DE102018007419A1

DE102018007419A1 - ln-Mould-Etikett

Info

Publication number: DE102018007419A1
Application number: DE102018007419.7A
Authority: DE
Inventors: Yvonne Düpre; Melanie WISNIEWSKI
Original assignee: Treofan Germany GmbH and Co KG
Current assignee: Treofan Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2020-03-26
Also published as: WO2020058323A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein In-Mold Etikett aus einer mehrschichtigen, biaxial orientierten Polypropylenfolie, welche mindestens eine vakuolenhaltigen Basisschicht und eine äußere Deckschicht und eine innere Deckschicht und eine äußere Zwischenschicht umfasst, wobei äußere Zwischenschicht plättchenförmige Aluminium Partikel enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Etikettenfolie zum In-Mould-Etikettieren (IML), sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Etikettenfolien und deren Verwendung.
Etikettenfolien umfassen ein umfangreiches und technisch komplexes Gebiet. Man unterscheidet verschiedene Etikettiertechniken, welche hinsichtlich der Prozessbedingungen grundverschieden sind und zwangsläufig an die Etikettenmaterialien unterschiedliche technische Anforderungen stellen. Allen Etikettierprozessen ist gemeinsam, dass als Endergebnis optisch ansprechend etikettierte Behältnisse resultieren müssen, bei denen eine gute Haftung auf dem etikettierten Behältnis gewährleistet sein muss.
Bei den Etikettierverfahren werden sehr verschiedene Techniken zum Applizieren des Etiketts angewendet. Man unterscheidet zwischen Selbstklebeetiketten, Rundumetiketten, Schrumpfetiketten, In-Mold Etiketten, Patch Labelling usw.. Die Verwendung einer Folie aus thermoplastischem Kunststoff als Etikett ist in allen diesen verschiedenen Etikettierverfahren möglich.
Auch beim In-Mould Etikettieren wird zwischen verschiedenen Techniken unterschieden, bei denen verschiedene Verfahrensbedingungen angewendet werden. Allen In-Mould Etikettierverfahren ist gemeinsam, dass das Etikett am eigentlichen Formgebungsverfahren des Behälters teilnimmt und währenddessen appliziert wird. Hierbei kommen jedoch sehr verschiedene Formgebungsverfahren zum Einsatz, wie beispielsweise Spritzgussverfahren, Blasformverfahren und Tiefziehverfahren.
In allen In-Mould-Etikettierverfahren werden einzelne Etiketten zugeschnitten, gestapelt, dem Stapel entnommen und in die jeweilige Form eingelegt. Demzufolge ist die Vereinzelbarkeit (Entstapelbarkeit) der Etiketten ein kritischer Faktor für die Effizienz des gesamten Etikettiervorgangs.
EP 0 611 102 B1 offenbart eine biaxial orientierte Polypropylenfolie, die eine vakuolenhaltige Basisschicht aus Polypropylen-Homopolymer mit einer Zwischenschicht aus Vakuolen-freiem Polypropylen-Homopolymer auf der einen Oberfläche und eine bedruckbare Außenschicht auf der Vakuolen-freien Polypropylen-Homopolymer-Zwischenschicht umfasst. Dabei ist die bedruckbare Außenschicht aus einem Polyolefin-Mischpolymerisat gebildet, das aus Ethylen-, Propylen-, But-1-en- und höheren α-Olefinen Einheiten aufgebaut ist. Darüber hinaus befindet sich auf, der der Vakuolen-freien Zwischenschicht gegenüberliegenden Oberfläche, noch mindestens eine weitere Polymerschicht, deren Außenoberfläche matt ist und eine Mischung von inkompatiblen Polymeren umfasst. Weiterhin enthält die Innenschicht und/oder die Vakuolen-freie Schicht Titandioxid. Die Folie dieser Druckschrift wird u. a. zum In-Mould-Etikettieren eingesetzt.
Im Bereich der Verpackungsfolien, werden Folien häufig metallisiert, beispielsweise, um der Folie Barriereeigenschaften zu verleihen. In einigen Anwendungen werden die Folien auch nur im Hinblick auf den optischen Eindruck metallisiert. Hier soll beim Verbraucher der Eindruck einer hochwertigen Verpackung entstehen, ohne dass tatsächlich eine bessere Barriere vorliegt. Aus diesen Gründen werden in einigen Anwendungen auch Etikettenfolien metallisiert, damit die Etiketten den Eindruck eines hochwertigen Produkts unterstreichen und verstärken. Die Metallisierung von Folien für In-Mold Etiketten ist jedoch problematisch.
Zum Einen erhöht die zusätzliche Metallisierung die Kosten für das Etikett, da die Metallisierung selbst in einem separaten Verarbeitungsschritt erfolgt. Zusätzlich muss die Metallschicht durch Laminierung oder einen Überlack geschützt werden. Diese Verarbeitungsschritte wie Metallisierung und Laminierung beeinflussen die Planlage der Folie, so dass es bei den Etikettenzuschnitten zu unerwünschten Curling-Effekten kommen kann.
Die Folien werden bei der Verwendung als In-Mould-Etikett zugeschnitten, gestapelt, dem Stapel entnommen und in die jeweilige Form eingelegt. Hierbei dürfen sich die Folienzuschnitte nicht wölben. Darüber hinaus ist für die Positionierung des Etiketts in der Form eine gewisse Aufladung der Folie wichtig, um über elektrostatische Kräfte das Etikett in der Form zu positionieren und zu halten. Die Aufladung der Folie sorgt dafür, dass das Etikett an der Form gut haftet, bis der Behälter durch Hinterspritzen des Etiketts ausgeformt und das Etikett zum integralen Bestandteil des Behälters wird. Über die Metallschicht erfolgt eine schnelle Entladung der Folien, so dass das Etikett nicht mehr hinreichend über elektrostatische Kräfte fixiert werden kann. Daher werden In-Mold Etiketten aus metallisierten Folien häufiger schlecht oder falsch in der Form positioniert, so dass die Behälter als optisch fehlerhaft aussortiert werden.
Es war Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Folie zur Verfügung zu stellen, welche vorteilhaft als In-Mold Etikett verwendet werden kann und auch noch nach der Applikation auf dem Behälter optisch den Eindruck eines metallisierten Etiketts vermittelt und sich im gesamten Verarbeitungsprozess problemlos verwenden lässt, insbesondere eine gute Fixierung in der Form erlaubt und optisch nach der Etikettierung ein metallisches Erscheinungsbild aufweist.
Die übrigen Anforderungen im Hinblick auf die Verwendung als In-Mould-Etikett dürfen dabei nicht beeinträchtigt werden, d.h. die Folie muss gleichzeitig eine gute Bedruckbarkeit auf ihrer Außenseite aufweisen und das bedruckte Etikett muss eine gute Haftung zum Container ausbilden, und als einzelnes Etikett eine gute Stapelbarkeit und Entstapelbarkeit und kein Curling aufweisen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein In-Mold Etikett aus einer mehrschichtigen, biaxial orientierten Polypropylenfolie, welche mindestens eine vakuolenhaltige Basisschicht und eine äußere Deckschicht und eine innere Deckschicht und eine äußere Zwischenschicht umfasst, wobei die äußere Zwischenschicht plättchenförmige Aluminium Partikel enthält.
Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an.
Nachfolgend wird als innere Oberfläche oder innere Deckschicht diejenige Oberfläche oder Deckschicht der Etikettenfolie bezeichnet, welche sich nach dem Etikettieren im Kontakt mit dem Behälter befindet. Die äußere Oberfläche oder äußere Deckschicht ist entsprechend die gegenüberliegende Oberfläche oder die gegenüberliegende Deckschicht der Folie, welche bedruckt wird und nach dem Etikettieren sichtbar ist. Entsprechend ist die innere Zwischenschicht zwischen der Basisschicht und der inneren Deckschicht und die äußere Zwischenschicht zwischen der Basisschicht und der äußeren Deckschicht angebracht.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass die erfindungsgemäße Ausrüstung der Zwischenschicht mit plättchen-förmigen Aluminium Partikeln dem Etikett ein charakteristisches metallisches Aussehen verleiht und die Nachteile der Metallisierung vermieden werden. Das Etikett lässt sich sehr gut in der Form positionieren und zeigt nach dem Spritzgießen des Behälters eine spezielle metallische Optik, die sich aus der Kombination der Vakuolen-haltigen Basisschicht und der pigmentierten Zwischenschicht ergibt. Überraschenderweise bleibt der metallische Eindruck des Etiketts auch nach dem Kontakt des Etiketts mit der heißen Schmelze erhalten. Im Ergebnis wird ein etikettierter Behälter erhalten, bei dem das Etikett integraler Bestandteil des Behälters ist und optisch den Eindruck eines hochwertigen metallisierten Etiketts vermittelt. Nachstehend wird die Zwischenschicht, welche erfindungsgemäß Aluminium Partikel enthält als „pigmentierte Zwischenschicht“ bezeichnet
