Пленка для изготовления вплавляемой этикетки, способ повышения ее технологичности, способ этикетирования изделий и этикетированное изделие (варианты)

Пленка для изготовления вплавляемой этикетки, способ повышения ее технологичности, способ этикетирования изделий и этикетированное изделие (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к вплавляемым, или впрессовываемым, этикеткам для маркировки пластиковых объектов. В частности, изобретение относится к пленке для вплавляемых этикеток, обладающей улучшенными технологическими свойствами, требуемыми в процессе ее производства и при дальнейшем применении.

Уровень техники

Маркировка с помощью вплавляемых этикеток обладает значительными преимуществами по сравнению с обычно применявшимися ранее способами маркировки пластиковых контейнеров с помощью полимерных этикеток. В наиболее распространенных из этих более ранних способов используются прикрепленные к подложке этикетки, имеющие слой контактного клея, или прикрепленные к подложке этикетки, имеющие слой адгезива, активизируемого нагревом. При изготовлении прикрепленных к подложке этикеток выполняется операция ламинирования, необходимая, чтобы слой клея или адгезива оказался между подаваемыми с рулонов лентами основы для этикеток и бумаги с силиконовым покрытием, которая служит в качестве носителя, или подложки, от которой этикетки легко отделяются. На основе для этикеток выполнятся печать краской, которая высушивается с помощью нагревательных элементов или ультрафиолетового излучения. Отдельные этикетки вырезаются далее из основы при прохождении такой многослойной основы через ротационную вырезающую машину или рамную вырезающую машину. Оставшиеся после вырезания этикеток обрезки основы удаляются или используются как вторичное сырье. Применение таких способов влечет высокие затраты, связанные с использованием носителя/подложки; возникают также экологические проблемы, связанные с удалением обрезков этикеток и носителей.

Маркировка с помощью вплавляемых этикеток, напротив, позволяет избежать применения каких-либо носителей или подложек. При маркировке с помощью вплавляемых полимерных этикеток на целостную (не требующую носителя/подложки) заготовку или на свободную (без подложки) основу из полимерной пленки может быть нанесен активизируемый нагревом адгезив или активизируемый нагревом термоплавкий слой. На полимерную основу наносится печать, затем из нее вырезаются этикетки, которые далее помещаются (без применения подложек и других подобных средств), например, в магазины, служащие для подачи этикеток по принципу очереди или стека. Полимерные этикетки далее одна за другой помещаются на оформляющую поверхность формы для выдувного литья с тем, чтобы они скреплялись с последовательно отливаемыми пластиковыми изделиями, например контейнерами. Расплавленные заготовки изделий в процессе литья растекаются, прилегая к оформляющим поверхностям формы, а активизируемый нагревом адгезив или термоплавкий слой вплавляемой этикетки становится активным, благодаря чему этикетка скрепляется с формируемой пластиковой основой или контейнером. Может оказаться, что вплавленная этикетка недостаточно качественно скрепилась с пластиковой основой при маркировке, а это может приводить к образованию вздутий ("пузырей") на маркированном изделии из пластика. Вздутия могут появиться в результате неполной или неоднородной активизации термоплавкого слоя или адгезива. Температура активизации адгезива или термоплавкого слоя может сказываться на способности вплавляемой этикетки эффективно скрепляться с пластиковой основой; для обеспечения эффективного скрепления температура активизации, вообще говоря, должна быть низкой и одинаковой для всех областей пленки.

Кроме того, из зазоров между этикетками, помещаемыми в магазин, удаляется воздух, что происходит или под действием пружин, входящих в состав оборудования для маркировки с помощью вплавляемых этикеток, или под действием собственной тяжести этикеток. Это увеличивает адгезию между этикетками, что может вести к их слипанию, и поэтому может оказаться, что поданы сразу две этикетки или же не подана ни одна. Кроме того, термоплавкий слой может проявлять некоторую клейкость, что может привести к склеиванию этикеток. Для решения этой проблемы часто применяются уменьшающие трение агенты. Однако уменьшающие трение агенты обычно усиливают расплывание краски, что создает трудности при печати.

Кроме того, обычно желают, чтобы в узлы, работающие с плоскими листами или плоскими участками ленты, одновременно подавались ленты от двух или большего числа рулонов. Одновременная подача от двух рулонов на профессиональном языке называется "работа двойником". Между двумя рулонами помещается шевронный валик. Когда прикладываемое давление достигает 60 фунтов/кв. дюйм (413,7 кПа), уменьшающие трение агенты могут переноситься с термоплавкого слоя или с адгезивного слоя пленки на предназначенную для печати поверхность пленки. Перенос уменьшающих трение агентов приводит к тому, что шевронный рисунок заметен на поверхности после нанесения печати. Даже если используется только один рулон, может все же происходить перенос уменьшающих трение агентов.

