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DE69606872T2 - Folie für haftetikett und anzeigeprodukte - Google Patents

Folie für haftetikett und anzeigeprodukte

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DE69606872T2
DE69606872T2 DE69606872T DE69606872T DE69606872T2 DE 69606872 T2 DE69606872 T2 DE 69606872T2 DE 69606872 T DE69606872 T DE 69606872T DE 69606872 T DE69606872 T DE 69606872T DE 69606872 T2 DE69606872 T2 DE 69606872T2
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styrene
die
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C. Tung
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Dow Chemical Co
Original Assignee
Dow Chemical Co
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Publication date
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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein thermoplastisches Folienausgangsmaterial, das für die Herstellung von Displayprodukten, wie beispielsweise Etiketten verwendbar ist. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein Folienausgangsmaterial, das Kompatibilitätsmittel enthält, die den Materialaufbau an der Düse während der Extrusion von Folien, die inkompatible Polymere enthalten, verringert.
  • Es ist der Fachwelt gut bekannt thermoplastisches Folienausgangsmaterial zur Herstellung von Etiketten zu verwenden, die in vielerlei Hinsicht Papieranhängern vorzuziehen sind. Zur Herstellung von Etiketten wird im allgemeinen das Folienausgangsmaterial in Verbindung mit einer Klebstoffschicht eingesetzt. Diese thermoplastischen Folienausgangsmaterialien umfassen geglättetes, plastifiziertes Vinyl (d. h. PVC) und biaxial angeordneter Polyester.
  • Erst kürzlich lehrt das für Dollinger ("Dollinger") erteilte U.S. Patent Nr.: 5,151,309 ein Folienausgangsmaterial, das eine kompatibilisierte Mischung aus styrolischen und ethylenischen Materialien enthält und daraus Etiketten hergestellt wurden. Siehe Dollinger Spalte 1, Reihe 1 bis Spalte 3, Reihe 47 und Spalte 6, Reihen 29 bis 52. Etiketten, die aus dem bei Dollinger besprochenen Folienausgangsmaterial hergestellt wurden, zeigen eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegenüber Rißbildung, Zerreißen, Faltenwurf, Runzelbildung und Schrumpfung nach der Verformung auf einem Substrat auf das das Etikett aufgeklebt ist; Bedruckbarkeit; die chemische und dimensionale Stabilität bisher bekannter Polyethylenetiketten und die erwünschte Abtrennbarkeit von der Düse und die Dispensierungseigenschaften von Vinylfolien.
  • Obwohl die Lehren von Dollinger sich in der Herstellung verbesserter Folienausgangsmaterialen und Etiketten bewährt haben, exisiterten einige Mängel in der Verwendung kompatibilisierter Mischungen von Polymeren, die allgemein als inkompatibel erachtet wurden (zum Beispiel Po lystyrol und Polyethylen). Ein wesentliches Problem ist der Materialaufbau an der Düse. Wenn kompatibilisierte Mischungen aus nicht miteinander kompatibler Polymere extrudiert werden, um ein Folienausgangsmaterial herzustellen, neigt das Material dazu sich an den Oberflächen der Düse zu akkumulieren. Diese Akkumulation von Material (d. h. Materialaufbau an der Düse) erzeugt Fehler in der resultierenden Folie. Zudem führt das Beseitigen oder Reinigen des Materialaufbaus an der Düse zu Ausfallzeiten im Verfahren.
  • Die Zugabe von Farbstoffen oder Pigmenten, wie beispielsweise Titandioxid ("TiO2") zu den kompatibilisierten Mischungen verschlimmert das Problem des Materialaufbaus an der Düse. Tatsächlich wurde gefunden, wie in Dollinger (besonders in Spalte 5, Reihen 33 bis 45 und Spalte 6, Reihen 57 bis 65) besprochen, daß TiO&sub2; dazu neigt, wenn es nicht in einer inneren Folienschicht isoliert ist, sich im Laufe der Zeit an einer Düsenlippe aufzubauen und irgend wann einmal auf die Folie abzufallen.