Auch die übrigen Eigenschaften für die Verwendung der Folie als In-Mold Etikett sind nicht beeinträchtigt. Die Folie ist auf der äußeren Oberfläche mit verschiedensten Farben gut bedruckbar und das bedruckte Etikett lässt sich selbst ebenfalls gut stapeln und vereinzeln, das Etikett zeigt keine Rollneigung und die Haftung gegen den Behälter wird nicht beeinträchtigt. Im Ergebnis wird eine Folie zur Verfügung gestellt, welche mit sehr hohen Geschwindigkeiten zum Etikett verarbeitet werden kann und am Ende zu einem einwandfrei etikettierten Behälter mit einem hochwertigen Etikett führt.
Die pigmentierte Zwischenschicht verleiht sowohl glänzenden Folien als auch matten Ausführungsformen die gewünschte metallische Optik. Glänzende Ausführungsformen haben auf der pigmentierten Zwischenschicht eine dünne Deckschicht aus Propylencopolymeren, Propylenterpolymeren und/oder aus Propylenhomopolymeren, wobei der Glanz die metallische Optik der Oberfläche betont. Überraschenderweise wird der Glanz durch die Pigmentierung der äußeren Zwischenschicht weniger erniedrigt als bei einer Pigmentierung der Deckschicht.
In einer matten Ausführungsform ist die äußere Deckschicht aus einer an sich bekannten Mischung aus inkompatiblen Polymeren aufgebaut, welche einen niedrigeren Glanz aufweist. Hier führt die Kombination mit der pigmentierten Zwischenschicht zu einer speziellen Optik, die den orange-peel Effekt der Etiketten betont und ein matt-metallisches Aussehen zeigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Etikettenfolie eine fünfschichtige Folie, welche auf beiden Oberflächen der Basisschicht mindestens eine Zwischenschicht aufweist. Auf der äußeren Zwischenschicht ist die bedruckbare äußere Deckschicht und auf der gegenüberliegenden inneren Zwischenschicht ist die innere Deckschicht aufgebracht.
Die Basisschicht der Folie enthält im Allgemeinen mindestens 70 Gew. %, vorzugsweise 75 bis 99 Gew. %, insbesondere 80 bis 98 Gew. %, jeweils bezogen auf das Gewicht der Basisschicht Propylenpolymere und höchstens 30 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 25 Gew.-%, insbesondere 2 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 15 Gew.-% vakuoleninitierende Füllstoffe, sowie gegebenenfalls weitere übliche Additive in jeweils wirksamen Mengen. Bevorzugte Ausführungsformen enthalten keine Pigmente, d.h. <1 Gew.-%, insbesondere kein TiO₂, in der Basisschicht.
Im Allgemeinen enthält das Propylenpolymer mindestens 90 Gew. %, vorzugsweise 94 bis 100 Gew. %, insbesondere 98 bis <100 Gew. %, Polypropyleneinheiten. Der entsprechende Comonomergehalt von höchstens 10 Gew. % bzw. 0 bis 6 Gew. % bzw. >0 bis 2 Gew. % leitet sich, wenn vorhanden, im Allgemeinen von Ethylen ab. Die Angaben in Gew.-% beziehen sich jeweils auf das Propylenpolymer.
Bevorzugt sind isotaktische Propylenhomopolymere mit einem Schmelzpunkt von 140 bis 170°C, vorzugsweise von 150 bis 165°C, und einem Schmelzflußindex (Messung ISO 1133 bei 2,16 kg Belastung und 230°C) von 1,0 bis 10 g/10 min, vorzugsweise von 1,5 bis 6,5 g/10 min. Der n-heptanlösliche Anteil des Polymers beträgt im Allgemeinen 0,5 bis 10 Gew. %, vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Ausgangspolymer. Die Molekulargewichtsverteilung des Propylenpolymers kann variieren. Das Verhältnis des Gewichtsmittels Mw zum Zahlenmittel Mn liegt im Allgemeinen zwischen 1 und 15, vorzugsweise bei 2 bis 10, ganz besonders bevorzugt bei 2 bis 6. Eine derartig enge Molekulargewichtsverteilung des Propylenpolymers der Basisschicht erreicht man beispielsweise durch dessen peroxidischen Abbau oder durch Herstellung des Polypropylens mittels geeigneter Metallocenkatalysatoren. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind auch hochisotaktische bzw. hochkristalline Polypropylene geeignet, deren Isotaktizität nach ¹³C-NMR (Triade) mindestens 95%, vorzugsweise 96 - 99% beträgt. Derartige hochisotaktische Polypropylene sind an sich im Stand der Technik bekannt und werden sowohl als HIPP als auch als HCPP bezeichnet.
„Pigmente“ sind im Sinne der vorliegenden Erfindung unverträgliche Teilchen, die im Wesentlichen nicht zur Vakuolenbildung beim Verstrecken der Folie führen. Die färbende Wirkung der Pigmente wird durch die Teilchen selbst verursacht. Pigmente haben im Allgemeinen einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 bis maximal 1 µm, vorzugsweise 0,01 bis 0,7 µm, insbesondere 0,01 bis 0,4 µm. Pigmente umfassen sowohl sogenannte „Weißpigmente“, welche die Folien weiß einfärben, als auch „Buntpigmente“, welche der Folie eine bunte oder schwarze Farbe verleihen. Selbstverständlich umfassen Pigmente im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht die erfindungsgemäß zugesetzten Aluminium Partikel.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind „Vakuolen-initiierende Füllstoffe“ feste Teilchen, die mit der Polymermatrix unverträglich sind und beim Verstrecken der Folien zur Bildung von vakuolenartigen Hohlräumen führen, wobei Größe, Art und Anzahl der Vakuolen von der Größe und der Menge der festen Teilchen und den Streckbedingungen, wie Streckverhältnis und Strecktemperatur, abhängig sind. Die Vakuolen reduzieren die Dichte und geben den Folien ein charakteristisches perlmuttartiges, opakes Aussehen, welches durch Lichtstreuung an den Grenzflächen „Vakuole/Polymermatrix“ entsteht. Die Lichtstreuung an den festen Teilchen selbst trägt zur Opazität der Folie im Allgemeinen vergleichsweise wenig bei. In der Regel haben die Vakuolen-initiierenden Füllstoffe eine Mindestgröße von 1 µm, um zu einer effektiven, d.h. opak machenden Menge an Vakuolen zu führen. Im Allgemeinen beträgt der mittlere Teilchendurchmesser der Teilchen 1 bis 6 µm, vorzugsweise 1,5 bis 5 µm. Der chemische Charakter der Teilchen spielt eine untergeordnete Rolle, sofern Unverträglichkeit vorliegt.
Übliche Vakuolen-initiierende Füllstoffe sind anorganische und/oder organische, mit Polypropylen unverträgliche Materialien, wie Aluminiumsulfat, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Silicate, wie Aluminiumsilicat (Kaolinton) und Magnesiumsilicat (Talkum) und Siliciumdioxid, worunter Calciumcarbonat und Siliciumdioxid bevorzugt eingesetzt werden. Als organische Füllstoffe kommen die üblicherweise verwendeten, mit dem Polymer der Basisschicht unverträglichen Polymere in Frage, insbesondere solche, wie HDPE, Copolymere von cyclischen Olefinen, wie Norbornen oder Tetracyclododecen, mit Ethylen oder Propylen, Polyester, Polystyrole, Polyamide, halogenierte organische Polymere, wobei Polyester, wie beispielsweise Polybutylenterephthalate, bevorzugt sind. „Unverträgliche Materialien“ oder „unverträgliche Polymere“ bezeichnen im Sinne der vorliegenden Erfindung solche Materialien oder Polymere, die in der Folie als separate Teilchen oder als separate Phase vorliegen.
Die Dichte der erfindungsgemäßen Folie kann je nach Zusammensetzung der Basisschicht in einem weiten Bereich variieren. Dabei tragen Vakuolen zu einer Erniedrigung der Dichte bei. Vorzugsweise liegt die Dichte der Folie im Bereich von 0,4 bis 0,8 g/cm³, insbesondere im Bereich von 0,5 bis 0,75 g/cm³.
