Oberflächenaussehen
des aufgetragenen Etiketts, das eingeschlossene Luftblasen vortäuscht, führt. Dies
erschwerte ein wenig die Verwendung von Haftkleberetiketten, um
vorhergehende Glasflaschen-Etikettiertechniken zu ersetzen, wie
Keramikfarbe, die direkt an die Flaschenoberfläche während der Glasflaschenherstellungsverfahren
gebunden ist, da Verbraucher das Aussehen unschön finden. Derartige Keramikfarbentechniken
sind aufgrund der unangenehmen Farbkomponenten, die die zerbrochenen
Glasflaschen im Recyclingverfahren verunreinigen, ökologisch
unerwünscht.
Die Versuche, die relativ steifen, gestreckten Polypropylenfolien
auf flexiblen Substraten, wie Kunststoffflaschen, zu verwenden,
sind ebenso nicht vollkommen erfolgreich gewesen, da die Etiketten
nicht die Flexibilität
aufweisen, die erforderlich ist, um den flexiblen Plastikbehältern zu
entsprechen. Gestreckte Polypropylenfolien sind ebenso schwieriger
zu bedrucken als PVC- oder Polyethylenfolien.
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Andere
nützliche
Materialien sind nicht-gestreckte Polyethylen- und Polypropylenfolien,
die ebenso relativ preisgünstig
und übereinstimmend
sind. Jedoch sind beide dieser Folien schwierig zu stanzen und werden bei
niedrigen Kalibern nicht gut abgegeben. In Europa ist ein nicht-gestrecktes,
relativ dickes Polyethylenflächenmaterial
beim Herstellen von Etiketten erfolgreich verwendet worden. Das
Flächenmaterial
ist stanzbar und die Etiketten können
in einer automatischen Hochgeschwindigkeits-Abgabevorrichtung abgegeben
werden. Die normale Dicke dieses „Standardpolyethylenflächenmaterials" beträgt in Europa
etwa 4,0 mil (100 μm). Die
Versuche, das Maß für das Polyethylenflächenmaterial
zu verringern, um die Kosten zu verringern, hatten noch keinen signifikanten
Erfolg, da das dünnere
Polyethylenflächenmaterial
nicht ohne weiteres mit dem Stanzwerkzeug stanzbar ist, das eine
Markierung auf dem Trägermaterial,
Streifen auf dem geschnittenen Etikett und/oder Aufhänger zwischen
den Etiketten hinterläßt. Ein
Streifen (ebenso Ticker genannt) ist ein kleiner Materialfaden zwischen
dem Etikett und der Matrix nach dem Stanzen. Daher sind das Etikett
und die Matrix durch einen kleinen Materialfaden noch verbunden.
Ein Streifen tritt auf, wenn das Etikett nicht sauber gestanzt wird,
und es kann verursachen, daß das
Etikett mit der Matrix entfernt wird. Ein Aufhänger tritt auf, wenn ein Segment
der CD-Matrix während
CD-Matrixablösung
bricht. Außerdem
wird es schwierig, das dünnere
Flächenmaterial
bei hohen Geschwindigkeiten über
eine Ablöseplatte
aufgrund der verringerten Steifheit abzugeben.
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Da
Etiketten dafür
vorgesehen sind, Informationen zu überbringen, ist die Bedruckbarkeit
von besonderen Film-PSA-Etiketten sehr wichtig. Die Bedruckbarkeit
ist durch die Schärfe
und Helligkeit des Bildes und durch die Farbankerung definiert.
Die Schärfe
ist eng mit der Oberflächenspannung
der Druckoberfläche
verwandt. Die Farbankerung wird oftmals durch einen Bandtest (Finat-Test:
FTM21) getestet. Im allgemeinen ist PVC mit einer Vielzahl von Farben,
die zur Verwendung mit PVC beabsichtigt sind, bedruckbar. Für Polyolefinfolien
gibt es einen anderen Bereich von Druckfarben, wobei in den meisten
Fällen
die Farben auf Wasser basieren (inbesondere in den USA) oder für Druckfarbentrocknung
durch UV-Bestrahlung gestaltet sind (insbesondere in Europa). Im
allgemeinen können
alle Polyolefinfolien mit UV-Farben
nach Aufpreß-Koronabehandlung
bedruckt werden, wobei PE hauptsächlich
im Hinblick auf die Farbhaftung besser als PP ist. Für Farben
auf Wasserbasis wird ein zusätzlicher
Primer oder eine Deckschicht benötigt,
um gute Farbankerung zu erhalten.
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Eine
Folie wird beschrieben, die ein Gemisch aus (A) einem Propylenpolymer
oder -copolymer mit einer Schmelzflußrate von 6 bis 14 und (B)
einem Alkylen-Alkylacryat- oder -methacrylatcopolymer umfaßt, wobei
die Folie durch Heißstrecken
in der Maschinenrichtung und Tempern des gestreckten Films orientiert
worden ist, und die L + W-Steifheit der Folie in der Querrichtung
weniger als das 0,75-fache der Steifheit in der Maschinenrichtung
beträgt.
Sie kann eine kontinuierliche Folie sein, die beispielsweise durch
Extrusion hergestellt wird. Die Folien dieser Erfindung zeigen eine
Vielzahl an nützlichen
Eigenschaften, einschließlich
der gewünschten
Steifheit, Flexibilität,
Bedruckbarkeit (sowohl auf Wasserbasis als auch UV-Farben), Abriebbe ständigkeit
und/oder Stanzbarkeit, um als ein Flächenmaterial bei der Herstellung
von Etiketten nutzbar zu sein. Die Folien, die aus der Polypropylenzusammensetzung
hergestellt werden, können
ebenso als eine Grundfolie verwendet werden, und die Folien können mit
einer funktionellen Folie überlaminiert
oder coextrudiert werden, wenn spezielle Eigenschaften gewünscht werden.
In Maschinenrichtung gestreckte Monoschicht- und Mehrschichtfolienflächenmaterialien
für Etiketten
und Klebstoff-enthaltendes Folienflächenmaterial zur Verwendung in
Haftetiketten werden ebenso beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich in einer Ausführungsform auf die Entdeckung,
daß die
Folien der Polypropylenzusammensetzungen als die Flächenmaterialien
bei Etikettenauftragungen und insbesondere bei Etikettenauftragungen,
wie Plastikflaschen, die Körperpflegeprodukte
(beispielsweise Shampoo) enthalten, nützlich sind. Die klaren Folien
der Erfindung, die aus Polypropylenzusammensetzungen hergestellt
werden, sind ebenso zum Laminieren über andere Polymerfolien und
Folienflächenmaterialien
nützlich,
um den Polymerfolien und Flächenmaterialien
die wünschenswerten
Eigenschaften zu verleihen.
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Querschnittsseitenansicht einer
Mehrschichtfolie, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 ist
eine schematische Darstellung einer Querschnittsseitenansicht einer
Mehrschichtfolie, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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3A, 3B und 3C sind
schematische Darstellungen, die ein Verfahren zur Herstellung von Monoschicht-
und Mehrschichtfolien der vorliegenden Erfindung zeigen.
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4A ist
eine schematische Darstellung einer Querschnittsseitenansicht eines
Etikettenmaterials, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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4B ist
eine schematische Darstellung einer Querschnittsseitenansicht eines
Mehrschichtetikettenmaterials, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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5 ist
eine schematische Darstellung einer Querschnittsseitenansicht einer überlaminierten
Konstruktion, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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6 ist
eine schematische Darstellung einer Querschnittsseitenansicht einer
anderen überlaminierten
Konstruktion, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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7A ist
eine schematische Darstellung, die die Auftragung einer Trennschicht
und eines Klebstoffes auf ein Trägermaterial
oder einen Träger
zeigt.
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7B ist
eine schematische Darstellung, die das Vereinigen des Trägermaterials
oder Trägers
von 7A mit einem Flächenmaterial zeigt.
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7C ist
eine schematische Darstellung, die das Stanzen des Flächenmaterials
von 7B zeigt, um eine Reihe von geteilten Haftetiketten
herzustellen, die von dem Trägermaterial
oder Träger
getragen werden.
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7D ist
eine schematische Darstellung, die die Auftragung der Etiketten
aus 7C auf vorbeilaufende Arbeitsstücke zeigt.
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Eine
erste Komponente der Zusammensetzungen für die erfindungsgemäßen Folien
ist ein Propylenhomopolymer oder -copolymer oder eine Mischung aus
einem Propylenhomopolymer und mindestens einem Propylencopolymer.
Wenn Mischungen aus Homopolymeren und Copolymeren verwendet werden,
können
die Mischungen etwa 5 bis etwa 95 Gew.-% des Homopolymers und entsprechend
etwa 95 bis etwa 5 Gew.-% des Copolymers umfassen. Die Propylenhomopolymere,
die entweder allein oder in Kombination mit einem Propylencopolymer
verwendet werden können,
wie hierin beschrieben, umfassen eine Vielzhal von Propylenhomopolymeren
mit Schmelzflußraten
(MFR) von 6 bis 14, wie durch ASTM-Test D1238, Bedingung L, bestimmt. Propylenhomopolymere
mit MFRs von etwa 6 (vorzugsweise mindestens etwa 8) bis etwa 12
sind besonders nützlich
und stellen Folien mit verbesserter Stanzbarkeit bereit. Nützliche
Propylenhomopolymere können ebenso
dadurch gekennzeichnet sein, daß sie
Dichten zwischen etwa 0,88 und etwa 0,92 g/cm3 und
ein Biegemodul von mindestens 1000 MPa aufweisen.