Желательно располагать такой пленкой для изготовления вплавляемых этикеток, свойства которой позволяли бы решить одну или несколько указанных проблем. В частности, желательно, чтобы свойства изготовленных вплавляемых этикеток не допускали бы подачу сразу двух этикеток при их помещении в форму, но при этом этикетки достаточно прочно скреплялись бы с пластиковой основой.

Применение пленки для вплавляемых этикеток, предлагаемой в данном изобретении, решает по крайней мере некоторые из указанных выше проблем или облегчает их решение. Пленка, предлагаемая в изобретении, имеет термоплавкий слой, у которого уменьшенный коэффициент трения сочетается с достаточной однородностью распределения температуры активации и ее низким значением, что обеспечивает улучшенную технологичность при сохранении эффективности скрепления с пластиковой основой. Пленка, предлагаемая в изобретении, может обеспечить такую технологичность и качество скрепления без нанесения рельефа и без добавления уменьшающих трение агентов, хотя добавление уменьшающих трение агентов и/или нанесение рельефа на пленку, предлагаемую в изобретении, не выводит за рамки данного изобретения.

Раскрытие изобретения

Данное изобретение относится к пленке для вплавляемых этикеток, имеющей основной слой и термоплавкий слой, где основной слой имеет первую поверхность и вторую поверхность, а термоплавкий слой имеет внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность, причем внутренняя поверхность термоплавкого слоя лежит над первой поверхностью основного слоя, и термоплавкий слой содержит полиэтилен высокой плотности и полиэтилен очень низкой плотности.

Согласно другому аспекту изобретения, описывается изделие из пластика, маркированное этикеткой на пленке, являющейся предметом данного изобретения.

Согласно еще одному аспекту данного изобретения, предлагается способ маркировки с помощью вплавляемых этикеток, который включает изготовление пленки для вплавляемых этикеток, имеющей основной слоя и термоплавкий слой, где основной слой имеет первую и вторую поверхности, а термоплавкий слой имеет внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность, и внутренняя поверхность термоплавкого слоя находится над первой поверхностью основного слоя, и термоплавкий слой содержит полиэтилен очень низкой плотности и полиэтилен высокой плотности; помещение пленки в форму для изготовления изделия из пластика, имеющего внутреннюю и внешнюю поверхности; позиционирование и обеспечение прилегания пленки к внутренней оформляющей поверхности формы путем обеспечения соприкосновения второй поверхности основного слоя пленки с внутренней оформляющей поверхностью формы; формирование маркированного изделия из пластика в форме при достаточно высокой температуре, обеспечивающей скрепление термоплавкого слоя пленки с внешней поверхностью изделия из пластика; охлаждение маркированного изделия из пластика; и извлечение из формы маркированного изделия из пластика.

Согласно еще одному аспекту изобретения, описывается маркированное изделие из пластика, изготовленное с использованием предлагаемого в данном изобретении способа маркировки с помощью вплавляемых этикеток.

Дополнительный аспект этого изобретения состоит в том, что предлагается способ улучшения технологичности пленки для вплавляемых этикеток, включая технологичность на этапе изготовления пленки, имеющей термоплавкий слой, содержащий полиэтилен очень низкой плотности и полиэтилен высокой плотности.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан поперечный разрез пленки для этикеток полиэтилен высокой плотности.

На фиг.2 показано воплощение способа изготовления пленки для этикеток.

Осуществление изобретения

Термин "лежит над" и родственные ему термины, если они относятся к расположению одного, или первого, слоя относительно другого, или второго, слоя, означают, что первый слой частично или полностью расположен выше второго слоя. Первый слой, о котором говорится, что он лежит над вторым слоем, может как соприкасаться, так и не соприкасаться со вторым слоем. Например, между первым слоем и вторым слоем могут находиться один или несколько промежуточных слоев. Термин "лежит под" и родственные ему термины имеют сходный смысл, но в данном случае имеется в виду, что первый слой частично или полностью находится под (а не над) вторым слоем.