  • Folglich ist es, wenn TiO&sub2; in das Folienausgangsmaterial eingebracht wird, bevorzugt, mehrschichtiges Folienausgangsmaterial herzustellen, in dem die Außen- oder Deckschichten sehr wenig oder kein TiO&sub2; enthalten. Obwohl ein mehrschichtiges Folienausgangsmaterial, das kein TiO&sub2; in den Außen- oder Deckschichten aufweist, das Problem des Materialaufbaus an der Düse verringern kann, ist es im allgemeinen schwieriger und kostenintensiver, mehrschichtiges Folienausgangsmaterial herzustellen als eine einschichtige Folie. Die Herstellung einer mehrschichtigen Folie benötigt mehr Ausrüstung (d. h. einen Zufuhrblock oder Mehrfachdüse und mehrere Extruder) als für die Herstellung einer einschichtigen Folie benötigt wird.
  • Die Herstellung einer mehrschichtigen Folie, die TiO&sub2; enthält bedarf der Kontrolle des TiO&sub2;-Gehaltes, der unterschiedlichen Schichtdicken und der Gesamtschichtdicke, um eine Folie von gleichmäßiger Deckfähigkeit zu erhalten. Zudem muß die Fördermenge der Mehrfachextruder eingestellt werden, um vorgegebene Schichtdickenverhältnisse zu erhalten.
  • Wenn eine einschichtige Folie hergestellt wird muß nur der TiO&sub2;- Gehalt und die Gesamtfoliendicke kontrolliert werden. Folglich existieren bei einer einschichtigen Folie weniger Variablen, die kontrolliert werden und es existiert keine Beschränkungen in der Fördermenge. Somit kann eine konsistentere Folie bei höheren Extrusionsgeschwindigkeiten hergestellt werden.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Menge an Materialaufbau an der Düse, die während der Herstellung des Folienausgangsmaterials, das nicht miteinander kompatible Polymere enthält, erzeugt wird, zu verringern. Es ist ebenfalls eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein deformierbares Etikett bereitzustellen, das für das Anbringen auf ein ausgewähltes Substrat geeignet ist, umfassend ein Folienausgangsmaterial, das kostengünstiger herzustellen ist als bestehende Folienausgangsmaterialien. Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden nach Lesen dieser Patentschrift augenscheinlich.
  • In einem Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Etikett, das für das Anbringen auf ein deformierbares Substrat, wie in Anspruch 1 definiert, geeignet ist. Etiketten der vorliegenden Erfindung enthalten ein bedruckbares Folienausgangsmaterial zusammen mit einem Klebstoff für das Anheften der Folie an das Substrat. Der Klebstoff kann mit dem Folienausgangsmaterial koextrudiert werden oder durch andere, der Fachwelt gut gekannte Verfahren, wie beispielsweise dem Extrusionsbeschichten, aufgebracht werden. Die verbesserte Folienausgangsmaterialformulierung, die entsprechend der Erfindung eingesetzt wird, erlaubt eine kostengünstigere Herstellung eines Folienausgangsmaterials als bisher eingesetzte Formulierungen. Der Materialaufbau an der Düse wird während der Herstellung von Folienausgangsmaterialien aus Formulierungen der vorliegenden Erfindung wesentlich verringert, wodurch Ausfallzeiten im Verfahren verringert werden und die Qualität durch Verringerung von Oberflächendefekten verbessert wird.
  • Entsprechend eines weiteren Aspekts bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren nach Anspruch 7.
  • Formulierungen, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wer den, enthalten eine Mischung aus wenigstens zwei nicht miteinander kompatiblen Polymeren und ein Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer ("SEBS"). Mischungen, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, können weitere Materialien (zum Beispiel UU-Stabilisatoren, Pigmente, Füllstoffe und andere Stabilisatoren) enthalten, solange diese anderen Materialien in den erwägten Mengen nicht unvorschriftsmäßig mit den gewünschten Eigenschaften (zum Beispiel Verformbarkeit, Abtrennen von der Düse, Dispensierbarkeit) der Produkte (z. B. Folienausgangsmaterial, Etiketten), die den Mischungen beigemengt sind, wechselwirken. Die in den Mischungen der vorliegenden Erfindung benötigte Menge an SEBS ist wesentlich geringer als die Menge an Kompatibilitätsmittel, die typischerweise in Mischungen des Stands der Technik benötigt werden.