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Eine
Anzahl von nützlichen
Propylenhomopolymeren ist von einer Vielzahl von Quellen kommerziell erhältlich.
Einige der Homopolymere werden in der folgenden Tabelle aufgelistet
und beschrieben.
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Tabelle
I
Kommerzielle Propylenhomopolymere
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Die
Propylencopolymere, die in den Zusammensetzungen für die erfindungsgemäßen Folien
verwendet werden können,
umfassen im allgemeinen Copolymere von Propylen und bis zu etwa
40 Gew.-% von mindestens einem alpha-Olefin, ausgewählt aus
Ethylen und alpha-Olefinen, die 4 bis etwa 8 Kohlenstoffatome enthalten.
Beispiele von nützlichen
alpha-Olefinen umfassen Ethylen, 1-Buten, 1-Penten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen,
1-Hepten und 1-Octen. Häufiger
umfassen die Copolymere von Propylen, die in der vorliegenden Erfindung
verwendet werden, Copolymere von Propylen mit Ethylen, 1-Buten oder
1-Octen. Die Propylen-alpha-Olefin-Copolymere, die in der vorliegenden
Erfindung nützlich
sind, umfassen statistische sowie Blockcopolymere, obwohl die statistischen
Copolymere im allgemeinen bevor zugt sind. Mischungen der Copolymere sowie
Mischungen der Copolymere mit Propylenhomopolymeren können als
die Zusammensetzung für
die Grundschicht verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Propylencopolymere Propylen-Ethylen-Copolymere mit Ethylengehalten
von etwa 0,2 bis etwa 10 Gew.-%. Vorzugsweise beträgt der Ethylengehalt
etwa 3 bis etwa 10 Gew.-% und stärker
bevorzugt etwa 3 bis etwa 6 Gew.-%. In bezug auf die Propylen-1-Buten-Copolymere sind 1-Buten-Gehalte
von bis zu etwa 15 Gew.-% nützlich.
In einer Ausführungsform
kann der 1-Buten-Gehalt im allgemeinen zwischen etwa 3 Gew.-% und
etwa 15 Gew.-% liegen, und in anderen Ausführungsformen kann der Bereich
etwa 5 bis etwa 15 Gew.-% betragen. Propylen-1-Octen-Copolymere,
die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, können bis
zu etwa 40 Gew.-% 1-Octen enthalten. Häufiger werden die Propylen-1-Octen-Copolymere
bis zu etwa 20 Gew.-% 1-Octen enthalten.
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Die
Propylencopolymere, die beim Herstellen der Zusammensetzungen für die erfindungsgemäßen Folien
nützlich
sind, können
durch dem Fachmann bekannte Techniken hergestellt werden, und viele
dieser Copolymere sind kommerziell erhältlich. Beispielsweise können die
Copolymere, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, durch Copolymerisation
von Propylen mit einem alpha-Olefin, wie Ethylen oder 1-Buten, unter
Verwendung von Single-Site-Metallocenkatalysatoren erhalten werden.
Eine Liste von einigen nützlichen kommerziell
erhältlichen
Propylencopolymeren wird in der folgenden Tabelle II erhalten. Die
Propylencopolymere, die in der Erfindung nützlich sind, weisen eine MFR
von 6 bis 14 auf. Die verbesserte Stanzbarkeit wird erhalten, wenn
die Propylencopolymere MFRs zwischen etwa 6 und etwa 12 aufweisen.
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Tabelle
II
Kommerzielle Propylencopolymere
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Eine
zweite Komponente der Zusammensetzungen für die erfindungsgemäßen Folien
ist ein Alkylen-Alkylacrylat- oder -methacrylat-Copolymer. In einer
Ausführungsform
wird die Alkylen-Alkylacrylat-Copolymer-Viskosität so ausgewählt, daß sie ähnlich der Viskosität des Propylenpolymers
bei den Extrusionstemperaturen (beispielsweise 190°C, 210°C und 230°C) und den
Extrusionscherratenbedingungen (0,1 bis 1000 s–1) ist.
Um die Phasentrennung zu vermeiden, sollte in einer Ausführungsform
die Viskosität
der dispersen Phase gleich oder vorzugsweise nicht mehr als ein
Faktor von etwa dem 4fachen höher
als die Viskosität
der kontinuierlichen Phase sein. Die Alkylene sind alpha-Olefine,
die 2 bis etwa 8 Kohlenstoffatome enthalten, wie Ethylen, Propylen,
1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, 4-Methyl-1-penten usw. Häufiger ist
das Alkylen Ethylen oder Propylen, und am stärksten bevorzugt Ethylen.
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Die
Alkylacrylate sind im allgemeinen C-1- bis C-8-Alkylacrylate oder
-methacrylate, und häufiger
ein C-1 bis C-8-Alkylacrylat. Beispielsweise können die Acrylate Ethylacrylat,
n-Butylacrylat, Hexylacrylat, Octylacrylat, usw. umfassen. Alternativ
kann das Acrylat C-1- bis C-8-Alkylmethacrylat, wie beispielsweise
Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat,
Hexylmethacrylat usw. sein.
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Die
Alkylen-Alkylacrylat-Copolymers werden durch Polymerisieren von
Gemischen eines alpha-Olefinens und des Alkylacrylats durch dem
Fachmann bekannte Techniken hergestellt. Im allgemeinen kann der Acrylatgehalt
oder Methacrylatgehalt des Copolymers etwa 5 bis etwa 30 Gew.-%
betragen, und der Olefingehalt des Copolymers kann etwa 70 bis etwa
95 Gew.-% betragen. Häufiger
werden die Copolymere etwa 15 bis etwa 20 Gew.-% des Acrylats enthalten.
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Kommerziell
erhältliche
Beispiele von nützlichen
Acrylaten umfassen Ethylen-Methylacrylat-Copolymer, erhältlich von
Chevron Chemical Company als PE 2205 (Methylacrylatgehalt 20 Gew.-%
und Schmelzindex von 2,4); Ethylen-n-butylacrylate, erhältlich von
Atochem unter der Bezeichnung Lotryl, wie Lotryl 17BA04 (enthaltend
16 bis 19 Gew.-% Acrylsäureester
und mit einer Schmelzflußrate
von 3,5 bis 4,5 dg/min bei 190°C und
9,8 dg/min bei 230°C);
Lotryl 17BA07 mit einem Acrylsäurestergehalt
von 16 bis 19 Gew.-% und einer Schmelzflußrate von 6,5 bis etwa 8; und
Lotryl 7BA01 mit einem Acrylsäureestergehalt
von 6 bis 8 Gew.-% und einer Schmelzflußrate von 1 bis 1,5.
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In
einer Ausführungsform
werden die Zusammensetzungen auf Propylenbasis für die erfindungsgemäßen Folien
im allgemeinen etwa 25 bis etwa 95 Gew.-% eines (A) Propylenhomopolymers
oder -copolymers und etwa 5 bis etwa 75 Gew.-% eines (B) Alkylen-Alkylacrylat-Copolymers
umfassen, wie oben beschrieben. In anderen Ausführungsformen können die
Zusammensetzungen 40 bis 95 Gew.-% oder 50 bis 80 Gew.-% des Propylenpolymers
oder -copolymers und 5 bis 60 Gew.-% oder 20 bis 50 Gew.-% des Acrylatcopolymers umfassen.
In einer Ausführungsform
werden Mischungen, die etwa 50 bis 80 Gew.-% von A und etwa 20 bis 50
Gew.-% von B enthalten, verwendet, wenn die Folien, die aus den
Mischungen gebildet wurden, zu Etiketten durch beispielsweise ein
Stahlstanzwerkzeug gestanzt werden. Folien, die aus den Mischungen
aus Propylenpolymer oder -copolymer und dem Acrylatcopolymer hergestellt
wurden, sind transparent, es sei denn ein Füllstoff wird zugegeben. In
einer Ausführungsform
erhöht
sich die Transparenz der Folien ohne Füllstoff ziemlich, da sich die
Konzentration des Propylens in der Mischung erhöht und sich die Konzentration
des Acrylatcopolymers verringert.
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Die
Zusammensetzungen umfassen Mischungen aus den zwei Komponenten,
die zu einem einheitlichen Gemisch durch Schmelzmischen in einer
konventionellen Vorrichtung, wie eine Bandbury-Mühle, Extruder oder dergleichen,
vereinigt werden können.
Alternativ können
die Mischungen durch Lösungsmischen
oder durch Trockenmischen der zwei Komponenten, gefolgt von Schmelzverarbeitung
des Trockengemisches durch Extrusion hergestellt werden.
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Die
Propylenzusammensetzungen der erfindungsgemäßen Folien können andere
Additive enthalten, um die Eigenschaften der Zusammensetzung zu
modifizieren. Beispielsweise können
Farbstoffe und mineralische Füllstoffe
in die Zusammensetzung einbezogen werden, wie TiO2,
CaCO3, Talk, Siliziumdioxid, Glimmer usw.