Полиэтиленовые полимеры можно классифицировать исходя из различий в их плотности. Типы полиэтиленовых полимеров могут включать полиэтилен очень низкой плотности (ПЭОНП), имеющий плотность 0,86-0,915 г/см³, полиэтилен низкой плотности, имеющий плотность 0,915-0,925 г/см³, полиэтилен средней плотности, имеющий плотность 0,925-0,94 г/см³, линейный полиэтилен низкой плотности, имеющий плотность 0,915-0,94 г/см³ и полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), имеющий плотность 0,94-0,98 г/см³. Плотность полиэтиленовых полимеров зависит от молекулярного строения полимеров, на которое воздействуют условия полимеризации и присутствие или отсутствие альфа-олефинового сомономера. Вообще говоря, более высокая плотность полиэтиленовых полимеров соответствует их большей линейности, меньшей разветвленности, большей кристалличности и более высокой температуре плавления. Для полиэтиленовых полимеров типично, что полимеры самой низкой плотности имеют самую низкую температуру плавления, а полимеры самой высокой плотности - самую высокую температуру плавления.

Как описано выше, пленка для вплавляемых этикеток имеет термоплавкий слой, лежащий над основным слоем. Чтобы произошло скрепление с пластиковой основой, термоплавкий слой активизируют нагревом. Термоплавкий слой содержит полиэтилен очень низкой плотности (ПЭОНП) и полиэтилен высокой плотности (ПЭВП). ПЭОНП могут включать полиэтиленовые сополимеры, имеющие высокую частоту ветвлений - порядка одного ветвления на каждые 7-25 атомов углерода главной цепи полимера. Полиэтиленовый сополимер типа ПЭОНП может быть получен из этилена и по крайней мере одного альфа-олефинового сомономера, содержащего 3-30, 3-20 или 3-12 атомов углерода. ПЭОНП может быть получен путем полимеризации 40-99 мас.%, 50-98 мас.% или 60-95 мас.% этилена совместно с одним или несколькими альфа-олефиновыми сомономерами, обычно в присутствии металлоценового катализатора. ПЭВП могут включать полиэтиленовые гомополимеры и/или сополимеры, содержащие, в основном, неразветвленные молекулы или молекулы с очень редкими ответвлениями, расположенными вдоль главной цепи полимера. Полиэтиленовые сополимеры типа ПЭВП могут быть получены из этилена и по крайней мере одного альфа-олефинового сомономера, содержащего 3-30, 3-20 или 3-12 атомов углерода. Гомополимеры и сополимеры типа ПЭВП могут быть получены полимеризацией соответственно одного только этилена или же этилена в количестве 80-99,5 мас.%, 90-99,5 мас.% или 95-99,5 мас.% вместе с одним или несколькими альфа-олефиновыми сомономерами, обычно в присутствии металлоценового катализатора.

Полиэтилен высокой плотности может присутствовать в термоплавком слое в количестве от 0,5 до 40 мас.%, от 1 до 30 мас.%, от 3 до 30 мас.%, от 0,5 до 25 мас.%, от 1,5 до 25 мас.%, от 3 до 20 мас.%, от 5 до 20 мас.% или от 5 до 15 мас.%. Примером применимого полиэтилена высокой плотности является продукт Н2105 корпорации Huntsman (Хунтсман), который является гомополимером, индекс текучести расплава которого равен 8,0 г/10 мин, а плотность равна 0,963 г/см³.

Полиэтилен очень низкой плотности может присутствовать в термоплавком слое в количестве от 10 до 95 мас.%, от 10 до 75 мас.%, от 15 до 55 мас.% или от 25 до 45 мас.%. Примеры имеющихся в продаже полиэтиленов низкой плотности включают: продукт KC8852 компании Dow Affinity (Доу Эфинити), который является этилен-октеновым сополимером, имеющим индекс текучести расплава, равный 3,0 г/10 мин, температуру плавления 68°С и плотность 0,875 г/см³, продукт Exact 8203 (Экзакт 8203) компании Exxon (Эксон), который является этилен-октеновым сополимером, имеющим индекс текучести расплава, равный 3,0 г/10 мин, температуру плавления 73°С и плотность 0,882 г/см³, или продукт Exact 4151 (Экзакт 4151) компании Exxon (Эксон), который является пластомером на основе этилена/гексена, имеющим индекс текучести расплава, равный 2,2 г/10 мин, температуру плавления 881°С и плотность 0,895 г/см³.