Zusätzlich kann die Basisschicht übliche Additive, wie Neutralisationsmittel, Stabilisatoren, Antistatika und/oder weitere Gleitmittel, in jeweils wirksamen Mengen enthalten. Die nachstehenden Angaben in Gew.-% beziehen sich jeweils auf das Gewicht der Basisschicht.
Bevorzugte Antistatika sind Glycerinmonostearate, Alkalialkansulfonate, polyethermodifizierte, insbesondere ethoxylierte und/oder propoxylierte, Polydiorganosiloxane (Polydialkylsiloxane, Polyalkylphenylsiloxane und dergleichen) und/oder die im Wesentlichen geradkettigen und gesättigten aliphatischen, tertiären Amine mit einem aliphatischen Rest mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, die mit α-Hydroxy-(C₁-C₄)-alkyl-Gruppen substituiert sind, wobei N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)-alkylamine mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, im Alkylrest besonders geeignet sind. Die bevorzugte Menge an Antistatikum liegt im Bereich von 0,05 bis 0,5 Gew.-%.
Als Gleitmittel eignen sich insbesondere höhere aliphatische Säureamide, höhere aliphatische Säureester, Wachse und Metallseifen. Die bevorzugte Menge an Gleitmittel liegt im Bereich von 0,01 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,02 bis 1 Gew. %. Besonders geeignet ist der Zusatz von höheren aliphatischen Säureamiden im Bereich von 0,01 bis 0,25 Gew. % in der Basisschicht. Ganz besonders geeignete aliphatische Säureamide sind Erucasäureamid und Stearylamid.
Als Stabilisatoren können die üblichen, stabilisierend-wirkenden Verbindungen für Ethylen-, Propylen- und andere Olefinpolymere eingesetzt werden. Deren Zusatzmenge liegt vorzugsweise zwischen 0,05 und 2 Gew.-%. Besonders geeignet sind phenolische und phosphitische Stabilisatoren, wie Tris-2,6-dimethylphenylphosphit. Phenolische Stabilisatoren mit einer Molmasse von mehr als 500 g/mol werden bevorzugt, insbesondere Pentaerythrityl-Tetrakis-3-(3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxy-phenyl)-Propionat oder 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxybenzyl)benzol. Dabei werden phenolische Stabilisatoren allein zweckmäßigerweise in einer Menge von 0,1 bis 0,6 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 0,3 Gew.-%, phenolische und phosphitische Stabilisatoren bevorzugt im Verhältnis 1 : 4 bis 2 : 1 und in einer Gesamtmenge von 0,1 bis 0,4 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 0,25 Gew.-%, eingesetzt.
Bevorzugte Neutralisationsmittel umfassen Dihydrotalcit, Calciumstearat und/oder Calciumcarbonat mit einer mittleren Teilchengröße von höchstens 0,7 µm, einer absoluten Teilchengröße von kleiner 10 µm und einer spezifischen Oberfläche von mindestens 40 m²/g. Im Allgemeinen werden 0,02 bis 0,1 Gew.-% zugesetzt.
Die erfindungsgemäße Folie umfasst mindestens eine innere Deckschicht und eine äußere Deckschicht. Die innere Deckschicht ist im Sinne der vorliegenden Erfindung diejenige Deckschicht, welche beim Etikettieren dem Behälter zugewandt ist und die Verbindung zwischen dem Behälter und dem Etikett bildet. Die innere Deckschicht befindet sich entweder in Kontakt mit der Basisschicht oder vorzugsweise in Kontakt mit der inneren Zwischenschicht. Die äußere Deckschicht ist im Sinne der vorliegenden Erfindung diejenige Deckschicht, welche beim Etikettieren dem Behältnis abgewandt ist und beim Etikettieren nach außen zeigt und am etikettierten Behälter sichtbar ist. Die äußere Deckschicht befindet sich in Kontakt mit der äußeren Zwischenschicht.
Die innere Deckschicht hat im Allgemeinen eine Dicke von 0,5 bis 5µm, vorzugsweise 0,8 bis 3µm. Die äußere Deckschicht (ohne Aluminium Partikel) hat im Allgemeinen eine Dicke von 0,5 bis 5 µm, vorzugsweise 0,5 bis 3µm. Die optionale innere Zwischenschicht hat im Allgemeinen eine Dicke von 1,5 bis 6µm, vorzugsweise 2 bis 4,5µm. Die äußere Zwischenschicht hat im Allgemeinen eine Dicke von größer als 1µm) und liegt vorzugsweise im Bereich von 1,5 bis 15 µm, insbesondere von 2 bis 10 µm, beispielsweise von 2,5 bis 8 µm oder von 3 bis 6 µm.
Die Gesamtdicke der Folie liegt vorzugsweise in einem Bereich von 30 bis 100µm, vorzugsweise in einem Bereich von 40 bis 80µm. Dabei ist die Basisschicht im Allgemeinen die dickste Schicht der Folie und macht vorzugsweise 40 bis 99 % der Gesamtfoliendicke aus. Gegebenenfalls kann die Folie weitere Schichten aufweisen.
Die Etikettenfolie hat vorzugsweise eine matte innere Deckschicht, die als wesentliche Bestandteile mindestens zwei inkompatible Polymere (A) und (B) enthält. Inkompatibel bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass die zwei Polymere zwei getrennte Phasen bilden und dadurch eine erhöhte Rauheit der Oberfläche erzeugen. Derartige matte Deckschichten aus inkompatiblen Polymeren sind an sich im Stand der Technik bekannt.
Im Allgemeinen ist die Deckschicht aus (A) Propylenhomopolymer, Co- und/oder Terpolymer aus Propylen, Ethylen und/oder Butylen-Einheiten und (B) Polyethylen aufgebaut. Im Allgemeinen enthält die innere Deckschicht mindestens 30 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 45 bis 85 Gew.-%, insbesondere 50 bis 80 Gew.-% der genannten Propylenpolymeren (A) und 5 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 55 Gew.-%, insbesondere 20 bis 50 Gew.-% des Polyethylens (B), jeweils bezogen auf das Gewicht der innere Deckschicht.
Für die vorliegenden Zwecke besonders geeignete Propylencopolymere oder Propylenterpolymere enthalten überwiegend Propyleneinheiten und zusätzlich Ethylen-Einheiten und/oder Butylen-Einheiten, d.h. es sind insbesondere Propylen-Ethylencopolymere, Propylen-Butylencopoylmere oder Propylen-Ethylen-Butylenterpolymere. Die Zusammensetzung der Propylencopolymeren oder Propylenterpolymeren aus den jeweiligen Monomeren kann innerhalb der nachstehend beschriebenen Grenzen variieren. Im Allgemeinen enthalten die Propylenpolymere über 50 Gew.-% Polypropylen-Einheiten, weshalb sie auch als Propylen-Mischpolymerisate bezeichnet werden. Bevorzugte Propylen-Mischpolymerisate enthalten mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise 65 bis 97 Gew.-% Polypropylen-Einheiten und höchstens 40 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 35 Gew.-% Ethylen- oder Polybutylen-Comonomereinheiten. Weiterhin sind auch Terpolymere besonders vorteilhaft, die 65 bis 96 Gew.-%, vorzugsweise 72 bis 93 Gew.-% Polypropylen-Einheiten, und 3 bis 34 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 26 Gew.-% Polyethylen-Einheiten und 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 8 Gew.-% Polybutylen-Einheiten umfassen.
Der Schmelzindex der Propylencopolymeren oder Propylenterpolymeren beträgt im Allgemeinen 0,1 bis 20 g/10 min (230°C, 2,16 kg), vorzugsweise 0,1 bis 15 g/10 min. Der Schmelzpunkt kann im Allgemeinen in einem Bereich von 70 bis 140°C liegen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Propylencopolymere und/oder Propylenterpolymere eingesetzt, deren Schmelzpunkt mindestens 105 bis 140°C, vorzugsweise 110 bis 135°C beträgt.
Geeignete Propylenhomopolymere sind solche, die bereits vorstehend für die Basisschicht beschrieben sind und können der inneren Deckschicht ebenfalls zugesetzt werden, wobei der Anteil an Propylenhomopolymer im Allgemeinen nicht >50 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der inneren Deckschicht, liegen sollte.
Gegebenenfalls können die vorstehend genannten Propylenpolymere untereinander gemischt werden. Hierbei können die Anteile in beliebigen Grenzen variiert werden. Diese Mischungen werden dann in den vorstehend, für die Propylenpolymeren, beschriebenen Mengen in der Deckschicht eingesetzt.