  • Das Folienausgangsmaterial kann einschichtig oder mehrschichtig sein.
  • Vorzugsweise ist das in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Folienausgangsmaterial einschichtig. Aufgrund des verringerten Materialaufbaus an der Düse während der Herstellung des Folienausgangsmaterials können in einem einschichtigen Folienausgangsmaterial oder in jeder Schicht eines mehrschichtigen Folienausgangsmaterials, einschließlich der Außen- oder Deckschicht, Farbstoffe oder Pigmente, wie beispielsweise TiO&sub2; eingesetzt werden.
  • Mischungen, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, enthalten wenigstens zwei nicht miteinander kompatible Polymere. Vorzugsweise enthalten die Mischungen ein Polyolefinpolymer und ein Polystyrolpolymer. Vorzugsweise wird das Polystyrolpolymer ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus hochschlagfestem Polystyrol, universell verwendbarem Polystyrol, mit Kautschuk modifiziertem Polystyrol und Mischungen davon. Vorzugsweise wird das Polyolefinpolymer ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus linearem Polyethylen geringer Dichte ("LLDPE"), Polyethylen extrem geringer Dichte ("ULDPE"), Polyethylen geringer Dichte ("LDPE"), Polyethylen mittlerer Dichte ("MDPE"), Copolymere aus Ethylen und Propylen, Copolymere aus Ethylen und Acrylatmonome ren, Copolymere aus Ethylen und Vinylacetat ("EUA"), Copolymere aus Ethylen und Acrylsäure ("EAA") und Mischungen davon. Besonders bevorzugt enthalten Mischungen der vorliegenden Erfindung ein Polyethylen und ein Polystyrol.
  • Mischungen, die entsprechend der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, enthalten ein Styrol-Ethylen/Butylen-Ethylen-Blockcopolymer ("SEBS"), um die nicht miteinander kompatiblen Polymere zu kompatibilisieren. Kompatibilisierungsmittel, die thermisch stabiler sind, werden gegenüber Kompatibilisierungsmittel mit geringerer thermischer Stabilität bevorzugt. Ebenso werden Kompatibilisierungsmittel, die eine geringere Viskosität aufweisen gegenüber Kompatibilisierungsmittel höherer Viskosität bevorzugt. Vorzugsweise ist das Kompatibilisierungsmittel eine Mischung eines SEBS-Triblockmaterials und eines SEBS- Diblockmaterials. Besonders bevorzugt ist das Kompatibilisierungsmittel eine Mischung aus SEBS-Triblockmaterial und SEBS-Diblockmaterial, das überwiegend SEBS-Triblockmaterial enthält. Beispiele solcher Kompatibilisierungsmittel sind KRATON G1657X und KRATON G1726X (erhältlich von Shell Chemical Company).
  • Im Allgemeinen werden 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 5 Gew.-% des Kompatibilisierungsmittel in Mischungen der vorliegenden Erfindung benötigt, um den Materialaufbau an der Düse zu minimieren. Vorzugsweise werden 1,5 bis 4 Gew.-% des Kompatibilisierungsmittel verwendet. Jedoch können diese Mengen abhängig vom eingesetzten Kompatibilisierungsmittels und der Temperatur der Düse, die eingesetzt wird, um die Mischungen der vorliegenden Erfindung zu extrudieren, leicht variieren.
  • Mischungen, die entsprechend der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, können zusätzlich zu den nicht miteinander kompatiblen Polymeren und dem Kompatibilisierungsmittel andere Materialien enthalten, solange diese anderen Materialien in den erwägten Mengen nicht mit dem Erreichen der gewünschten Eigenschaften, die zu erreichen erstrebt werden, unvorschriftsmäßig wechselwirken. Zum Beispiel ist ein solches Material TiO&sub2;, ein konventioneller Füllstoff und ein Pigment, die für Druck- oder gra fische Reproduktionszwecke wünschenswert sind.