Помимо полиэтилена очень низкой плотности и полиэтилена высокой плотности термоплавкий слой может содержать один или несколько других полимеров. В одном воплощении изобретения термоплавкий слой может включать смесь (а) полиэтилена очень низкой плотности, (б) полиэтилена высокой плотности и (в) одного или нескольких полимеров, выбираемых из полимеров, отличных от (а) и (б). Один или несколько полимеров в (в) могут включать полиолефины, включая гомополимеры и сополимеры, например, полиэтилен (ПЭ) низкой плотности, ПЭ средней плотности, линейный ПЭ низкой плотности, полипропиленовые гомополимеры и сополимеры и высшие гомологи; гомополимеры и содержащие стирол сополимеры, например, полистирол, сополимер стирола и малеинового ангидрида, сополимер стирола и акрилонитрила, сополимер бутадиенстирола и акрилонитрила; сополимеры алкена и винилкарбоксилата, например, сополимеры этилена и винилацетата; сополимеры алкена и метакриловой кислоты, например, сополимеры этилена и акриловой кислоты; сополимеры алкена и алкилметакрилата, например, сополимеры этилена и метилметакрилата; сополимеры алкена и винилового спирта, например, сополимеры этилена и винилового спирта; сополимеры алкена и винилхлорида, например, сополимеры этилена и винилхлорида; поликарбонаты; полиамиды; полиуретаны; полисульфоны; поливинилиденхлориды; поливинилхлориды; ионсодержащие сополимеры на основе солей щелочных металлов или цинка алкена и метакриловой кислоты; гомополимеры и сополимеры метакрилата; фторполимеры; термопластические полиэфиры и смеси любых из перечисленных выше полимеров.

В одном воплощении изобретения один или несколько полимеров примера (в) могут включать полиолефиновый гомополимер или сополимер, получаемый из олефинов, содержащих 2-30, 2-10, 2-8 или 2-4 атомов углерода. Олефины могут включать альфа-олефины, например, этилен, пропилен, 1-бутен или бутилен. Полиолефиновые сополимеры могут быть получены с помощью известных способов (в частности, опубликованных в патенте US №5,475,075) из описанных выше олефинов и одного или нескольких других олефиновых сомономеров, содержащих 2-30, 2-10, 2-8 или 2-4 атома углерода. Олефиновыми сомономерами могут быть альфа-олефины, например, этилен, пропилен, 1-бутен, изобутилен, 1-гексен или 1-октен. Один или несколько олефиновых сомономеров могут присутствовать в полиолефиновом сополимере в количестве (в массовых долях или в молях) 1-50 мас.%, 5-30 мас.%, 2-20 мас.% или 7-25 мас.%. В нескольких воплощениях изобретения термоплавкий слой содержит ПЭОНП, ПЭВП и сополимеры алкена и винилкарбоксилата или же ПЭОНП, ПЭВП и сополимеры этилена и винилацетата, содержащие винилацетат в количестве от 2 до 40 мас.%, от 6 до 30 мас.%, от 9 до 25 мас.% или от 10 до 20 мас.%. Применимые сополимеры алкена и винилкарбоксилата имеются в продаже и включают сополимеры этилена и винилацетата, такие как Ateva 1231 (Атева 1231) (содержание винилацетата равно 12 мас.%, индекс текучести расплава равен 3 г/10 мин, плотность равна 0,934 г/см³, температура плавления равна 97°С) и Ateva 1821 (Атева 1821) (содержание винилацетата равно 18 мас.%, индекс текучести расплава равен 3 г/10 мин, плотность равна 0,938 г/см³); они предлагаются компанией AT Plastics ЭйТи Плэстик. Один или несколько полимеров в примере (в) могут присутствовать в термоплавком слое в количестве от 10 до 95 мас.%, от 15 до 80 мас.%, от 25 до 65 мас.% или от 35 до 55 мас.%.

В нескольких воплощениях изобретения суммарное содержание полиолефинов, или содержание ПЭОНП и ПЭВП, или содержание ПЭОНП, ПЭВП и другого полимера в примере (в) в термоплавком слое может быть равным 30-100 мас.%, 30-90 мас.%, 40-99 мас.%, 20-70 мас.%, 35-85 мас.%, 50-95 мас.%, 25-60 мас.%, 60-90 мас.%, 30-50 мас.% или 80-100 мас.%.

Термоплавкий слой может также содержать антиблокирующие и/или антистатические добавки. Антиблокирующие добавки могут включать натуральный кремнезем, например, кизельгур, синтетический кремнезем, стеклянные шарики, акриловый полимер, шарики из кремнийорганических смол, как, например, материал Tospearls (Тошпэлз), предлагаемый компанией Toshiba (Тошиба), керамические частицы или сочетания любых из перечисленных антиблокирующих добавок. Антиблокирующая добавка может вводиться в виде концентрата. Примером концентрата антиблокирующей добавки является концентрат, выпускаемый компанией A. Schulman Inc. (А.Шульман Инк.), (г.Акрон, штат Огайо) под маркой Polybatch AB5 (Полибэтч ЭйБи5). Продукт Polybatch AB5 является антиблокирующим концентратом, состоящим из 5 мас.% аморфного кремнезема и 95 мас.% основы, являющейся полиэтиленом низкой плотности; этот продукт предназначен для производства изделий из полиэтилена. Материал Polybatch AB5 имеет следующие свойства: индекс текучести расплава концентрата составляет 17+3 г/10 мин; зольность (процентное содержание аморфного кремнезема) равна 5+2 процента; влагоудержание по Карлу Фишеру при 190°С составляет 1000 частей на миллион (максимум); число гранул в 1 г равно 45+5. Если антиблокирующая добавка применяется, то она присутствует в количестве (по массе) от примерно 10000 до примерно 60000 частей на миллион, или от примерно 20000 до примерно 50000, или свыше примерно 40000 частей на миллион.