Die Gegenwart von kleinen Mengen an TiO2 führt beispielsweise
zu einer opaken oder weißen
Zusammensetzung. Mineralische Füllstoffe
können
in die Propylenzusammensetzungen in Mengen von etwa 1 bis etwa 40
Gew.-%, häufiger
von etwa 5 bis etwa 40 Gew.-% einbezogen werden. Andere Additive,
die in die Propylenzusammensetzungen für die erfindungsgemäßen Folien
einbezogen werden können,
umfassen Metallteilchen, Fasern, Flammverzögerungsmittel, Antioxidationsmittel,
Wärmestabilisatoren,
Lichtstabilisatoren, UV-Lichtstabilisatoren, Antihaftmittel, Verarbeitungshilfsmittel
usw. LD 0011 als eine weiße
Pigmentgrundmischung enthält
25% Polyethylen mit geringer Dichte, 25% Calciumcarbonat und 50%
Titandioxid. Diese Materialien sind von Ferro erhältlich.
Eine andere nützliche
Pigmentgrundmischung umfaßt
Titandioxid, das in Polyethylen mit einer geringen Dichte dispergiert
wird. Wenn eine Polyethylenmatrix mit einer geringen Dichte, beladen
mit TiO2 (beispielsweise von etwa 20% bis
70% TiO2), zu den Polymermischungen zugegeben
wird, wird kein „Stäubungsproblem" gesehen, und dies
ist ein signifikanter Vorteil. Bei den Extrusionstemperaturen ist
die Polyethylenmatrix in einem klebrigen geschmolzenen Zustand und
scheint TiO2 zu binden, was verhindert,
daß TiO2 an die Oberfläche kommt, wodurch Stäubung verursacht
wird. In einer Ausführungsform
der weißen
Formulierungen wird ein bestimmter Prozentsatz des Acrylatcopolymers
(beispielsweise 10 bis 25 Gew.-%) durch das Polyethylen/TiO2-Gemisch ersetzt, um die gewünschte Opazität bereitzustellen.
Eine beispielhafte Mischung umfaßt 50 Gew.-% Propylencopolymer,
34 Gew.-% Acrylatcopolymer und 16 Gew.-% des Polyethy-len/TiO2-Gemisches.
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Da
zwei oder mehrere kontaktierende Schichten von einigen der erfindungsgemäßen Folien,
die aus der Propylenzusammensetzung hergestellt werden, die Tendenz
aufweisen können,
aneinanderzukleben oder „zu
blockieren" (beispielsweise
wenn die Folie um eine Rolle gewickelt wird), können Antihaftmittel zu den
Propylenzusammensetzungen zugegeben werden. Antihaftmittel sind
im allgemeinen anorgani sche mineralische Füllstoffe, die das „Haften" durch Verringern
des engen Kontaktes zwischen den Folienschichten verringern. Antihaftmittel,
die in die Propylenzusammensetzungen der erfindungsgemäßen Folie
einbezogen werden können,
umfassen mineralische Füllstoffe,
wie Diatomeenerde, Talk, Calciumcarbonat, Siliziumdioxid und synthetisches
Siliziumdioxid. Diatomeenerde und Talk sind die beiden am häufigsten
verwendeten Antihaftmittel. Ein Beispiel eines nützlichen kommerziellen Antihaftmittels
ist CB070, das von Ferro erhältlich
ist, und eine Grundmischung ist, die 30% LDPE und 70% Talk umfaßt. In einer
Ausführungsform
wird der Füllstoff
oder das Pigment in dem Propylenpolymer oder -copolymer (A) oder
in einem anderen Material auf Polyolefinbasis mit einem geringeren
Schmelzpunkt als (A) dispergiert, und das Pigment-enthaltende Polymer
wird dann mit den Alkylen-Alkylacrylat-Copolymeren gemischt.
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In
einigen Ausführungsformen
der Erfindung können
die Mischungen des Propylenpolymers oder -copolymers und Alkylen-Alkylacrylat-Copolymers
ebenso einen oder mehrere Verträglichkeitsvermittler
enthalten. In einer Ausführungsform
kann ein Verträglichkeitsvermittler
ein Polyolefin umfassen, das mit einem polaren Reaktionspartner
copolymerisiert oder darauf aufpolymerisiert wird. Beispielsweise
kann der Verträglichkeitsvermittler
ein Acrylsäure-modifiziertes
Polypropylenpfropfcopolymer sein (beispielsweise Polybond®1003, BP
Chemicals) oder ein maleatiertes Polypropylenpfropfcopolymer (beispielsweise
Polybond®3001
von BP Chemicals) sein. Im allgemeinen können diese Verträglichkeitsvermittler
als carboxylierte oder maleatierte Polyolefine bezeichnet werden.
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Die
folgenden Beispiele in Tabelle IIA stellen die Polypropylenzusammensetzungen
für die
erfindungsgemäßen Folien
dar. Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich in den folgenden
Beispielen, in den Ansprüchen
oder anderswo in der geschriebenen Beschreibung alle Teile und Prozente
auf das Gewicht, werden die Temperaturen in Grad Celsius angegeben
und die Drücke
liegen bei oder nahe dem Atmosphärendruck. Tabelle
IIA – Beispielhafte
Folienzusammensetzungen
| Zusammensetzung
1 | Gew.-% |
| Stamylan
17M10 | 60 |
| Lotryl
17BA04 | 40 |
| Zusammensetzung
2 | |
| Stamylan
P 17M10 | 50 |
| Lotryl
17BA04 | 50 |
| Zusammensetzung
3 | |
| Stamylan
P 17M10 | 70 |
| Lotryl
17BA04 | 30 |
| Zusammensetzung
4 | |
| Stamylan
P 17M10 | 50 |
| Lotryl
17BA07 | 50 |
| Zusammensetzung
5 | |
| Stamylan
P 17M10 | 70 |
| Lotryl
17BA07 | 30 |
| Zusammensetzung
6 | |
| Stamylan
P 17M10 | 65 |
| Lotryl
17BA04 | 35 |
| Zusammensetzung
7 | |
| Stamylan
P 17M10 | 65 |
| Lotryl
17BA07 | 35 |
| Zusammensetzung
8 | |
| Stamylan
P 17M10 | 50,0 |
| Lotryl
17BA04 | 40,7 |
| Ferro
LD0011 | 9,3 |
| Zusammensetzung
9 | |
| Stamylan
P 17M10 | 70,0 |
| Lotryl
17BA04 | 15,3 |
| Ferro
LD0011 | 14,7 |
| Zusammensetzung
10 | |
| Stamylan
P 17M10 | 50,0 |
| Lotryl
17BA04 | 35,3 |
| Ferro
LD0011 | 14,7 |
| Zusammensetzung
11 | |
| Stamylan
P 17M10 | 70,0 |
| Lotryl
17BA04 | 20,7 |
| Ferro
LD0011 | 9,3 |
| Zusammensetzung
12 | |
| Appryl
3100YN1 | 70 |
| Lotryl
17BA04 | 30 |
| Zusammensetzung
13 | |
| Stamylan
P 17M10 | 80 |
| Lotryl
17BA04 | 20 |
| Zusammensetzung
14 | |
| Stamylan
P 17M10 | 85 |
| Lotryl
17BA04 | 15 |
| Zusammensetzung
15 | |
| Stamylan
P 17M10 | 75 |
| Lotryl
17BA04 | 25 |
| Zusammensetzung
16 | |
| Stamylan
P 17M10 | 25 |
| Lotryl
17BA04 | 75 |
| Zusammensetzung
17 | |
| Stamylan
P 17M10 | 10 |
| Lotryl
17BA04 | 90 |
| Zusammensetzung
18 | |
| Stamylan
P 17M10 | 90 |
| Lotryl
17BA04 | 10 |
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Die
Polypropylenzusammensetzungen, die in der Erfindung verwendet werden,
sind thermoplastische Zusammensetzungen und zur Extrusion, Blasformen
und bei der Herstellung von verschiedenen Gegenständen, wie
Formteilen, Extrusionsteilen, Rohren, Filmen, Folien, Laminaten
usw., geeignet. Schäume
können aus
Propylenzusammensetzungen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet
werden, durch Einbringen eines Treibmittels und anderen allgemein
bekannten Additiven, wie spezielle Keimbildner, und danach Extrudieren
der Zusammensetzung hergestellt werden.
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Die
Propylenzusammensetzungen für
die erfindungsgemäßen Folien
sind besonders beim Herstellen von kontinuierlichen Folien, die
wünschenswerte
Eigenschaften aufweisen, insbesondere für Etikettenanwendungen nützlich.
Die Folien werden durch Extrusionstechniken, die dem Fachmann allgemein
bekannt sind, hergestellt und die Folien können in bezug auf die Dicke
zwischen etwa 0,5 und etwa 3, 4 oder 5 mil liegen. Häufiger werden
die Folien eine Dicke von etwa 2 bis etwa 4 mil, und am häufigsten
etwa 2,5 bis etwa 3,5 mil aufweisen.
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Die
erfindungsgemäßen Folien,
die aus den Polypropylenzusammensetzungen hergestellt werden, werden
in die Maschinenrichtung gestreckt. Beispielsweise können die
Folien in die Maschinenrichtung bei einem Verhältnis von mindestens 2 : 1
heißgestreckt
werden. Häufiger
wird die Folie bei einem Streckverhältnnis zwischen 2 : 1 und 9
: 1 heißgestreckt.
Nachdem die Folie heißgestreckt
worden ist, wird sie im allgemeinen über Glühwalzen geleitet, wo die Folie
bei Temperaturen zwischen etwa 50°C,
häufiger
100°C und
etwa 150°C getempert
oder heißfixiert
wird, gefolgt von Kühlen.