Die zweite wesentliche Komponente der matten inneren Deckschicht ist mindestens ein Polyethylen, welches mit den vorstehend beschriebenen Propylenpolymeren unverträglich ist. Solche inkompatiblen Mischungen aus Propylenpolymeren und Polyethylenen sind an sich im Stand der Technik bekannt. Die Mischungen aus den Propylenpolymeren und den unverträglichen Polyethylenen erzeugen eine Oberflächenrauheit, die der Oberfläche der inneren Deckschicht grundsätzlich eine matte Optik verleiht. „Unverträglich“ bedeutet somit im Sinne dieser Erfindung, dass durch die Mischung des Propylenpolymers mit dem Polyethylen eine Oberflächenrauheit gebildet wird.
Geeignete unverträgliche Polyethylene sind beispielsweise HDPE oder MDPE. Das HDPE weist im Allgemeinen die nachstehend beschriebenen Eigenschaften auf, beispielsweise einen MFI (21,6 kg/190°C) von größer 1 bis 50 g/10 min, vorzugsweise 1,5 bis 30 g/10 min, gemessen nach ISO 1133 und eine Viskositätszahl, gemessen nach DIN 53 728, Teil 4, oder ISO 1191, im Bereich von 100 bis 450 cm³/g, vorzugsweise 120 bis 280 cm³/g. Die Kristallinität beträgt im Allgemeinen 35 bis 80 %, vorzugsweise 50 bis 80 %. Die Dichte, gemessen bei 23°C nach DIN 53 479, Verfahren A, oder ISO 1183, liegt vorzugsweise im Bereich von >0,94 bis 0,96 g/cm³. Der Schmelzpunkt, gemessen mit DSC (Maximum der Schmelzkurve, Aufheizgeschwindigkeit 20°C/min), liegt vorzugsweise zwischen 120 und 140°C. Geeignetes MDPE hat im Allgemeinen einen MFI (21,6 kg/190°C) von größer 0,1 bis 50 g/10 min, vorzugsweise 0,6 bis 20 g/10 min, gemessen nach ISO 1133. Die Dichte, gemessen bei 23°C nach DIN 53 479, Verfahren A, oder ISO 1183, liegt vorzugsweise im Bereich von >0,925 bis 0,94 g/cm³. Der Schmelzpunkt, gemessen mit DSC (Maximum der Schmelzkurve, Aufheizgeschwindigkeit 20°C/min), liegt vorzugsweise zwischen 115 und 135°C, vorzugsweise 115 bis 130°C.
Gegebenenfalls kann die innere Deckschicht weitere olefinische Polymere in geringen Mengen enthalten, soweit dadurch nicht die wesentlichen Folieneigenschaften beeinträchtigt werden.
Die Oberfläche der inneren Deckschicht wird gegebenenfalls einer Corona- oder Flammbehandlung unterworfen. Gegebenenfalls kann die innere Deckschicht übliche Additive in jeweils wirksamen Mengen, sowie weitere Polymere in geringen Mengen (0 bis <5 Gew.-%) enthalten, soweit diese Zusätze die erfindungswesentlichen Eigenschaften der Folie nicht beeinträchtigen.
Dies sind beispielsweise die zum Teil vorstehend beschriebenen Additive, wie Neutralisationsmittel, Stabilisatoren, Antistatika und/oder Antiblockmittel. Die jeweiligen Angaben in Gew.-% beziehen sich auf das Gewicht der inneren Deckschicht.
Besonders geeignete Antiblockmittel sind anorganische Zusatzstoffe, wie Siliciumdioxid, Calciumcarbonat, Magnesiumsilicat, Aluminiumsilicat, Calciumphosphat und dergleichen und/oder unverträgliche organische Polymerisate, wie Polyamide, Polyester, Polycarbonate und dergleichen, oder vernetzte Polymere, wie vernetztes Polymethylmethacrylat oder vernetzte Siliconöle. Siliciumdioxid und Calciumcarbonat sind bevorzugt. Die mittlere Teilchengröße liegt vorzugsweise zwischen 1 und 6 µm), insbesondere 2 und 5 µm. Die bevorzugte Menge an Antiblockmittel liegt im Bereich von 0,05 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 3 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 2 Gew.-%.
Die erfindungsgemäße Polyolefinfolie weist eine zweite, äußere Deckschicht auf der, der inneren Deckschicht gegenüberliegenden Seite auf. Die äußere Deckschicht sollte eine gute Haftung gegenüber üblichen Druckfarben haben. Diese äußere Deckschicht ist auf der Oberfläche der äußeren Zwischenschicht aufgebracht. Vorzugsweise wird zur weiteren Verbesserung der Bedruckbarkeit auf der Oberfläche der äußeren Deckschicht eine Corona-, Plasma- oder Flammbehandlung durchgeführt.
Die äußere Deckschicht ist im Allgemeinen aus Polymeren aus Olefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen aufgebaut. Die äußere Deckschicht enthält im allgemeinen 95 bis 100 Gew.-% Polyolefin, vorzugsweise 98 bis <100Gew.-% Polyolefin, jeweils bezogen auf das Gewicht der Deckschicht/en.
Für Ausführungsformen mit einem höheren Glanz auf der äußeren Oberfläche sind Propylenhomopolymere, Propylenco- oder Propylenterpolymere II aus Ethylen-, Propylen- und/oder Butyleneinheiten oder Mischungen aus den genannten Polymeren bevorzugt. Es sind Polyolefine. Hierunter sind bevorzugte Polymere statistische Ethylen-Propylen-Copolymere mit einem Ethylengehalt von 1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 2,5 bis 8 Gew.-%, oder statistische Propylen-Butylen-1-Copolymere mit einem Butylengehalt von 2 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 4 bis 20 Gew.-%, oder statistische Ethylen-Propylen-Butylen-1-Terpolymere mit einem Ethylengehalt von 1 bis 10 Gew.-% und einem Butylen-1-Gehalt von 2 bis 20 Gew.-%, oder eine Mischung oder ein Blend aus Ethylen-Propylen-Butylen-1-Terpolymeren und Propylen-Butylen-1-Copolymeren mit einem Ethylengehalt von 0,1 bis 7 Gew.-% und einem Propylengehalt von 50 bis 90 Gew.-% und einem Butylen-1-Gehalt von 10 bis 40 Gew.-%. Die Angaben in Gew.-% beziehen sich jeweils auf das Gewicht des Polymeren.
Die in der äußeren Deckschicht eingesetzten vorstehend beschriebenen Propylenco- und/oder Propylenterpolymeren II weisen im allgemeinen einen Schmelzflußindex von 1,5 bis 30 g/10 min, vorzugsweise von 3 bis 15 g/10 min, auf. Der Schmelzpunkt liegt im Bereich von 120 bis 145 °C. Das vorstehend beschriebene Blend aus Co- und Terpolymeren II hat einen Schmelzflußindex von 5 bis 9 g/10 min und einen Schmelzpunkt von 120 bis 150 °C. Alle vorstehend angegebenen Schmelzflußindices werden bei 230 °C und einer Kraft von 21,6 N (DIN 53 735) gemessen.
Diese vorstehend beschriebenen Ausführungsformen mit Co- oder Terpolymer Deckschichten zeigen auf der äußeren Oberfläche einen Glanz von 40 bis 80 Glanzeinheiten (GU), vorzugsweise 50 bis 75 GU, jeweils bei einem Winkel von 60°.
Geeignete Propylenhomopolymere für die äußere Deckschicht sind die vorstehend für die Basisschicht beschriebenen Propylenhomopolymeren.
Diese vorstehend beschriebenen Ausführungsformen mit einer Propylenhomopolymer Deckschicht zeigen auf der äußeren Oberfläche einen Glanz von 60 bis 130 Glanzeinheiten (GU), vorzugsweise 80 bis 120 GU, jeweils bei einem Winkel von 60°, bzw. einen Glanz von 40 bis 80 Glanzeinheiten (GU), vorzugsweise 50 bis 75 GU, jeweils bei einem Winkel von 20°.
In einer weiteren matten Ausführungsform kann die äußere Deckschicht analog wie für die innere Deckschicht beschrieben zusätzlich ein unverträgliches Polymer enthalten und somit eine matte und raue Oberfläche aufweisen.
Diese matte äußere Deckschicht ist aus den vorstehend beschriebenen Propylenhomopolymeren oder Co- und/oder Terpolymeren aus Propylen, Ethylen und/oder Butylen-Einheiten (A) und Polyethylen (B) aufgebaut. Im Allgemeinen enthält die matte äußere Deckschicht mindestens 30 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 45 bis 85 Gew.-%, insbesondere 50 bis 80 Gew.-% der genannten Propylenpolymeren (A) und 5 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 55 Gew.-%, insbesondere 20 bis 50 Gew.-% des Polyethylens (B), jeweils bezogen auf das Gewicht der äußeren Deckschicht.
Geeignete unverträgliche Polyethylene sind im Zusammenhang mit der inneren Deckschicht ausführlich beschrieben. Diese Polyethylene sind in gleicher Weise für die matte äußere Deckschicht geeignet.