Антистатические добавки, или антистатики, могут включать катионные добавки, например, галоидную соль четвертичного аммония, анионные добавки, например, сульфонатную соль щелочного металла, неионные добавки, содержащие производные жирных кислот, включая этоксилированные амины жирных кислот и/или этоксилированные амиды жирных кислот или сочетания любых из перечисленных веществ. Антистатики могут входить в состав слоя, содержащего адгезив, или нижнего слоя, где они равномерно распределены. Количество применяемого антистатика может варьироваться для конкретных составов и условий обработки. Обычно антистатики применяются в концентрациях примерно от 0,5 до 15 мас.%, или примерно от 2 до 10 мас.%, или примерно от 1 до 5 мас.%, или примерно 2 мас.%. Примером антистатика может служить концентрированный антистатик, производимый компанией A. Schulman (г.Акрон, штат Огайо) под торговой маркой VLA-55-SF. Концентрат VLA-55-SF является специально антистатическим. Продукт VLA-55-SF имеет следующие свойства: индекс текучести расплава концентрата составляет 11-18 г/10 мин; влагоудержание (по Карлу Фишеру, при 190°С) равно 1000 частей на миллион (минимум). Если применяется ПЭВП, который имеет более высокие электростатические характеристики, чем некоторые другие полиолефины, то количество антистатика обычно увеличивают прямо пропорционально количеству ПЭВП в пленке или ее слоях.

В одном воплощении данного изобретения термоплавкий слой не содержит уменьшающих трение агентов, а внешней поверхности термоплавкого слоя не придается рельеф. В другом воплощении изобретения термоплавкий слой содержит уменьшающую трение добавку, и/или внешней поверхности придается рельеф с целью формирования каналов для выхода воздуха или с целью придания шероховатости внешней поверхности термоплавкого слоя. Хотя пленка, предлагаемая в изобретении, обеспечивает улучшенные технологические свойства и эксплуатационные показатели при отсутствии уменьшающих трение агентов и без придания поверхности рельефа, но применение уменьшающих трение агентов и придание поверхности рельефа для дальнейшей оптимизации характеристик не выводит за рамки данного изобретения.

Термоплавкий слой разрабатывается так, чтобы его активизация происходила при известных специалистам в данной области температурах. Хотя термоплавкий слой может активизироваться при температурах ниже номинальной температуры активизации, должно быть предусмотрено, чтобы термоплавкий слой активизировался при температурах, характерных для нормальных условий обработки материала основы при маркировке с помощью вплавляемых этикеток. В нескольких воплощениях изобретения термоплавкий слой может активизироваться в диапазонах температур 50-130°С, 60-115°С, 54-100°С, 57-80°С или 62-70°С.

Пленка для вплавляемых этикеток, предлагаемая в данном изобретении, имеет основной слой. Основной слой может состоять из одного слоя или быть многослойным. Основной слой может быть изготовлен из расплавляемых пленкообразующих полимеров или из термопластических полимеров, включающих полиэтиленовые гомополимеры или сополимеры, полипропиленовые гомополимеры или сополимеры, полибутилен, сополимеры этилена и метакриловой кислоты, сополимер этилена и этилакрилата, полученные с применением металлоценового катализатора (catalyzed) полиолефины, полистирол, полипропилен,

циклические олефины, сополимеры этилена и метакрилата, сополимеры алкилонитрила, бутадиена и стирола, сополимеры этилена и винилового спирта, сополимер этилена и винилацетата, нейлон, полибутилен, полиуретан, полисульфон, поливинилиденхлорид, поликарбонат, поли(4-метил-1-пентен), сополимеры стирола и малеинового ангидрида, сополимеры стирола и акрилонитрила, ионсодержащие сополимеры на основе солей натрия или цинка метакриловой кислоты и этилена, полиметилметакрилат, целлюлозные полимеры, фторопласт, полиакрилонитрил, полибутилентерефталат (ПБТ), полиэтилентерефталат (ПЭТ), термопластичный полиэфир или сочетания любых их перечисленных полимеров.