Dartige Orientierung stellt Folien mit verbesserten Eigenschaften,
wie eine Erhöhung
der Steifheit der Folie, und in einigen Fällen verbesserte Bedruckbarkeit
bereit. Beispielsweise ist festgestellt worden, daß extrudierte
Folienproben, umfassend 75 Gew.-% Polypropylen (PP) und 25% eines
Ethylen-n-Butylacrylat-Copolymers (EBA), der in die Maschinenrichtung
bei einem Verhältnis von
8 : 1 und 9 : 1 orientiert worden ist, verbesserte Bedruckbarkeit
aufweist, wenn sie mit einer Folie verglichen wird, die bei einem
Verhältnis
von 7 : 1 gestreckt wurde. Obwohl nicht gewünscht wird, an irgendeine Theorie
gebunden zu sein, scheint es, basierend auf Rasterkraftmikroskopie
(AFM), daß das
Strecken Veränderungen
in der Oberflächenpolymerverteilung
verursacht, und die effektive Oberfläche zur verbesserten Bedruckbarkeit
führt.
Insbesondere scheint es, daß es
eine erhöhte
Gegenwart der EBA-Copolymerphase an der Oberfläche und erhöhte Oberfläche gibt, die durch die Polymerfasertrennung
bei dem höheren
Streckverhältnis
verursacht wird. Es ist ebenso beobachtet worden, daß die Strecktemperatur
ebenso eine Wirkung auf die Bedruckbarkeit aufweist. Geringere Strecktemperaturen
stellen scheinbar eine Folie mit verbesserter Bedruckbarkeit her.
Die Maschinenrichtungsdehngrenze der Folie wird ebenso durch den
Streckungsschritt erhöht, was
zur Dimensionsstabilität
und guten Druckregistrierung beiträgt. Es ist ebenso beobachtet
worden, daß die Orientierung
in Maschinenrichtung die Stanzbarkeit der Folien und die Abgabefähigkeit
der Etiketten, die aus den Folien gebildet wurden, verbessert. In
einigen Ausführungsformen
wird die Verschleiß-
oder Abriebeständigkeit
verbessert.
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Die
erfindungsgemäßen Folien
können
Monoschichtfolien der Polypropylenzusammensetzungen sein, wie oben
beschrieben. Alternativ können
die erfindungsgemäßen Folien
Mehrschichtfolien sein, wobei mindestens eine der Schichten eine
kontinuierliche Folie der Polypropylenzusammensetzungen ist. Funktionelle
Schichten der polymeren Folien können
auf einer oder beiden Seiten der Polypropylenfolie vorliegen. Eine
funktionelle Schicht oder Folie wird als eine definiert, die einbezogen
ist, um bestimmte Eigenschaften, wie Witterungsbeständigkeit,
Bedruckbarkeit, Sperrschicht, Antistatikmittel usw., bereitzustellen.
Derartige Mehrschichtfolien können
durch Coextrusion von zwei oder mehreren Schichten; durch Extrusion
einer erfindungsgemäßen kontinuierlichen
Folie der Polypropylenzusammensetzungen, gefolgt von der Auftragung
von einer oder mehreren zusätzlichen
Schichten auf die extrudierte Folie durch Extrusion von einer oder
mehreren zusätzlichen
Schichten; durch Laminierung einer vorgeformten erfindungsgemäßen Polypropylenfolie
zu einer vorgeformten funktionellen Folie; oder durch Abscheidung
von zusätzlichen
Schichten auf der Polypropylenfolie aus einer Emulsion oder Lösung eines
Polymerfolienbildenden Materials hergestellt werden.
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Eine
funktionelle Folie oder Schicht wird in die erfindungsgemäßen Mehrschichtkonstruktionen
einbezogen, um die Propylenfolie mit zusätzlichen und/oder verbesserten
Eigenschaften, wie Bedruckbarkeit, Stanzbarkeit, Witterungsbeständigkeit,
Steifheit, Abriebbeständigkeit
usw., bereitzustellen. Beispielsweise kann eine transparente Beschichtung
oder Folie auf gedruckten Angaben auf der Polypropylenfolie extrudiert oder
darüber
laminiert werden, um den Druck vor Schäden zu schützen, die durch physikalischen
Kontakt mit angrenzenden Gegenständen
verursacht werden, und Schäden,
die durch das Aussetzen der Feuchtigkeit, Wasser oder Witterung
verur sacht werden. Die transparente Beschichtung kann ebenso die
optischen Qualitäten
der darunterliegenden gedrucken Angaben verbessern, um ein glänzendes
und kräftigeres
Bild bereitzustellen. Eine funktionelle Folie kann ebenso einbezogen
werden, um die Haftung der Polypropylenfolie an ein Substrat zu
verbessern.
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Die
weiteren funktionellen Folien sind im allgemeinen dünn in bezug
auf die Dicke der Polypropylenfolie, aber dickere funktionelle Schichten
sind ebenso in einigen Anwendungen nützlich. Die funktionellen Folien
werden oftmals als Hautschichten bezeichnet, insbesondere wenn sie
dünner
als die Polypropylenfolie sind. Alternativ kann die erfindungsgemäße Polypropylenfolie
als eine Hautschicht über
einer dickeren Grundfolie (kann eine Mehrschichtfolie sein) verwendet
werden. Die Polypropylenhautschicht kann mit der Grundfolie coextrudiert
werden oder auf eine vorgeformte Grundfolie laminiert werden.
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Eine
breite Vielzahl an thermoplastischen Polymeren kann verwendet werden,
um die funktionellen Folien zu bilden, und das speziell ausgewählte thermoplastische
Polymer ist eines, das der Struktur die gewünschten Eigenschaften verleihen
wird. Beispiele von nützlichen
Materialien umfassen Polystyrole, Polyethylen, Polyamide, Polyester,
Polycarbonate, Polyurethane, Polyacrylate, Polyvinylalkohol, Poly(ethylenvinylalkohol),
Polyvinylacetate, Ionomere und Gemische davon. Ethylenvinylacetatcopolymere
sind besonders für
bedruckbare Deckschichten nützlich.
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Beispiele
der Mehrschichtfolien der vorliegenden Erfindung werden in den 1 und 2 dargestellt.
In 1 umfaßt
eine Mehrschichtkonstruktion gemäß der vorliegenden
Erfindung, die im allgemeinen durch die Bezugsziffer 10 angegeben
wird, eine Polypropylenfolienschicht 12 und eine funktionelle
Folie oder Grundschicht 11. Diese Zweischichtstruktur weist
wünschenswerte
Eigenschaften bei der exponierten Oberfläche der Folie 12 auf
und kann entweder durch Coextrusion oder durch separate Bildung
und Laminierung der zwei Schichten zusammen mit einem Haftmittel
hergestellt werden. In dieser letzteren Ausführungsform werden die Polypropylenfolienschicht 12 oder
die funktionelle Schicht 11 oder beide aus einem Material
gebildet, das wärmeaktivierbar
ist, um ihre eigene Haftoberfläche
zur Laminierung bereitzustellen. Das Material sollte eine ausreichende „Open tack"-Zeit aufweisen,
um die Laminierung bei einer relativ niedrigen Temperatur zu erleichtern,
um so unerwünschte
Wärmeeffekte
in den Haftkonstruktionen zu vermeiden. „Open tack" bezieht sich auf den Zeitraum, in dem
die gerade aktivierte Folie klebrig oder offen für den Haftkontakt mit der angrenzenden
Oberfläche
bleibt. Alterantiv kann (nicht in 1 gezeigt)
die Polypropylenfolie 12 auf die funktionelle Folie 11 mit
einem Haftmittel laminiert werden.
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2 stellt
in einer Ausführungsform
eine andere Mehrschichtkonstruktion der vorliegenden Erfindung dar,
die im allgemeinen durch die Ziffer 20 gekennzeichnet ist,
wobei die Polypropylenfolienschicht 21 zwischen zwei funtkionellen
Schichten 22 und 23 liegt. Die funktionellen Schichten 22 und 23 können dasselbe oder
unterschiedliche polymere Material umfassen. Außerdem kann die in 2 dargestellte
Konstruktion durch Coextrusion der drei separaten Ströme von polymeren
filmbildenden Material durch Techniken, die dem Fachmann allgemein
bekannt sind, hergestellt werden, oder die Konstruktion 20 in 2 kann
durch Laminieren der zwei funktionellen Deckschichten 22 und 23 auf
die Polypropylenfolie 21 hergestellt werden. In einer anderen
Ausführungsform,
wie in 2 dargestellt, ist die Schicht 22 eine
erfindungsgemäße Folie
der Polypropylenzusammensetzung, und die Schichten 21 und 23 sind
funktionelle Schichten.
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Wie
oben angemerkt, werden die Monoschicht- und Mehrschichtfolien der
vorliegenden Erfindung in die Maschinenrichtung orientiert. Die
extrudierten Monoschicht- und Mehrschichtfolien, die maschinenrichtungsorientiert
sind, können
durch die allgemeine Verfahrensweise, die in den 3A bis 3C beschrieben und
dargestellt wird, durch Extrudieren oder Coextrudieren von Chargen
der filmbildenden Harze für
die Schicht oder Schichten der Folie, um ein Extrudat zu bilden,
hergestellt werden. Obwohl 3A die
Extrusion durch Gießfolienextrusion
darstellt (d. h. durch Düsen
zum Strangpressen von Folien), können
die Charge oder Chargen für
eine oder mehrere Schichten in einer bekannten Weise durch Blasfolienextrusion
extrudiert oder coextrudiert werden (d. h. durch Extrusion durch
Ringdüsen),
gefolgt durch das Durchleiten des geblasenen Flächenmaterials zwischen Walzen.