Für die matte äußere Deckschicht gilt in analoger Weise, dass die Mischung aus den Propylenpolymeren und den unverträglichen Polyethylenen eine Oberflächenrauheit erzeugt, die der Oberfläche der äußeren Deckschicht eine matte Optik und einen niedrigen Glanz verleiht. Diese beschriebenen Ausführungsformen mit einer matten Deckschicht aus inkompatiblen Polymeren zeigen auf der äußeren Oberfläche einen Glanz von 5 bis <40 Glanzeinheiten (GU), vorzugsweise 10 bis 30 GU, jeweils bei einem Winkel von 60°.
Gegebenenfalls können der äußeren Deckschicht, sowohl in der matten als auch in der glänzenden Ausführungsform, die vorstehend beschriebenen Additive wie Antistatika, Neutralisationsmittel, Antiblockmittel und/oder Stabilisatoren, zugesetzt werden. Die Angaben in Gew.-% beziehen sich dann entsprechend auf das Gewicht der Deckschicht.
Geeignete Antiblockmittel sind bereits im Zusammenhang mit der inneren Deckschicht beschrieben. Diese Antiblockmittel sind auch für die äußere Deckschicht geeignet. Die bevorzugte Menge an Antiblockmittel liegt für die äußere Deckschicht im Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 0,8 Gew.-%.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Oberfläche der äußeren Deckschicht Corona-, Plasma- oder Flamm-behandelt. Diese Behandlung verbessert die Hafteigenschaften der Folienoberfläche für eine anschließende Dekoration und Bedruckung, d.h. die Benetzbarkeit mit und Haftung von Druckfarben zu gewährleisten.
Die erfindungsgemäße Folie umfasst eine äußere Zwischenschicht, die zwischen der Basisschicht und der äußeren Deckschicht angeordnet ist, und gegebenenfalls eine innere Zwischenschicht, die zwischen der Basisschicht und der inneren Deckschicht angeordnet ist. Die äußere Zwischenschicht befindet sich in Kontakt mit der äußeren Deckschicht, die innere Zwischenschicht befindet sich in Kontakt mit der inneren Deckschicht. Bevorzugte Ausführungsformen der Folie sind fünfschichtig und weisen eine innere und eine äußere Zwischenschicht auf.
Die innere Zwischenschicht und die äußere Zwischenschicht enthalten jeweils unabhängig voneinander mindestens ein Polymer mindestens eines Olefins, bevorzugt mindestens ein Propylenpolymer, insbesondere mindestens ein Propylenhomopolymer. Weiterhin können die innere Zwischenschicht und die äußere Zwischenschicht jeweils unabhängig voneinander die für die einzelnen Schichten beschriebenen üblichen Additive, wie Antistatika, Neutralisationsmittel, Gleitmittel und/oder Stabilisatoren, sowie gegebenenfalls Pigmente enthalten.
Bevorzugte Polymere der Zwischenschichten sind isotaktische Propylenhomopolymere mit einem Schmelzpunkt von 140 bis 170°C, vorzugsweise von 150 bis 165°C, und einem Schmelzflußindex (Messung ISO 1133 bei 2,16 kg Belastung und 230°C) von 1,0 bis 10 g/10 min, vorzugsweise von 1,5 bis 6,5 g/10 min. Der n-heptanlösliche Anteil des Polymers beträgt im Allgemeinen 0,5 bis 10 Gew. %, vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Ausgangspolymer. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind die vorstehend für die Basisschicht beschriebenen hochisotaktischen bzw. hochkristallinen Polypropylene in den Zwischenschichten einsetzbar und beispielsweise für Folien mit einer Dicke von unter 60µm, vorzugsweise von 35 bis 55, insbesondere 40 bis 50µm) vorteilhaft. Gegebenenfalls kann der Einsatz von hochkristallinen Polypropylene in den Zwischenschichten die Steifigkeit von Folien mit einer besonders niedrigen Dichte der Basisschicht verbessern.
Alternativ können die Zwischenschichten auch Propylenhomopolymere mit einer regulären Isotaktizität (¹³C-NMR) von 90 bis 96%, vorzugsweise 92 bis <95% eingesetzt werden, insbesondere für Folie mit einer Dicke von >60 bis 100µm.
Die Zwischenschicht enthalten jeweils 90 - 100Gew.-% der beschriebenen, Propylenpolymeren, vorzugsweise Propylenhomopolymeren, sowie gegebenfalls zusätzlich die erwähnten Additive. Darüber hinaus können die innere Zwischenschicht und die äußere Zwischenschicht, insbesondere die äußere Zwischenschicht, Pigmente, insbesondere TiO2, beispielsweise in einer Menge von 2 bis 8 Gew.-%, enthalten, wobei der Polymeranteil entsprechend reduziert wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind jedoch Folien ohne TiO₂ bevorzugt.
Die Dicke der pigmentierten äußeren Zwischenschicht ist im Allgemeinen größer als 1µm und liegt vorzugsweise im Bereich von 1,5 bis 15 µm), insbesondere von 2 bis 10 µm, beispielsweise von 2,5 bis 8 µm oder von 3 bis 6 µm.
Erfindungsgemäß enthält die äußere Zwischenschicht 2 bis 30 Gew.-%, insbesondere 3,5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zwischenschicht plättchen- oder schuppen-förmige Aluminium Partikel. Plättchenförmige Aluminium Partikel zeichnen sich durch eine nicht-sphärische Gestalt aus. Sie sind in einer Dimension sehr dünn und mit Schuppen vergleichbar. Beispielsweise können die Plättchen der Gestalt von „Cornflakes“ ähneln und zeigen dann gebrochene Kanten die durch den Mahlprozess entstehen. Bevorzugt haben die Aluminium Partikel rundliche Kanten und eine Gestalt die als Silber-Dollar bezeichnet wird. Das Verhältnis von Länge oder Breite (größte Dimension) zu Dicke (kleinste Dimension) der Plättchen wird im Allgemeinen als „Aspect Ratio“ bezeichnet und liegt im Allgemeinen in einem Bereich von 50:1 bis 1000:1, wobei höhere Aspect Verhältnisse von 100:1 bis 500:1 bevorzugt sind. Die Dicke der Plättchen beträgt hierbei im Allgemeinen weniger als <2µm und liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,05 bis 0,9µm. Die Länge oder Breite der Plättchen sollte 100µm nicht überschreiten und liegt im Allgemeinen in einem Bereich von 1 bis 80µm.
Derartige Aluminium Pigmente sind an sich bekannt und werden beispielsweise von der Firma Altana vertrieben.
Auf Grund der bevorzugten Zusammensetzung der Schichten aus Propylenpolymeren wird die Folie als Polypropylenfolie bezeichnet. Dies bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, daß die Folie einen Anteil von mindestens 70% an Propylen-Einheiten, vorzugsweise 90 bis 98% Propyleneinheiten, bezogen auf die Folie aufweist.
In einer weiteren nicht bevorzugten Ausführungsform kann die Folie zusätzlich oder alternativ die Aluminium-Pigmente in der äußeren Deckschicht enthalten. Diese Ausführungsformen haben auch die gewünschte metallische Optik, aber die Abrasion durch die Aluminium Partikel belastet die Anlagen zur Herstellung der Folie. Es wurde im Rahmen der Erfindung gefunden, dass überraschenderweise eine hohe Schichtdicke der pigmentierten äußeren Deckschicht die Abrasion vermindert, obwohl sich die Pigmente in der Schicht grundsätzlich gleichmäßig verteilen.
In diesen Ausführungsformen hat die äußere Deckschicht daher eine Dicke von 3 bis 7µm, vorzugsweise 4 bis 6µm, um eine gute Einbettung der Partikel im Polymer sicherzustellen und so der nachteiligen Abrasion durch die Partikel entgegen zu wirken. Die Aluminium Pigmente sind in der Deckschicht in vergleichbaren Mengen wie in der Zwischenschicht enthalten. Die äußere Deckschicht enthält somit 2 bis 30 Gew.-%, insbesondere 3,5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Deckschicht der plättchen- oder schuppen-förmigen Aluminium Partikel, die vorstehend im Zusammenhang mit der äußeren Zwischenschicht im Einzelnen beschrieben sind. Die pigmentierte äußere Deckschicht kann in einer weiteren Ausführungsform mit der beschriebenen pigmentierten äußeren Zwischenschicht kombiniert werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Folie kann auf an sich bekannte Weise, beispielsweise durch ein Coextrusionsverfahren, erfolgen. Im Rahmen dieses Verfahrens werden die den einzelnen Schichten der Folie entsprechenden Schmelzen gleichzeitig und gemeinsam durch eine Flachdüse coextrudiert, die so erhaltene Folie zur Verfestigung auf einer oder mehreren Walze/n abgezogen, die mehrschichtige Folie anschließend gestreckt (orientiert), die gestreckte Folie thermofixiert und auf der inneren Oberfläche einer Corona-Behandlung unterworfen, sowie gegebenenfalls auf der äußeren Oberflächen plasma-, corona- oder flammbehandelt.