В одном воплощении изобретения основной слой содержит полиолефин, например, полиэтилен низкой, средней или высокой плотности, полипропилен, или полибутилен, или сополимеры этилена, пропилена или бутилена с олефинами, например, обсуждавшиеся выше. Полиолефины могут включать гомополимеры, полученные из одного олефинового мономера, включая, например, альфа-олефины, содержащие от 2 до 30 атомов углерода, сополимеры, полученные из двух или большего числа различных олефиновых мономеров, включая, например, альфа-олефины, содержащие от 2 до 30 атомов углерода, или смеси перечисленных веществ. Полиолефины могут быть получены с применением металлоценового катализатора. Полиолефины могут включать сополимеры, полученные из пропилена и одного или нескольких альфа-олефиновых мономеров, где альфа-олефиновые мономеры могут включать альфа-олефины, содержащие примерно от двух до десяти атомов углерода, например, этилен, изобутилен, 1-бутен, 1-гексен и 1-октен. Полиолефины могут включать гомополимеры, полученные из пропилена. В одном воплощении изобретения основной слой содержит полипропиленовый гомополимер, полипропиленовый сополимер или их смесь. Примером применимого полипропиленового гомополимера может служить предлагаемый корпорацией Huntsman Corporation (Хунтсман Корпорэйшн) (г.Хьюстон, штат Техас) продукт под маркой P4G3Z-050. Продукт P4G3Z-050 имеет индекс текучести расплава, равный 3,5 г/10 мин и плотность 0,90 г/см³. Сополимеры пропилена включают статистические сополимеры пропилена, которые содержат примерно от 3 до 6 мас.% этилена. Примеры сополимеров пропилена включают статистические сополимеры со структурообразователями, который предлагается корпорацией Huntsman Corporation (Хьюстон, штат Техас) под маркой Р5М4К-070Х. Статистический сополимер со структурообразователями Р5М4К-070Х содержит 3,2 мас.% этилена и включает антиоксидант на основе фенола. Обычно основной слой содержит примерно от 40 до 100 мас.%, или примерно от 50 до 90 мас.%, или примерно от 60 до 80 мас.% пленкообразующего или термопластического полимера, например, полиолефина, такого как статистический пропиленовый сополимер со структурообразователями.

Основной слой может, кроме того, включать концентрат, содержащий двуокись титана. Концентрат, содержащий двуокись титана, может включать смесь, содержащую пленкообразующий полимерный или термопластический полимер, например, полиолефин, и двуокись титана. Примером концентрата является смесь, состоящая из 50 мас.% гомополимеров полипропилена и 50 мас.% двуокиси титана. Концентрат имеется в продаже в виде гранул, которые удобно добавлять к исходным материалам для экструзии. В одном воплощении титановый концентрат составляет примерно от 2 до 30 мас.%, или примерно от 5 до 25 мас.%, или примерно от 10 до 20 мас.% основного слоя. Примером концентрата, содержащего двуокись титана, является продукт, предлагаемый компанией A. Schulman Inc. (А.Шульман Инк.) (г.Акрон, штат Огайо) под торговой маркой Polybatch P8555-SD. Продукт Polybatch P8555-SD содержит 50 мас.% TiO₂ в полипропилене.

В другом воплощении основной слой может включать концентрат, содержащий углекислый кальций. Концентрат, содержащий углекислый кальций, может включать смесь, состоящую из полимеров, включающую пленкообразующий полимер или термопластичный полимер, например, полиолефин, такой как полипропиленовый гомополимер, и углекислый кальций. Концентрат, содержащий углекислый кальций, может присутствовать в количестве 1-90 мас.%, 30-85 мас.%, 40-80 мас.% или 50-70 мас.% от массы основного слоя. Например, концентрат, содержащий углекислый кальций, может состоять из полипропилена и 40 мас.% углекислого кальция в качестве минерального наполнителя. Концентрат имеет индекс текучести расплава в диапазоне от 3,0 (минимум) до 6,0 (максимум) (согласно тесту ASTM D1238), зольность, равную 40,0+2,0%, летучие компоненты в концентрации 500 частей на миллион (максимум) и плотность 730+50 г/л. Применимый концентрат, содержащий углекислый кальций, предлагается компанией A. Schulman Inc. (г.Акрон, штат Огайо) под маркой Polybatch PF92D.