Wenn die Folie, die extrudiert wird, zwei oder mehrere Schichten
umfaßt, werden
zwei oder mehrere Polymerfilm-bildende Materialien zu der Extrusionsdüse 190 dosiert.
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In
bezug auf eine Ausführungsform
können
die Charge oder Chargen zur Extrusion oder Coextrusion durch eine
Extrusionsdüse 190 und
Foliengießen
hergestellt werden, wie in 3A schematisch
dargestellt. Die extrudierte Folie wird auf eine erste Kühlwalze 191 gegossen,
setzt sich um eine zweite Kühlwalze 192 fort und
wird durch Abziehwalzen 193 vorgerückt. Die zweite Kühlwalze
ist nicht immer erforderlich.
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Wie
oben erwähnt,
ist die Steifheit der Folie zur richtigen Abgabe von Etiketten bei
höheren
Bandgeschwindigkeiten wichtig. 3B stellt
eine Heißstreckstation
dar, bei der die Steifheit des flachen Flächenmaterials M in Maschinenrichtung
durch Orientierung der Folie in Maschinenrichtung bei einem Streckverhältnis von
mindestens etwa 2 : 1, häufiger
bei einem Streckverhältnis
zwischen 2 : 1 und 9 : 1, erhöht
wird. Die MD-Dehngrenze der Folie wird ebenso durch den Streckungsschritt
erhöht,
was zur Dimensionsstabilität
und guten Druckregistrierung beiträgt. Nach dem Umlaufen eines
Paars von Vorheizwalzen 201 und 202, die das Material
weichmachen, wird das weiche Material dann zwischen dem Orientierungswalzenpaar 205 und 206 gestreckt,
wobei sich das letztere bei einem Vielfachen der Geschwindigkeit
der Vorheizwalzen dreht, was dem Streckverhältnis von 5 zu 1 entspricht.
Das Material umläuft
dann die Glühwalzen 209 und 210,
bei denen es getempert oder heißfixiert
wird, und schließlich
umläuft
das Material die Kühlwalze 12,
um den Heißstreckvorgang
zu vervollständigen.
Das Material kann dann in Rollenform aufgewickelt werden, wie in 3C gezeigt.
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Die
Steifheit der maschinenrichtungsorientierten Mehrschichtfolie, hergestellt
durch die allgemeine oben beschriebene Verfahrensweise, wie auf
einem L + W-Biegekraftmeßgerät (Testverfahren:
ISO 2493) bestimmt, sollte zumindest etwa 15 oder 20 mN in Maschinenrichtung
für die
Hochgeschwindigkeitsabgabe über eine
Ablöseplatte
betragen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Mehrschichtfolie
dahingehend gekennzeichnet, daß sie
eine L + W-Steifheit in Maschinenrichtung von mehr als etwa 35 mN
aufweist. Für
einige weit verbreitete Etiketten- und/oder Hochgeschwindigkeitsabgabe-
und -etikettieranwendungen ist eine L + W-Steifheit von etwa 50
mN bis etwa 100 mN bevorzugt. Die Steifheit in Querrichtung ist
im wesentli chen weniger als die Steifheit in Maschinenrichtung,
d. h. der L + W-Wert in die Querrichtung ist weniger als das 0,75-fache
des Wertes in Maschinenrichtung. Im allgemeinen ist die Beziehung
zwischen L + W-Steifheit in MN und Gurley-Steifheit, wie durch TAPPI
T543 PM-84 gemessen, wie folgt: L + W = 1,75 X Gurley.
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Die
erfindungsgemäßen Folien,
die aus den Polypropylenzusammensetzungen hergestellt werden können, sind
nützlich,
insbesondere bei der Herstellung von Flächenmaterial und anschließend Etikettenmaterial
zur Verwendung bei der Herstellung von Haftetiketten. Etikettenmaterial
umfaßt
im allgemeinen das Folienflächenmaterial
(das eine Monoschicht oder Mehrschicht sein kann) und eine Haftschicht.
Die Haftschicht ist im allgemeinen in Kontakt mit einer Oberfläche der
Polypropylenfolien der vorliegenden Erfindung und haftend damit
verbunden. Wenn die erfindungsgemäßen Folien Mehrschichtfolien
sind, wie in den 1 und 2 dargestellt,
ist die Haftschicht im allgemeinen in Kontakt mit der unteren Oberfläche der
funktionellen Folienschicht 11 und der äußeren oder Hautschicht 23 der
Folie 20 in 2 und haftend damit verbunden.
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4A stellt
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar, die sich auf ein Etikettenmaterial zur
Verwendung bei der Herstellung von Haftetiketten bezieht. Das Etikettenmaterial,
das im allgemeinen durch die Ziffer 40 gekennzeichnet ist,
umfaßt
eine Monoschicht 41 der erfindungsgemäßen Polypropylenfolie und eine
Haftschicht 42, die mit der unteren Oberfläche der
Polypropylenfolie 41 haftend verbunden ist.
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4B stellt
eine andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar, die ein Mehrschicht-Etikettenmaterial
ist, das im allgemeinen durch die Ziffer 40B gekennzeichnet
ist. In einer Ausführungsform
umfaßt
das Etikettenmaterial eine erfindungsgemäße Polypropylenfolie 41B mit
einer oberen Oberfläche
und einer unteren Oberfläche,
eine Haftschicht 42B, die mit der unteren Oberfläche der
Polypropylenfolie 41B haftend verbunden ist, und eine funktionelle
Deckschicht 43, die mit der oberen Oberfläche der
Polypropylenfolie 41B verbunden ist.
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In
einer anderen Ausführungsform
von 4B ist die Schicht 41B eine funktionelle
Schicht, wie oben beschrieben, ist Schicht 43 eine Schicht
der erfindungsgemäßen Polypropylenfolie
und ist Schicht 42B ein Haftmittel.
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In
noch einer weiteren Ausführungsform,
die in keiner der Figuren dargestellt ist, kann ein Etikettenmaterial
aus der Folie, die in 2 dargestellt ist, durch Zufügen einer
Haftschicht, die mit der unteren Oberfläche der Schicht 23 der
Mehrschichtfolie 20 in Kontakt ist, hergestellt werden.
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Die
Haftschicht, die in den erfindungsgemäßen Etikettenmaterialien genutzt
wird, wie in den 4A und 4B dargestellt,
kann direkt auf der unteren Oberfläche der angegebenen Schichten
beschichtet werden, oder das Haftmittel kann direkt von einem Trägermaterial übertagen
werden, mit dem das Flächenmaterial kombiniert
ist. Typischerweise weist die Haftschicht eine Dicke von etwa 0,4
bis etwa 1,6 mil (10 bis etwa 40 μm)
auf. Haftmittel, die zur Verwendung in Etikettenmaterialien der
vorliegenden Erfindung nützlich
sind, sind in der Technik allgemein erhältlich. Im allgemeinen umfassen
diese Haftmittel Haftkleber, wärmeaktivierte
Kleber, Schmelzkleber usw. Haftkleber (PSAs) sind besonders bevorzugt.
Diese umfassen Haftmittel auf Acrylbasis sowie andere Elastomere,
wie Naturkautschuk oder Synthesekautschuk, der Polymere oder Copolymere von
Styrol, Butadien, Acrylnitril, Isopren und Isobutylen enthält. PSAs
sind in der Technik allgemein bekannt, und irgendeines der bekannten
Haftmittel kann mit den erfindungsgemäßen Flächenmaterialien verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform
basieren die PSAs auf Copolymeren von Acrylsäureestern, wie beispielsweise
2-Ethylhexylacrylat, mit polaren Comonomeren wie Acrylsäure.
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Wie
oben angemerkt, können
die Eigenschaften der oben beschriebenen Folien und Flächenmaterialien
in einigen Fällen
durch Laminieren einer Folienschicht über die erfindungsgemäße Polypropylenfolie
verbessert werden. Die Überlaminatschicht
kann der Haftkonstruktion zusätzliche
Eigenschaften, wie Steifheit und Witterungsbeständigkeit, verleihen. Die Überlaminatschicht
kann ebenso eine transparente Beschichtung oder Folie über den
gedruckten Angaben bereitstellen, um den Druck vor Schäden zu schützen, die
durch den physikalischen Kontakt mit angrenzenden Ge genständen verursacht
wurden, und Schäden,
die durch das Aussetzen der Feuchtigkeit, Wasser oder Witterung
verursacht wurden. Die transparente Beschichtung kann ebenso die
optischen Qualitäten
der darunterliegenden gedruckten Angaben verbessern, um ein glänzendes und
kräftigeres
Bild bereitzustellen. Die überlaminierten
Konstruktionen dieser Erfindung sind ausschließlich zur Verwendung als Etiketten
auf Substraten geeignet, die der anschließenden Flüssigverarbeitung, wie Flaschenwaschen/-spülen, Füllen und
Pasteurisieren, oder Flüssigkeitstauchen
(beispielsweise Eisbad) unterzogen werden, ohne nachteilige Folgen,
wie Etikettenliften oder Trübung,
zu zeigen.