  • Wenn TiO&sub2; vorhanden ist, macht es im allgemeinen wenigstens 1 Gew.-% und vorzugsweise wenigstens 3 Gew.-% der Mischungen der vorliegenden Erfindung aus. TiO&sub2; macht im allgemeinen nicht mehr als 12 Gew.-% und vorzugsweise nicht mehr als 9 Gew. 4 der Mischung aus.
  • Die Mischungen der vorliegenden Erfindung können unter Anwendung von Verfahren, die der Fachwelt gut bekannt sind, zu einschichtigen oder mehrschichtigen Folien verarbeitet werden (d. h. Folioenausgangsmaterial). Wenn daraus mehrschichtige Folien hergestellt werden, können die Mischungen der vorliegenden Erfindung in jeder der Schichten der mehrschichtigen Folie, einschließlich der Außen- und Oberflächenschichten enthalten sein. Tatsächlich ist es ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die Mischungen der vorliegenden Erfindung, die TiO&sub2; enthalten, zu einer Oberflächenschicht in einer extrudierten Folie extrudiert werden können, wobei sie einen minimalen Materialaufbau an der Düse zeigen. Der Ausdruck Oberflächenschicht bedeutet, daß damit die Außen- oder Deckschicht(en) in einer mehrschichtigen Folie, ebenso wie die einzige Schicht in einer einschichtigen Folie mit umfaßt ist.
  • Das Folienausgangsmaterial der vorliegenden Erfindung kann in ein flexibles Etikett, das für das Anbringen auf einem ausgewählten deformierbaren Substrat geeignet ist, eingebracht werden. Im allgemeinen wird das Folienausgangsmaterial der vorliegenden Erfindung unter Anwendung der Fachwelt bekannter Verfahren mit einem Klebstoff, der für die Ausbildung einer ausreichend Bindung zwischen dem Folienausgangsmaterial und dem ausgewählten deformierbaren Substrat geeignet ist, beschichtet werden. Die Arten, der verwendeten Klebstoffe sind der Fachwelt bekannt. Es ist der Fachwelt bekannt, daß eine Trennschicht auf die Klebstoffschicht aufgebracht wird und vor dem Anbringen des Etiketts auf das ausgewählte Substrat, abgezogen wird.
    • BEISPIELE
  • Um die Wirkung, die verschiedene Kompatibilisierungsmittel auf die Menge an Materialaufbau an der Düse haben, zu testen, wurden eine Vielzahl von Polymermischungen zusammengestellt und unter Anwendung eines 2 inch (5,08 cm) 20 : 1, TEC-Extruders mit einer 0,125 inch (0,3175 cm) Strangdüse, die an das Ende einer ungefähr 3 Fuß langen Fließstraße angebracht war, extrudiert. Der Materialaufbau an der Düse wurde, nachdem die Mischungen durch die Düse extrudiert wurden, durch Abkratzen und Wiegen des Materialaufbaus an der Düse bestimmt.
  • Der Materialaufbau an der Düse wurde bei Temperaturen von 360ºF (182,2ºC) und 450ºF (232,2ºC) bestimmt. Die Ergebnisse der Bestimmungen des Materialaufbaus an der Düse sind in Tabelle I gezeigt.