Вплавляемая этикетка, предлагаемая в данном изобретении, может, далее, иметь предназначенный для печати внешний слой. Внешний слой, или слой для печати, разрабатывается так, чтобы его внешний вид и характеристики подходили для печати. Материалы внешнего слоя, или слоя печати, вплавляемой этикетки включают (но этим возможности не ограничены), например, следующие пленкообразующие материалы, применяемые как по отдельности, так и в сочетаниях: полиэтиленовые гомополимеры или сополимеры, полиолефины, получаемые с применением металлоценовых катализаторов, синдиотактический полистирол, синдиотактический полипропилен, циклические полиолефины, сополимеры этилена и метакриловой кислоты, сополимеры этилена и этилакрилата, сополимеры этилена и метакрилата, сополимеры алкилонитрила, бутадиена и стирола, сополимеры этилена и винилового спирта, сополимеры этилена и винилацетата, нейлон или полиамид, полибутилен, полистирол, полиуретан, полисульфон, поливинилиденхлорид, полипропиленовые гомополимеры или сополимеры, поликарбонаты, поли(4-метил-1-пентен), сополимеры стирола и малеинового ангидрида, сополимеры стирола и акрилонитрила, ионсодержащие сополимеры на основе солей натрия или цинка метакриловой кислоты и этилена, полиметилметакрилат, целлюлозные полимеры, фторопластовые полимеры, полиакрилонитрил, компоненты, обеспечивающие совместимость, такие как полиолефин с привитым малеиновым ангидридом, и термопластичный полиэфир. В воплощениях изобретения внешний слой может содержать полимеры, выбираемые из полипропиленовых гомополимеров, полипропиленовых сополимеров, полиэтиленовых гомополимеров, полиэтиленовых сополимеров, сополимеров этилена и винилкарбоксилата, сополимеров этилена и алкилметакрилата и смеси любых из перечисленных полимеров. В другом воплощении для изготовления внешнего слоя применяется смесь этилен/винилацетатного сополимера и полипропиленового гомополимера. Примером полипропиленового гомополимера может служить продукт P4G4K-173X компании Huntsman. Продукт P4G4K-173X является гомополипропиленом со структурообразователями, который имеет индекс текучести расплава, равный 3,5 г/10 мин. Примером этиленвиниловго сополимера является продукт Ateva 1821 компании AT Plastics, описанный выше.

Пленка для вплавляемых этикеток, предлагаемая в данном изобретении может, далее, включать один или несколько связующих слоев. Связующие слои могут находиться между основным слоем и термоплавким слоем и/или между основным слоем и внешним слоем. Связующие слои могут содержать один или несколько термопластических полимерных материалов, включая полиолефины, как описано выше, включая гомополимеры и/или сополимеры этилена и/или пропилена, сополимеры алкена и винилкарбоксилата, например, сополимер этилена и винилацетата, сополимеры алкена и алкилметакрилата, например, сополимер этилена и метилметакрилата, сополимеры акрилонитрила и сопряженных диенов, например, сополимер акрилонитрила и бутадиена, добавку концентрата, например, концентрата TiO₂ и/или СаСО₃, описанных выше, или сочетания любых из перечисленных полимеров. Применимые полиолефины включают, например, гомополимер полипропилена P4G3Z-050 компании Huntsman, который имеет индекс текучести расплава, равный 11,0 г/10 мин. Применимые концентраты добавок включают, например, концентрат Polybatch P8555-SD компании A. Schulman, содержащий 50 мас.% TiO₂ в полипропилене, и концентрат Polybatch PF92D компании A. Schulman, содержащий 40 мас.% СаСО₃ в полипропилене.