Eine biaxiale Streckung (Orientierung) kann sequentiell oder simultan durchgeführt werden. Die sequentielle Streckung wird im Allgemeinen aufeinanderfolgend durchgeführt, wobei die aufeinanderfolgende biaxiale Streckung, bei der zuerst längs (in Maschinenrichtung) und dann quer (senkrecht zur Maschinenrichtung) gestreckt wird, bevorzugt ist. Die weitere Beschreibung der Folienherstellung erfolgt am Beispiel der bevorzugten Flachfolienextrusion mit anschließender sequentialer Streckung.
Zunächst wird, wie beim Extrusionsverfahren üblich, das Polymer oder die Polymermischung der einzelnen Schichten in einem Extruder komprimiert und verflüssigt, wobei die gegebenenfalls zugesetzten Additive bereits im Polymer oder in der Polymermischung enthalten sein können. Die Schmelzen werden dann gemeinsam und gleichzeitig durch eine Flachdüse (Breitschlitzdüse) extrudiert und die mehrschichtige Schmelze wird auf einer oder mehreren Abzugswalzen vorzugsweise bei einer Temperatur von 10 bis 100°C, insbesondere 10 bis 50°C, abgezogen, wobei sie abkühlt und sich verfestigt.
Die so erhaltene unverstreckte Vorfolie-Folie wird dann im Allgemeinen längs und quer zur Extrusionsrichtung gestreckt, was zu einer Orientierung der Molekülketten führt. Das Längsstrecken wird man vorzugsweise bei einer Temperatur von 70 bis 130°C, insbesondere 80 bis 110°C, zweckmäßigerweise mit Hilfe zweier entsprechend dem angestrebten Streckverhältnis verschieden schnelllaufenden Walzen durchführen und das Querstrecken vorzugsweise bei einer Temperatur von 120 bis 180°C mit Hilfe eines entsprechenden Kluppenrahmens. Die Längsstreckverhältnisse liegen günstigerweise im Bereich von 3 bis 8, vorzugsweise 4 bis 6. Die Querstreckverhältnisse liegen günstigerweise im Bereich von 5 bis 10, vorzugsweise 7 bis 9.
An die Streckung der Folie schließt sich vorzugsweise ihre Thermofixierung (Wärmebehandlung) an, wobei die Folie günstigerweise etwa 0,1 bis 10 s lang vorzugsweise bei einer Temperatur von 100 bis 160°C gehalten wird. Anschließend wird die Folie in üblicher Weise mit einer Aufwickeleinrichtung aufgewickelt.
Nach der biaxialen Streckung wird die innere Oberfläche der Folie coronabehandelt, vorzugsweise wird die äußere Oberfläche ebenfalls nach einer der bekannten Methoden plasma-, corona- oder flammbehandelt. Die Behandlungsintensität liegt für beide Oberflächen unabhängig voneinander im Allgemeinen im Bereich von 35 bis 50 mN/m, vorzugsweise 37 bis 45 mN/m.
Bei der Coronabehandlung wird zweckmäßigerweise so vorgegangen, dass die Folie zwischen zwei als Elektroden dienenden Leiterelementen hindurchgeführt wird, wobei zwischen den Elektroden eine so hohe Spannung, meist Wechselspannung (etwa 5 bis 20 kV und 5 bis 30 kHz), angelegt ist, dass Sprüh- oder Coronaentladungen stattfinden können. Durch die Sprüh- oder Coronaentladung wird die Luft oberhalb der Folienoberfläche ionisiert und reagiert mit den Molekülen der Folienoberfläche, so dass polare Einlagerungen in der im Wesentlichen unpolaren Polymermatrix entstehen.
Verfahren zur Flammbehandlung sind gleichfalls an sich bekannt und beispielsweise in der EP 0732 188 beschrieben. Die Behandlungsintensität liegt im allgemeinen im Bereich von 37 bis 50 mN/m, vorzugsweise 39 bis 45 mN/m. Im Allgemeinen wird diese Flammbehandlung mittels Flamme ohne Polarisation durchgeführt. Gegebenenfalls können auch polarisierte Flammen eingesetzt werden. Die Folie wird während der Flammbehandlung über eine Kühlwalze geführt, wobei oberhalb dieser Walze ein Brenner angebracht ist. Dieser Brenner ist im Allgemeinen in einem Abstand von 3 bis 10mm zur Folienoberfläche/Kühlwalze angebracht. Während des Kontaktes mit der Flamme erfährt die Folienoberfläche eine Oxidationsreaktion. Bevorzugt wird die Folie über die Kühlwalze, während der Behandlung gekühlt. Die Walzentemperatur liegt im Bereich von 15 bis 65°C, vorzugsweise 20 bis 50°C.
Die erfindungsgemäßen Folien können beispielsweise im Bogendruckverfahren oder einem alternativen Druckverfahren bedruckt werden. Nach dem Bedrucken werden die einzelnen Etiketten zugeschnitten oder gestanzt und zu einem Stapel aus einzelnen bedruckten Etiketten gestapelt. Die Etiketten können in allen üblichen In-Mold Etikettierverfahren eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Folie eignet sich als In-Mold Etikett insbesondere im Spritzgussverfahren. Bei dieser Verwendung wird die Folie während des Formgebungsverfahrens des Behälters appliziert und wird zum integralen Bestandteil des geformten Behälters. Die Behälter werden im Allgemeinen aus geeigneten Propylen- oder Ethylenpolymeren hergestellt, d.h. gespritzt.
Beim Spritzgussverfahren erfolgt zunächst die Entnahme der einzelnen, ggf. zugeschnittenen Etiketten von einem Stapel, damit diese in eine Spritzgussform eingelegt werden können. Die Form ist dabei so gestaltet, dass der Schmelzestrom des Polymeren hinter das Etikett gespritzt wird und die Vorderseite der Folie an der Wandung der Spritzgussform anliegt. Beim Spritzen verbindet sich die heiße Schmelze mit dem Etikett. Nach dem Spritzen öffnet sich das Werkzeug, der Spritzling mit Etikett wird ausgestoßen und kühlt ab. Im Ergebnis wird ein etikettierter Behälter hergestellt, an dem das Etikett faltenfrei und optisch einwandfrei auf dem Behälter haftet.
Beim Spritzen liegt der Einspritzdruck vorzugsweise in einem Bereich von 300 bis 600 bar. Die zum Einsatz kommenden Kunststoffe, insbesonder Propylenpolymere oder Polyethylene haben zweckmäßigerweise einen Schmelzflußindex von um die 40 g/10 min. Die Einspritztemperaturen hängen von dem eingesetzten Kunststoff ab. In manchen Fällen wird die Form zusätzlich gekühlt und ein Verkleben des Spritzlings mit der Form zu vermeiden.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung durch Beispiele und Vergleichsbeispiele weiter veranschaulicht, ohne dass hierdurch eine Beschränkung des Erfindungsgedanken erfolgen soll.
Dabei wurden zur Charakterisierung der Rohstoffe und der Folien die folgenden Messmethoden benutzt:
Schmelzflußindex
Der Schmelzflußindex der Propylenpolymeren wurde nach ISO 1133 bei 2,16 kg Belastung und 230°C gemessen und bei 190°C und 21,6 kg für Polyethylene.
Schmelzpunkte
Der Schmelzpunkt wird nach DIN 51007 als Maximum der Schmelzkurve aus einer DSC-Messung bestimmt, wobei die Schmelzkurve mit einer Aufheizgeschwindigkeit 20 K/min aufgenommen wird.
Dichte
Die Dichte der Polymeren wird nach DIN 53 479, Verfahren A, bestimmt. Die Dichte der Folien wird aus der gemessenen Dicke und dem gemessenen Flächengewicht berechnet (ISO 4593).
Oberflächenspannung
Die Oberflächenspannung wurde mittels Tintenmethode nach DIN ISO 8296 bestimmt.
Glanzmessung
Die Messung erfolgte gemäß DIN EN ISO 2813 bei einem Winkel von 20° und 60°. Als Standard wurde eine polierte, dunkel gefärbte Glasplatte mit einem Brechungsindex von 1,567 (gemessen bei einer Wellenlänge von 587,6 nm und 25°C) verwendet, deren Glanz 100 Glanzeinheiten entspricht. $CIE = L * a * b *$
Die Farbmessung erfolgte nach DIN 5033. Die Probe wurde mit der Lichtquelle D65 und der Geometrie 45°a:0° bestrahlt. Der Beobachtungswinkel bei dieser Messung betrug 10°.
Statische Auf- und Entladbarkeit
Die Messung erfolgte gemäß DIN EN 613 40-2-1. Ermittelt wurden die maximale Feldstärke und deren prozentuale Reduktion nach 3 Sekunden.
Die Erfindung wird nachstehend durch die folgenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1