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Die überlaminierte
Folienschicht kann zu der erfindungsgemäßen Polypropylenfolie durch
Druck laminiert werden, wenn sie in Form einer kontinuierlichen
Folie mit einer Schicht aus Haftmaterial vorliegt, die zwischen
der kontinuierlichen Polymerfolie der Haftstruktur und der Überlaminatfolienschichten
liegt. Die überlaminierte
Folienschicht kann auf die Polypropylenfolie durch Wärme und
Druck laminiert werden, wenn entweder die Polypropylenfolie oder
die Überlaminatfolie
aus einem Material gebildet wird, das, wenn wärmeaktiviert, seine eigene
Haftoberfläche
zur Laminierung bildet. Die gedruckten Angaben können auf der Polypropylenfolienoberfläche und/oder
auf der hinteren Oberfläche
der Überlaminatfolienschicht
aufgebracht sein.
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5 stellt
eine erste Ausführungsform
einer überlaminierten
Konstruktion 50 dar, die gemäß den Prinzipien dieser Erfindung
hergestellt wurde. Die überlaminierte
Konstruktion 50 umfaßt
die Polypropylenfolie 51, gedruckte Angaben oder eine andere
Form der Markierung 52, die auf der Polypropylenfolienschicht 51 aufgebracht
wurde, eine zweite Haftschicht 53, die über den gedruckten Angaben
oder der Markierung 52 aufgebracht ist, und eine Überlaminatfolienschicht 54,
die über
der zweiten Haftschicht 53 aufgebracht ist. Die zweite
Haftschicht 53 kann aus denselben Typen an oben erläuterten
Haftklebermaterialien gebildet werden. Die Dicke der zweiten Haftschicht
wird im allgemeinen zwischen etwa 1 und etwa 50 μm (etwa 0,02 bis etwa 2 mil)
und vorzugsweise zwischen etwa 2 bis etwa 20 μm (0,08 bis etwa 0,8 mil) betragen. 5 kann
ebenso eine andere Ausführungsform
der oben beschriebenen Erfindung darstellen, wobei eine erfindungsgemäße Polypropylenfo lie 54 auf
eine andere Folie 51 mit gedruckten Angaben oder Markierungen 52 darauf
unter Verwendung eines Haftmittels 53 laminiert wird.
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6 ist
eine Querschnittsseitenansicht einer anderen überlaminierten Haftstruktur 60 der
vorliegenden Erfindung. Diese überlaminierte
Struktur 60 umfaßt
die oben beschriebene Polypropylenfolienschicht 61, eine
Schicht der gedruckten Angaben 62 und die Überlaminatschicht 63.
In dieser Ausführungsform
werden entweder die polymere Folienschicht 61 oder die Überlaminatfolienschicht 63 oder
beide aus einem Material gebildet, was wärmeaktivierbar ist, um seine
eigene Haftoberfläche
zur Laminierung bereitzustellen. Das Material sollte eine ausreichende „Open tack"-Zeit aufweisen,
um die Laminierung bei relativ niedrigen Temperaturen zu erleichtern,
um so unerwünschte
Wärmeeffekte
in den Haftkonstruktionen zu vermeiden.
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Es
ist zu verstehen, daß die überlaminierten
Haftkonstruktionen der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit
der speziellen fertigen Etikettenanwendung unterschiedlich konfiguriert
werden können.
Beispielsweise kann in 5 die gedruckte Angabe zwischen
die zweite Haftschicht 53 und die Überlaminatfolienschicht 54 gelegt
werden (beispielsweise eine negativ gedruckte Überlaminatfolienschicht). Eine
derartige Konstruktion kann im allgemeinen unter Verwendung einer
laminierten Folie 54, die zunächst negativ bedruckt wird
und anschließend
eine Schicht des Haftklebers, der auf die negativ bedruckte Oberfläche aufgetragen
wird, aufweist, hergestellt werden. Die Folie wird dann auf die
Folienschicht 51 mittels der PSA-Schicht durch konventionelle Drucklaminierungstechniken
laminiert.
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Bei
der Herstellung von Flächenmaterial
unter Verwendung der oben beschriebenen Monoschicht- und Mehrschichtfolien
als Flächenmaterialien
gemäß der Erfindung
(7A bis 7D) können Trägermaterial
oder Träger
bereitgestellt werden. Das Trägermaterial
oder der Träger 70 kann
ein Mehrschichtträgermaterial
umfassen, das hergestellt wurde, wie beispielsweise in US-Patent
Nr. 4,713,273 offenbart, wobei die Offenbarung hierin als Verweis
aufgenommen wird, oder kann ein konventionelles Trägermaterial
oder Träger sein,
bestehend aus einem einzelnen Papier oder Folienschicht, die in
Rollenform geliefert werden kann. Wenn es nicht zuvor mit einer
Trennbeschichtung bereitgestellt worden wäre und selbst keine Komponenten
um faßt, um
von Natur aus eine Trennoberfläche
an seiner Haftmittel-kontaktierenden Fläche zu erzeugen, kann das Trägermaterial
oder der Träger 70 mit
einer Trennbeschichtung an Station R beschichtet werden, wie in 7A gezeigt.
Wenn eine Trennbeschichtung aufgetragen wird, wird sie getrocknet
oder gehärtet
nach der Auftragung durch irgendein geeignetes Mittel (nicht gezeigt).
Wenn das Trägermaterial
oder der Träger 70 ein Plastikextrudat
umfaßt,
können
vor der Auftragung der Trennbeschichtung an Station R die gebildeten
Folien heißgestreckt
werden, um die Orientierung des Trägermaterials oder Trägers 70 bereitzustellen.
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Die
Trennfläche
des Trägermaterials
oder Trägers
kann mit einer Schicht des Haftklebers zur anschließenden Übertragung
des Haftmittels auf das Flächenmaterial,
mit dem das Trägermaterial
oder der Träger
eingesetzt wird, beschichtet werden. Wenn das Flächenmaterial mit dem Trägermaterial
oder Träger
vereinigt wird, wird das Haftmittel mit dem Flächenmaterial verbunden. Später wird
das Trägermaterial
oder der Träger entfernt,
um das Haftmittel zu exponieren, das nun dauerhaft mit dem Flächenmaterial
verbunden bleibt.
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Daher
kann, wie in 7A angegeben, das Haftmittel
an Station S nach dem Trocknen oder Härten der Trennbeschichtung,
die zuvor an Station R aufgetragen wurde, aufgetragen werden. Dies
kann ein Tandembeschichtungsvorgang sein, oder die Haftmittelbeschichtung
kann aus einem separaten Beschichtungsträger vorliegen. Alternativ kann
das Haftmittel zu einem späteren
Zeitpunkt vor der Vereinigung des Trägermaterials oder Trägers 70 mit
dem Flächenmaterial 71 aufgetragen
werden. Das Vereinigen des Trägermaterials
oder Trägers
mit einem Flächenmaterial 71 wird
in 7B schematisch dargestellt. Alternativ kann das Haftmittel
direkt auf das Flächematerial 71 vor
der Vereinigung des Flächenmaterials
und Trägermaterials
oder Trägers
beschichtet werden.
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Bei
einigen Anwendungen kann das Haftmittel ein wärmeaktivierter Kleber oder
ein Schmelzkleber sein, wie bei In-Mould-Etikettenanwendungen im
Gegensatz zu einem Haftkleber verwendet, wobei in dem Fall keine
Notwendigkeit für
die Bereitstellung eines Trägermaterials
oder inhärente
Trennbarkeit besteht, wie es erforderlich ist, wenn ein Haftkleber
verwendet wird.
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Das
Etikettenflächenmaterial
kann bei einer Druckstation (nicht gezeigt) bedruckt werden, bevor
es zu einzelnen Etiketten gestanzt wird. Der Druckschritt kann vor
oder nach dem Vereinigen des Trägermaterials und
Flächenmaterials
auftreten, aber geht dem Stanzen des Flächenmaterials zu einzelnen
Etiketten voraus. Die Folie muß im
genauen Register zwischen den Druckschritten (beispielsweise zwischen
aufeinanderfolgenden Drücken
in unterschiedlichen Farben), damit das Bild oder der Text von hoher
Qualtität
sind, und zwischen Drucken und anschließenden Stanzen bleiben, damit
das Bild oder der Text richtig auf den Etiketten lokalisiert ist.
Die Folie ist unter Spannung während
des Druckens und kann derselben Temperaturerhöhung unterliegen, wie beispielsweise,
wenn UV-Farben gehärtet
werden, und muß nicht
signifikant in Maschinenrichtung gestreckt werden. Die MD-Spannungseigenschaften
der Flächenmaterialfolie
sind besonders wichtig, wenn ein polymeres Folienträgermaterial
verwendet wird, oder wenn kein Trägermaterial erforderlich ist.