  • Alle in Tabelle I gezeigten Mischungen enthielten 30 Gew.-% Polystyrol (STYRON 478, erhältlich bei The Dow Chemical Co.). Die Mischungen, die TiO&sub2; enthielten, enthielten auch eine äquivalente Menge eines Polyethylenträgermaterials geringer Dichte ("LDPE"). Folglich enthielt eine Mischung, die 7 Gew.-% TiO&sub2; enthielt, 7 Gew.-% LDPE-Trägermaterial. Der Rest jeder Probe beinhalteten ein Kompatibilisierungsmittel und ein unterschiedliches LDPE (Schmelzindex = 1,5, Dichte = 0,922 g/cc). Folglich bestimmen die angegebenen Gew.-% und der Typ des Kompatibilisierungsmittels und die Gew.-% TiO&sub2; jeder Mischung, die genaue Zusammensetzung jeder in Tabelle I gezeigten Probe. Tabelle I
  • * Vergleichsbeispiele
  • 1 STEREON 841A (43% Styrol-SBS-Copolymer, erhältlich bei Firestone)
  • 2 LD740.16 (EVA-Copolymer, erhältlich bei EXXON)
  • 3 VECTOR 4411 (44% Styrol-SIS-Copolymer, erhältlich bei Dexco Polymers)
  • 4 KRATON G1657X (SEBS-Copolymermischung, enthaltend 30% Diblock- und 70% Triblockmaterial, erhältlich bei Shell Chemical Company)
  • 5 KRATON G1726X (SEBS-Copolymermischung, enthaltend 70% Diblock- und 30% Triblockmaterial, erhältlich bei Shell Chemical Company)
  • 6 Mittelwert zweier Läufe (53 und 55)
  • 7 Mittelwert zweier Läufe (25 und 33)
  • Die Daten in Tabelle I zeigen, daß die Mischungen der vorliegenden Erfindung, die SEBS als Kompatibilisierungsmittel einsetzen einen wesentlich geringeren Materialaufbau an der Düse aufweisen, als Mischungen, die andere Kompatibilisierungsmittel verwenden. Zudem können die Mischungen der vorliegenden Erfindung bei höherer Düsentemperatur, als Mischungen die bisher in der Fachwelt eingesetzt wurden, extrudiert werden, was höhere Extrusionsgeschwindigkeiten erlaubt (d. h. Herstellungsgeschwindigkeiten). Höhere Düsentemperaturen führen ebenfalls zu einer signifikanten Verringerung des Materialaufbaus an der Düse.

Claims (12)

1. Deformierbares Etikett, das geeignet ist, auf ein ausgewähltes Substrat aufgebracht zu werden, enthaltend:
a) ein bedruckbares Folienausgangsmaterial, das eine Schicht einer Polymermischung enthält, die:
i) zwei oder mehr nicht miteinander kompatible Polymere und
ii) 1 bis 10 Gew.-% eines Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol- Blockcopolymers enthält, und
b) einen Klebstoff, der geeignet ist, um dieses bedruckbare Folienausgangsmaterial auf das Substrat aufzubringen.
2. Deformierbares Etikett nach Anspruch 1, wobei dieses bedruckbare Folienausgangsmaterial zusätzlich einen Farbstoff enthält.
3. Deformierbares Etikett nach Anspruch 2, wobei dieser Farbstoff Titandioxid ist.
4. Deformierbares Etikett nach Anspruch 1, wobei das Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer eine Copolymermischung aus Diblock- und Triblockmaterial ist.
5. Deformierbares Etikett nach Anspruch 4, wobei die Copolymermischung überwiegend Triblockmaterial enthält.
6. Deformierbares Etikett nach Anspruch 1, wobei die zwei oder mehr nicht miteinander kompatiblen Polymere Polyethylen und Polystyrol einschließen.
7. Verfahren zur Verringerung des Materialaufbaus an der Düse, der durch Extrusion eines Folienausgangsmaterials mit einer Oberflächenschicht, die eine Polymermischung enthält, die wenigstens zwei nicht miteinander kompatible Polymere enthält, erzeugt wird, durch Einbringen von 1 bis 10 Gew. 4 eines Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymers in die Mischung.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Polymermischung zusätzlich einen Farbstoff enthält.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei dieser Farbstoff Titandioxid ist.
10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Styrol-Ethylen/Butylen- Styrol-Blockcopolymer eine Mischung aus Diblock- und Triblockmaterial ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Copolymermischung überwiegend Diblockmaterial enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die nicht miteinander kompatiblen Polymere Polyethylen und Polystyrol einschließen.
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