Nach dem Coextrusionsverfahren wurde aus einer Breitschlitzdüse eine fünfschichtige Vorfolie extrudiert. Diese Vorfolie wurde auf einer Kühlwalze abgezogen, verfestigt und anschließend in Längs- und Querrichtung orientiert und abschließend fixiert. Die Oberfläche der äußeren und der inneren Deckschicht wurde mittels Corona vorbehandelt. Die fünfschichtige Folie hatte einen Schichtaufbau innere Deckschicht/innere Zwischenschicht/Basisschicht/äußere Zwischenschicht/äußere Deckschicht. Die einzelnen Schichten der Folie hatten die folgende Zusammensetzung:

innere Deckschicht I (2,3 µm):
~ 64,8 Gew.-%	Ethylen-Propylencopolymerisat mit einem Schmelzpunkt von 135°C und einem Schmelzflußindex von 7,3 g/10 min bei 230°C und 2,16 kg Belastung (ISO 1133)
~ 35,0 Gew.-%	MDPE mit einem MFI von 14,4 g/10min (21,6 kg und 190°C); Dichte von 0,937g/ccm3 und einem Schmelzpunkt von 126°C
0,12 Gew.-%	SiO2 als Antiblockmittel
innere Zwischensi chicht I (3,0 µm)
100 Gew.-%	Propylenhomopolymer mit einem n-heptanlöslichen Anteil von 4,5 Gew. % (bezogen auf 100 % PP), einem Schmelzpunkt von 165°C und einem Schmelzflußindex von 3,2 g/10 min bei 230°C und 2,16 kg Belastung (ISO 1133)
Basisschicht (49,6 µm)
86,8 Gew.-%	Propylenhomopolymerisat (PP) mit einem n-heptanlöslichen Anteil von 4,5 Gew. % (bezogen auf 100 % PP) und einem Schmelzpunkt von 165°C und einem Schmelzflußindex von 3,2 g/10 min bei 230°C und 2,16 kg Belastung (ISO 1133)
-13 Gew.-%	Calciumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 3,5 µm
0,1 Gew.-%	Erucasäureamid (ESA)
0,1 Gew.-%	Armostat 300