Пленка для вплавляемых этикеток, предлагаемая данным изобретением, может быть изготовлена с помощью одной или нескольких операций, включающих одну или несколько операций экструзии одного слоя через плоский мундштук или кольцевой мундштук, одну или несколько операций совместной экструзии, или соэкструзии, двух или большего числа слоев через плоский мундштук или кольцевой мундштук, одну или несколько операций ламинирования, одну или несколько операций нанесения покрытия, одну или несколько операций ориентации, одну или несколько операций терморелаксации или сочетания любых из перечисленных операций. В воплощениях изобретения один или несколько слоев пленки, описываемой в изобретении, обрабатываются операциями, включающими экструзию, совместную экструзию, литье через плоский мундштук, литье через кольцевой мундштук (получение пленки выдуванием), ламинирование, нанесение покрытия, одноосную ориентацию, двухосную ориентацию, терморелаксацию или сочетания любых из перечисленных операций. Пленка, предлагаемая в изобретении, может быть ориентированной или неориентированной. Ориентация может быть одноосной или двухосной. Ориентация может быть ориентацией в продольном направлении, поперечном направлении, перпендикулярном к продольному направлению, или являться любым сочетанием указанных ориентаций. Одноосная ориентация может быть ориентацией в продольном направлении (в направлении движения материала). Двухосная ориентация может быть выполнена последовательно в продольном и поперечном направлениях или одновременно в продольном и поперечном направлениях, например, посредством процесса LISM (Laboratoire d'lngenierie des Systemes Macromoleculaires - Лаборатуар д'Энженьери де Систем Макромолекюлэр). Двухосная ориентация может представлять собой сочетание одной или нескольких ориентаций в продольном направлении и одной или нескольких ориентаций в поперечном направлении. В нескольких воплощениях данного изобретения может быть ориентированным один слой пленки, могут быть ориентированными два или несколько слоев пленки, может быть ориентированным основной слой пленки и могут быть ориентированными все слои пленки. Операция ориентации пленки может включать одну или несколько операций, включающих сжатие прокатыванием в холодном состоянии, сжатие прокатыванием в горячем состоянии, растяжение в продольном направлении в холодном состоянии на линии продольной ориентации, растяжение в продольном направлении в горячем состоянии на линии продольной ориентации, процесс выдувания пленки, растяжение на раме для ориентации в поперечном направлении в холодном и/или горячем состоянии, растяжение одновременно в продольном и поперечном направлении в холодном и/или горячем состоянии (по технологии LISM) или сочетания любых из перечисленных операций. Операция ориентации пленки может включать две или большее число операций, в ходе которых пленка ориентируется более чем один раз в продольном направлении, в поперечном направлении или как в продольном, так и в поперечном направлении. Операция ориентации может быть выполнена до или после свертывания пленки в рулон. Пленка, описываемая в изобретении, может быть подвергнута терморелаксации (термоусадке), не подвергнута терморелаксации или подвергнута терморелаксации для придания ей безусадочности с целью предотвратить или снизить усадку и/или деформацию пленки при дальнейшей ее обработке или ее дальнейшем применении при температурах выше комнатной температуры. В нескольких воплощениях изобретения пленка, предлагаемая в изобретении, содержащая два или больше число слоев, является а) получаемой с помощью экструзии и/или соэкструзии, ориентированной или неориентированной и подвергавшейся или не подвергавшейся терморелаксации, б) получаемой с помощью совместной экструзии ориентированной и подвергнутой или не подвергнутой терморелаксации, или в) получаемой с помощью совместной экструзии и ориентированной в продольном направлении или ориентированной только в продольном направлении и подвергнутой терморелаксации. В другом воплощении изобретения пленка, описываемая в изобретении, получается с помощью совместной экструзии или совместной экструзии и выпуска через плоский мундштук, ориентации только в продольном направлении и терморелаксации, выполняемой для обеспечения безусадочности. В нескольких воплощениях изобретения толщина пленки составляет 20 мил (1 мил (mil) равен 0,001 дюйма - прим. перев.) или менее, 12 мил или менее, менее 10 мил, 2-10 мил, 2-8 мил, 3-8 мил или 3-5 мил. В нескольких дальнейших воплощениях изобретения толщина основного слоя может составлять 60-97,5%, 65-95% или 70-90% толщины пленки, в то время как толщина другого слоя или суммарная толщина других слоев может составлять 2,5-40%, 5-35% или 10-30% толщины пленки. В дополнительных воплощениях изобретения пленка может быть ориентирована с помощью процесса ее растягивания на линиях продольной ориентации, где парами расположены медленно вращающий подающий валик и быстро вращающийся принимающий валик; степень растяжения определяется отношением скорости вращения быстрого валика к скорости вращения медленного валика и может находиться в пределах от 2:1 до 10:1, от 2:1 до 8:1, от 4:1 до 10:1, от 3:1 до 7:1 или от 4:1 до 6:1. Способы изготовления пленок для вплавляемых этикеток известны; они включают процедуры, опубликованные в патентах US № 5,435,963 и № 6,716,501.

В воплощении изобретения, как показано на фиг.1, описываемая в изобретении пленка 10 включает полученную совместной экструзией структуру, имеющую основной слой 16, термоплавкий слой 12 и поверхностный слой 14.

Другие воплощения данного изобретения иллюстрируются фиг.2. Термопластические полимеры, из которых формируются слои описываемой в изобретении пленки, соэкструдируются из двух или большего числа экструдеров через один мундштук 18 в виде многослойной пленки. При такой соэкструзии рабочая температура процесса обычно поддерживается на уровне температуры размягчения термопластических полимеров или выше нее. Температура головки соэкструдера может поддерживаться в диапазоне 200-260°С. Пленка, полученная соэкструзией, прижимается пневматической завесой 19 к охлаждающему барабану 21 и вращением вокруг охлаждающего барабана 21 перемещается к охлаждающему барабану 22. Температура охлаждающих барабанов 21 и 22 может поддерживаться в диапазоне 20-70°С. Пленка перемещается вращением вокруг охлаждающ