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7C stellt
das Stanzen des Flächenmaterials 71 an
einer Station T zu einer Reihe von beabstandeten Haftetiketten 72 durch
das Trägermaterial
oder -träger 70 schematisch
dar. Dieser Schritt kann beispielsweise durch Dreh- oder Flachbett-Metallstanzwerkzeuge
in einer allgemein bekannten Weise durchgeführt werden, und umfaßt das Abziehen
der leiterförmigen
Matrix (nicht gezeigt) von Abfall oder Randstreifen um die gebildeten
Etiketten, nachdem sie gestanzt wurden (die „Sprossen" der Leiter stellen den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden
Etiketten dar). Die Etiketten verbleiben dann auf dem Trägermaterial
mit Abstand zueinander, wie gezeigt. Eine Ausfallursache bei diesem
Vorgang beinhaltet schlecht gestanzte Etiketten, die an der Matrix
verbleiben, wenn sie abgezogen werden. Da sich in dieser Weise die
Trennniveaus verringern, verursacht das schlechte Stanzen wahrscheinlich
Etiketten, die an dem Matrixmaterial haften bleiben und von dem Trägermaterial
während
des Matrixabziehens entfernt werden. 7D stellt
die Auftragung der Etiketten 72 auf vorbeilaufende Arbeitsstücke 73 unter
Verwendung einer Abziehkante 74 dar, um die Etiketten 72 durch stetiges
Entfernen des Trägermaterials
oder Trägers
davon abzugeben, um dadurch die Haftseite 75 der Etiketten
zu exponieren und die Etiketten mit den vorbeilaufenden Arbeitsstücken 73 in
Kontakt zu bringen.
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Die
Arbeitsstücke 73 können feste
Substrate, wie Glasflaschen oder andere feste Gegenstände, sein, die
gewöhnlich
Unregelmäßigkeiten
auf der Oberfläche
aufweisen und daher Etiketten erfordern, die flexibel sind und genau
an der Oberfläche
ohne Brückenbildung
lokaler Oberflächenvertiefungen
haften (sich anpassen). Alternativ können die Arbeitsstücke weiche,
flexible Substrate, wie Plastikbehälter sein, die Etiketten erfordern,
die sich biegen, wenn der Behälter
gebogen wird.
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Es
wird verstanden, daß die
Vorgänge,
die in den 7A bis 7D gezeigt
werden, an unterschiedlichen Stellen durch unterschiedliche Hersteller
durchgeführt
werden können,
oder sie vereinigt werden können.
Beispielsweise können
die Schritte von 7A durch ein Trägermaterial-
und Haftmittelhersteller durchgeführt werden, können die
Schritte der 7B und 7C durch
einen Etikettenhersteller auf einem kontinuierlichen Durchgang durchgeführt werden,
wobei es eher durch eine Aufwickel/Abwickel-Sequenz unterbrochen
wird, wie dargestellt, und können
die Schritte von 7D durch eine Verpackung von
hergestellten Produkten durchgeführt
werden.
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Das
Flächenmaterial,
das zu Etiketten geformt wird, ist normalerweise aufgewickelt oder
abgewickelt in Walzenform, und ist daher eine Form, die als „Papierrollen" oder „Papierflächenrollen" bekannt ist, und
das begleitende Trägermaterial
oder der Träger
wird als „Trägerrolle" bezeichnet. Es ist
entdeckt worden, daß die Monoschichtflächenmaterialien
dieser Erfindung, wie oben beschrieben, nicht blockierend sind und
ohne weiteres, wenn notwendig, aufgewickelt und abgewickelt werden
können.
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Die
folgenden Beispiele stellen die Herstellung der erfindungsgemäßen Folien
dar. Das Gerät,
das verwendet wird, um die Folien herzustellen, ist eine Coextrusionslinie
mit drei Extrudern und einem fünfschichtigen
Beschickungsblock, der zur Herstellung von Folien mit bis zu fünf Schichten
fähig ist.
Das Gerät
enthält eine
10''-breite Düse. Wenn
Monoschichtfolien hergestellt werden, wird nur ein Extruder (ein
30-mm-Extruder mit
einer L/D von 25) verwendet, und die anderen zwei Zuläufe des
Beschickungsblocks werden geschlossen. Eine Trockenmischung aus
Polypropylenhomopolymer oder -copolymer und dem Alkylenalkylacrylat
wird durch Rütteln
des Gemisches für
etwa 30 Minuten hergestellt, und diese Trockenmischung wird in den Extruder
mittels eine Trichters eingespeist. Nachdem die Folie gegossen worden
ist, wird sie auf einer Maschinenrichtung-Orientierungseinheit gestreckt.
Der Extruder, der in den folgenden Beispielen verwendet wird, weist sechs
heiße
Zonen auf, die bei 180°C,
195°C, 208°C, 218°C, 218°C und 218°C gehalten
werden. Der Beschickungsblock wird auf 218°C erhitzt und die Temperatur
der Düse
wird bei 218°C
gehalten. Der Extruder wird bei 116 U/min betrieben und erfordert
1,2 KW. Nach dem Coextrusionsgießen wird die Folie in Maschinenrichtung
bei den Streckverhältnissen,
die in den folgenden Beispielen aufgelistet werden, gestreckt. Die
Streckeinheit wird bei etwa 115°C
gehalten und die Tempereinheit wird bei etwa 105°C gehalten. Die Einzelheiten
der Herstellung von erfindungsgemäßen Monoschichtfolien und die
L + W-Steifheit der Folien, wie gemessen, werden in der folgenden
Tabelle III zusammengefaßt.
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Tabelle
III
Monoschichtfolien
-
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Die
folgenden Beispiele stellen die Herstellung von zusätzlichen
Folien und die Eigenschaften der so erhaltenen Folien dar. Der oben
in bezug auf die Beispiele A bis AN beschriebenen Verfahrensweise
wird gefolg, außer,
daß der
Extruder bei durchschnittlichen 110 U/min, einer Temperatur von
230°C, einem
Druck von 30 bar und einer Energie von 1,1 KW betrieben wird. Die
Gießwalzentemperaturen,
MDO-Temperaturen,
das Streckverhältnis
und die Herstellungsgeschwindigkeit werden in der folgenden Tabelle
IV dargestellt.
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Tabelle
IV
Extrudierte Monolschichtfolien
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Die
Temperaturen der Kühlwalze
und der MDO-Einheit werden, wenn die Mischung aus 10% PP/90% EBA
(AR) extrudiert wird, aufgrund des niedrigeren Schmelzpunktes des
EBAs niedriger eingestellt. Diese Temperaturen werden höher eingestellt,
wenn die Mischung aus 90% PP/10% EBA (AS) extrudiert wird, da das
PP einer höheren
Kühlungstemperatur
standhalten kann.
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Die
L + W-Steifheits-(oder Biegesteifigkeits-)-werte werden ebenso auf
den Folien von Beispiel AO bis AS, wie hergestellt (MDm), bestimmt
und ebenso zu einer 70-μm-Folie
(MD70) korrigiert. Die Korrigierung zu 70 μm wird durch
die folgende Gleichung bestimmt, wo m die gemessene Dicke der getesteten
Folie ist. MD70 = Mdm × (70/m)3
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Diese
Berechnung basiert auf der Annahme, daß die Folie in der Dicke homogen
ist; das heißt,
der Elastizitätsmodul
ist über
die gesamte Dicke derselbe. Die Transparenz der Folien wird mit
einer Elrepho-2000-Datenfarbe unter Verwendung eines schwarzen und
weißen
Hintergrunds gemessen. Die zwei Ergebnisse werden verglichen und
die Transparenz wird bestimmt. Die Steifheit- und Transparenzergebnisse werden
in der folgenden Tabelle V zusammengefaßt.
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Diese
Ergebnisse zeigen, daß sich
für diese
Folien die Biegesteifigkeit in Maschinenrichtung mit einer Erhöhung des
Polypropylengehalts erhöht.
In Querrichtung ist die Biegesteifigkeit gering, bis der Polypropylengehalt
50% beträgt,
und dann erhöht
sich die Biegesteifigkeit mit einer Erhöhung des Polypropylengehalts. Die
Transparenz der klaren Folien ist hoch, aber ziemlich gering, wenn
der Polypropylengehalt rund 50% beträgt. Die Unterschiede sind jedoch
ziemlich klein.
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Die
maximale Kraft, die erforderlich ist, um einige der Folien zu strecken
(Fmax), und die Zugfestigkeit, Bruchdehnung, Streckgrenze und Elastizitätsmodul
der Folien werden mit einem Zwick-Tester (ASTM-Test D882 mit dem
Titel „Tensile
Properties of Thin Plastic Sheeting") getestet. Die Ergebnisse werden in
der folgenden Tabelle VI zusammengefaßt.
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Tabelle
VI
Zugdehnungseigenschaften
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Die
Ergebnisse, die in Tabelle VI gezeigt werden, zeigen, daß für diese
Folien die maximale Kraft, die notwendig ist, um die Folien in MD
und in CD zu strecken, höher
ist, wenn 50 Gew.-% oder mehr von PP in der Mischung vorliegen;
in MD sich die Dehnung mit dem PP-Gehalt erhöht und in CD sich die Folie
mit 90% PP nicht streckt, aber reißt; die Fließgrenze
für 35%
und 50% PP in MD null ist, und sich die Fließgrenze in CD mit dem PP-Gehalt
erhöht;
und sich der Modul in MD und CD mit dem erhöhten PP-Gehalt erhöht.
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Ein
wichtiger Vorteil der Monoschicht- und Mehrschichtfolien-Flächenmaterialien,
die oben beschrieben werden und in den gestanzten Etiketten der
Erfindung verwendet werden, ist die verbesserte Stanzbarkeit der
Etiketten. Es ist beobachtet worden, daß beispielsweise das Stanzen
der erfindungsgemäßen Etiketten scharfe
und deutliche Schnitte mit vollständiger Abtrennung des Etiketts
von der Matrix entlang der geschnittenen Etikettenkante bereitstellt,
die bei einem geringeren Stanzdruck erreicht wird, und das Stanzwerkzeug muß nicht
all zu schart sein, wenn die Flächenmaterial-Folienetiketten
der vorliegenden Erfindung geschnitten werden. Erreicht man keine
klare Stanzgrenze zwischen dem Etikett und der umgebenden Matrix,
kann dies das Brechen der Matrix in entweder die Maschinen- oder
Querrichtungen verursachen, und sie verbleibt mit dem Etikett auf
dem Trägermaterial.
Dieser Fehler beeinflußt
nachteilig den Abgabevorgang durch das Auftragen eines Doppeletiketts
oder Etiketts plus Matrixstreifen auf das Substrat.
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Die
Stanzbarkeit der Folien, die aus den Propylenzusammensetzungen der
Beispiele hergestellt wurden, wird durch das Stanzen von Formen
in die Folien und danach Messen der Reibungsenergie, die erforderlich
ist, um die Matrix von der gestanzten Form abzutrennen, bewertet.
Wie nachstehend beschrieben, wird die Reibungsenergie durch Messen
der Kraft, die erforderlich ist, um die gestanzte Form von seiner
Matrix abzutrennen, während
der Verschiebung der Testprobe berechnet. Ein geringer Reibungsenergiewert
(beispielsweise etwa 150 g-cm oder weniger) zeigt, daß das Laminat
gute Stanzbarkeit aufweist. Dieser Test, der wie folgt durchgeführt wird,
wird in US-Patent 5,961,766, das hierin als Verweis aufgenommen
wird, ausführlicher beschrieben.
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Ein
Testbogen jeder Folie mit den Dimensionen von 7 × 10'' (17,8 × 25,4 cm)
wird durch ein Stanzwerkzeug, wo 10 Etiketten in dem Flächenmaterial
geschnitten werden, vorgerückt.
Das Stanzwerkzeug weist ein zylinderförmiges Profil auf. Die Stanzwalze
weist einen Durchmesser von 3 Inch (76,2 mm) mit einem Hohlraum
hindurch und 10 Hohlräumen
rund herum auf. Jeder der Hohlräume
sind 6 Inch (152,4 mm) lang (oder quer), 15/16 Inch (22,25 mm) breit
(oder tief) und weisen abgerundete Ecken mit Durchmessern von 3/32
Inch (2,38 mm) auf. Die Trennung zwischen angrenzenden Hohlräumen beträgt 1/8 Inch
(3,175 mm). Die Amboßwalze
weist einen Durchmesser von 5 Inch (127 mm) auf. Die Lücke zwischen
dem Amboß und
der Spitze der Düse
beträgt
2,2 mil (0,0559 mm). Der Düsendruck
beträgt
300 psi (0,2 MPa) und die Geschwindigkeit der Düse beträgt 15 m/min.
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Die
Stanzung bei jedem Testbogen ist tief genug, um die Folie zu durchdringen.
Die Etiketten, die gebildet werden, sind hinsichtlich der Form rechteckig
und sind nebeneinander auf dem Testbogen angeordnet, ein Etikett
quer und zehn längs.
Die Längsausrichtung
jedes Etiketts ist parallel zu der Längsausrichtung des nächsten angrenzenden
Etiketts. Die Etiketten weisen die Dimensionen von 7/8 × 6'' (22,25 mm × 152,4 mm) auf und sind gleichweit
entfernt voneinander. Die Lücke
zwischen jedem Etikett beträgt
1/8 Inch (3,175 mm). Eine Matrix, die aus dem Teil des Abfallflächenmaterials
um die Etiketten besteht, wird ebenso während des Stanzens gebildet.
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Eine
Testprobe wird durch das Schneiden des gestanzten Testbogens entlang
der Mittellinie der Längsausrichtung
von einem Etikett und dann entlang der Mittellinie der Längsausrichtung
des nächsten
angrendenden Etiketts gebildet. Die Schnitte sind parallel zueinander.
Jede Testprobe besteht aus einer Hälfte eines Etiketts, einer
Hälfte
der nächsten
angrenzenden Etikettenprobe und der Matrix um die Etikettenteile.
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Die
Reibungsenergie, die erforderlich ist, um die Matrix von den gestanzten
Etiketten jeder Probe abzutrennen, wird unter Verwendung eines modifizierten
TA-XT2-Texturanalysegeräts, bereitgestellt
von Stable Micro Systems, Unit 105, Blackdown Rural Industries,
Haste Hill, Haslemere, Surrey GU 27 3AY, England, gemessen. Das
TA-XT2-Texturanalysegerät
ist eine Zugfestigkeitsprüfvorrichtung.
Sie wird folgendermaßen
modifiziert: die Vorrichtung auf dem oberen Querspritzkopf wird
entfernt und durch ein obere L-förmige
Klammer ersetzt; ein Arm der oberen L-förmigen Klammer wird am oberen
Rahmen befestigt; die Plattform, die am Boden montiert ist, wird
entfernt und durch eine untere L-förmige Klammer ersetzt. Jede
Testprobe wird durch Befestigen einer Ecke der Matrix der Testprobe
an die obere L-förmige
Klammer und Befestigen der Ecke jedes Etikettenteils, die an die
befestigten Matrixecken angrenzen, an die untere L-förmige Klammer
getestet. Das Texturanalysegerät
wird aktiviert und die Matrix wird von den Etikettenteilen bei einer
Geschwindigkeit von 5 mm/s abgetrennt.
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Die
Kraft, die verwendet wird, um die Matrix abzutrennen, und die Verlagerung
dieser Kraft entlang der Länge
der Testprobe während
der Abtrennung wird unter Verwendung einer Software aufgezeichnet,
die mit dem TA-XT2-Texturanalysegerät ausgestattet ist. Die Fläche unter
der Darstellung wird ebenso unter Verwendung der Software, die mit
dem TA-XT2-Texturanalysgerät
ausgestattet ist, bestimmt. Die Fläche unter der Darstellung weist
die Einheiten von Gramm-Sekunden auf. Das Ergebnis wird durch die
Abziehgeschwindigkeit (5 mm/s) multipliziert, und nachdem entsprechende
Korrekturen für
Einheiten (d. h. mm bis cm) gemacht wurden, werden die Reibungsenergieergebnisse
in Gramm-Zentimeter (g-cm) bereitgestellt. Höhere Reibungsenergiezahlen
werden mit schlecht geschnittenen Flächenmaterialien oder Kleberrückfluß in Verbindung gebracht.
Die Testergebnisse für
die erfindungsgemä ßen Folien
werden ebenso in Tabelle VII zusammengefaßt. Für jede Folie werden 20 Testproben
getestet und die Durchschnitte für
diese Testproben werden in Tabelle VII angegeben. Die Reibungsenergie
von zwei Kontrollfolien wird ebenso bestimmt. Kontrollfolie 1 ist
eine Folie aus 100% Stamylan 17M10, die nicht maschinenrichtungsorientiert
ist, und eine Dicke von 79 μm
aufweist. Kontrollfolie 2 ist eine Folie aus 100% Stamylan 17M10,
die bei einem Streckverhältnis
von 7,4 : 1 MD-orientiert
ist, und eine Dicke von 76 μm
aufweist. Eine Anzeige von null (0) zeigt ein sauber geschnittenes Etikett,
das vollständig
frei von der Matrix nach dem Stanzen ist. Tabelle
VII
| Folienbeispiel | durchschnittliche
Reibungsenergie (g-cm) |
| Kontrolle – 1 | 1373 |
| Kontrolle – 2 | 0 |
| A | 542 |
| B | 93 |
| C | 56 |
| D | 360 |
| E | 72 |
| F | 72 |
| G | 56 |
| H | 25 |
| I | 75 |
| J | 592 |
| K | 139 |
| L | 64 |
| M | 75 |
| N | 72 |
| O | 108 |
| P | 112 |
| Q | 84 |
| Folienbeispiel | durchschnittliche
Reibungsenergie (g-cm) |
| R | 87 |
| S | 90 |
| T | 54 |
| U | NA |
| V | NA |
| W | 122 |
| X | NA |
| Y | NA |
| Z | 126 |
| AA | 86 |
| AB | 84 |
| AC | 150 |
| AD | NA |
| AE | NA |
| AF | 68 |
| AG | 385 |
| AH | 92 |
| AI | 217 |
| AJ | 155 |
| AK | 173 |
| AL | 96 |
| AM | 144 |
| AN | 194 |
| AO | 73 |
| AP | 73 |
| AQ | 164 |
| AR | 330 |
| AS | 130 |
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In
einer Ausführungsform
zeigen die Folien, die aus einem Gemisch aus Polypropylen und einem
Alkylen-Alkylacrylat, wie Ethylenbutylacrylat (EBA) hergestellt
werden, wobei das Gemisch etwa 60% Polypropylen enthält und das
MD-Streckverhältnis
etwa 6 : 1 beträgt,
ausgezeichnete Reibungsenergie (am niedrigsten). Das PP/EBA-Verhältnis ist
für die
gute Bedruckbarkeit und Stanzbarkeit verantwortlich und das Streckverhältnis ist
für die
gute Stanzbarkeit und das gute Gleichgewicht zwischen MD- und CD-Steifheit
verantwortlich.
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Während die
Erfindung in bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen erklärt worden
ist, ist es selbstverständlich,
daß verschiedene
Modifikationen davon dem Fachmann beim Lesen der Beschreibung offensichtlich
sein werden. Deshalb ist es selbstverständlich, daß die hierin offenbarte Erfindung
derartige Modifikationen, wenn sie in den Umfang der anhängenden
Ansprüche
fallen, abdecken soll.