äußere Zwischei nschicht II (3,4 µm)
100 Gew.-%	Propylenhomopolymerisat (PP) mit einem n-heptanlöslichen Anteil von 4,5 Gew. % (bezogen auf 100 % PP), einem Schmelzpunkt von 165°C und einem Schmelzflußindex von 3,2 g/10 min bei 230°C und 2,16 kg Belastung (ISO 1133)
äußere Deckschicht II (4,7 µm):
95,2 Gew.-%	Propylenhomopolymerisat (PP) mit einem n-heptanlöslichen Anteil von 4,5 Gew. % (bezogen auf 100 % PP), einem Schmelzpunkt von 165°C und einem Schmelzflußindex von 3,2 g/10 min bei 230°C und 2,16 kg Belastung (ISO 1133)
4,8 Gew.-%	plättchenförmige Aluminium Partikel mit einer mittleren Teilchengröße von 11 µm

Alle Schichten der Folie enthielten zusätzlich Stabilisator und Neutralisationsmittel in üblichen Mengen.

Im Einzelnen wurden die folgenden Bedingungen und Temperaturen bei der Herstellung der Folie gewählt:

Extrusion:	Extrusionstemperatur ca. 250°C
Abkühlwalze:	Temperatur 27°C
Längsstreckung :	T = 100°C
Längsstreckung um den Querstreckung:	Faktor 5,3
Längsstreckung um den Querstreckung:	T = 150°C
Querstreckung um den Fixierung	Faktor 8
Querstreckung um den Fixierung	T = 140°C

Die Folie wurde auf beiden Oberflächen mittels Corona oberflächenbehandelt. Die Folie hatte ein metallisches Aussehen und eine Dichte von 0,55 g/cm³ und eine Dicke von 63 µm.
Beispiel 2

Es wurde eine Folie nach Beispiel 1 hergestellt im Unterschied zu Beispiel 1 wurde das Homopolymer in der Deckschicht gegen ein Propylencopolymer ausgetauscht. Die Zusammensetzung der äußeren Deckschicht war somit die Folgende:

äußere Deckschicht II (4,7 µm):
95,2 Gew.-%	Ethylen-Propylencopolymerisat mit einem Schmelzpunkt von 135°C und einem Schmelzflußindex von 7,3 g/10 min bei 230°C und 2,16 kg Belastung (ISO 1133)
4,8 Gew.-%	plättchenförmige Aluminium Partikel mit einer mittleren Teilchengröße von 11 µm

Die Dicken der Schichten, sowie die Zusammensetzung aller übrigen Schichten, sowie die Bedingungen bei der Herstellung der Folie blieben unverändert.
Beispiel 3

Es wurde eine Folie wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Im Unterschied zu Beispiel 1 wurde das plättchenförmige Aluminium nicht in die äußere Deckschicht, sondern nur in die äußere Zwischenschicht eingearbeitet. Die Zusammensetzung der äußeren Deckschicht und der äußeren Zwischenschicht war somit die Folgende:

äußere Zwische nschicht II (3,2 µm)
95,2 Gew.-%	Propylenhomopolymerisat (PP) mit einem n-heptanlöslichen Anteil von 4,5 Gew. % (bezogen auf 100 % PP), einem Schmelzpunkt von 165°C und einem Schmelzflußindex von 3,2 g/10 min bei 230°C und 2,16 kg Belastung (ISO 1133)
4,8 Gew.-%	plättchenförmige Aluminium Partikel mit einer mittleren Teilchengröße von 11 µm

äußere Deckschicht II (2,1 µm):
99,9 Gew.-%	Ethylen-Propylencopolymerisat mit einem Schmelzpunkt von 135°C und einem Schmelzflußindex von 7,3 g/10 min bei 230°C und 2,16 kg Belastung (ISO 1133)
0,1 Gew.-%	SiO2 als Antiblockmittel

Alle Schichten der Folie enthielten zusätzlich Stabilisator und Neutralisationsmittel in üblichen Mengen.
Die Zusammensetzung und die Dicke aller übrigen Schichten, sowie die Bedingungen bei der Herstellung der Folie blieben unverändert.
Beispiel 4
Es wurde eine Folie wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt. Im Unterschied zu Beispiel 3 wurde die Zusammensetzung der äußeren Deckschicht geändert. Die äußere Deckschicht war jetzt aus dem Propylenhomopolymer der äußeren Zwischenschicht aufgebaut und hatte eine Schichtdicke von 3,2 µm.
Die Dicken der Schichten, sowie die Zusammensetzung aller übrigen Schichten, sowie die Bedingungen bei der Herstellung der Folie blieben unverändert.
Beispiel 5

Es wurde eine Folie wie in Beispiel 4 beschrieben hergestellt. Im Unterschied zu Beispiel 4 war die äußere Deckschicht jetzt wie die innere Deckschicht aus inkompatiblen Polymeren aufgebaut und hatte die folgende Zusammensetzung:

äußere Deckschich it I (2,3 µm):
~ 81,1 Gew.-%	Ethylen-Propylencopolymerisat mit einem Schmelzpunkt von 135°C und einem Schmelzflußindex von 7,3 g/10 min bei 230°C und 2,16 kg Belastung (ISO 1133)
~ 18,8 Gew.-%	MDPE mit einem MFI von 14,4 g/10min (21,6 kg und 190°C); Dichte von 0,937g/ccm3 und einem Schmelzpunkt von 126°C
0,1 Gew.-%	SiO2 als Antiblockmittel

Vergleichsbeispiel 1
Es wurde eine Folie nach Beispiel 3 hergestellt im Unterschied zu Beispiel 3 wurde die Zusammensetzung der äußeren Zwischenschicht geändert. Die äußere Zwischenschicht enthielt jetzt keine plättchenförmigen Aluminium Partikel. Die Dicken der Schichten, sowie die Zusammensetzung aller übrigen Schichten, sowie die Bedingungen bei der Herstellung der Folie blieben unverändert. Die Folie hatte eine reduzierte Dichte und eine weiß-opake Optik ohne metallisches Aussehen.
Vergleichsbeispiel 2
Es wurde eine Folie nach Beispiel 5 hergestellt im Unterschied zu Beispiel 5 enthielt die äußere Zwischenschicht keine Aluminium Partikel. Stattdessen wurde die Folie auf ihrer äußeren Oberfläche metallisiert. Die Dicken der Schichten, sowie die Zusammensetzung aller übrigen Schichten, sowie die Bedingungen bei der Herstellung der Folie blieben unverändert.
Es zeigte sich, dass die Eigenschaften der Folie verändert wurden und eine Aufladung der Folie nicht mehr möglich war. Darüber hinaus hatte die Folie nach Zuschnitt eine leichte Rollneigung in Richtung der Metallschicht.
Vergleichsbeispiel 3
Die Folien nach Vergleichsbeispiel 2 wurden mit der Metallseite gegen eine transparente BoPP Folie laminiert. Auch dieses Beispiel zeigte eine unzureichende Aufladung.
Die Folien gemäß den Beispielen 1 bis 5 ließen sich problemlos zum Etikett verarbeiten und im Spritzguß-Prozess als In-Mold Etikett einsetzen. Die Etiketten ließen sich in der Form gut positionieren und hafteten ordnungsgemäß in der Form bis zum Hinterspritzen. Im Ergebnis wurden einwandfrei etikettierte Behälter erhalten, die ein ansprechendes Etikett mit einer hochwertigen metallischen Optik aufwiesen und ein überraschend ähnliches Erscheinungsbild des Behälters zeigten wie mit metallisierte Etiketten.

Die Folien nach den Vergleichsbeispielen 2 bis 3 zeigten, dass die Metallisierung für In-Mold Etiketten zwar ein einwandfreies metallisches Erscheinungsbild liefert, die Bedruckbarkeit, das Aufladeverhalten und damit die Positionierung, sowie die Planlage aber sehr nachteilig beeinträchtigt war. Tabelle 1. Folienaufbau

	innere Deckschicht	innere Zwischenschicht	Basisschicht	äußere Zwischenschicht	äußere Deckschicht	Pigment bezogen auf das Gewicht der Folie
Beispiel 1	C2C3-Copolymer + MDPE +SiO2	PP-Homopolymer	PP-Homopolymer + ESA + Armostat + 13% CaCO3	PP-Homo polymer	PP-Homopolymer + 4,8% Al-Plättchen	0,59Gew.-%
Beispiel 2	C2C3-Copolymer + MDPE +SiO2	PP-Homopolymer	PP-Homopolymer + ESA + Armostat + 13% CaCO3	PP-Homopolymer	C2C3-Copolymer + 4,8% Al-Plättchen	0,59 Gew.-%
Beispiel 3	C2C3-Copolymer + MDPE +SiO2	PP-Homopolymer	PP-Homopolymer + ESA + Armostat + 13% CaCO3	PP-Homopolymer + 4,8% Al-Plättchen	C2C3-Copolymer + SiO2	0,45 Gew.-%
Beispiel 4	C2C3-Copolymer + MDPE +SiO2	PP-Homopolymer	PP-Homopolymer + ESA + Armostat + 13% CaCO3	PP-Homopolymer + 4,8% Al-Plättchen	PP-Homopolymer	0,39 Gew-%
Beispiel 5	C2C3-Copolymer + MDPE +SiO2	PP-Homopolymer	PP-Homopolymer + ESA + Armostat + 13% CaCO3	PP-Homopolymer + 4,8% Al-Plättchen	C2C3-Copolymer + MDPE +SiO2	0,40Gew.-%
Vergleichsbeispiel 1	C2C3-Copolymer + MDPE +SiO2	PP-Homopolymer	PP-Homopolymer + ESA + Armostat + 13% CaCO3	PP-Homopolymer	C2C3-Copolymer + SiO2	0 Gew.-%
Vergleichsbeispiel 2	C2C3-Copolymer + MDPE +SiO2	PP-Homo polymer	PP-Homopolymer + ESA + Armostat + 13% CaCO3	PP-Homo polymer	C2C3-Copolymer + SiO2 + Metallisierung	0 Gew.-%
Vergleichsbeispiel 3	C2C3-Copolymer + MDPE +SiO2	PP-Homopolymer	PP-Homopolymer + ESA + Armostat + 13% CaCO3	PP-Homopolymer	C2C3-Copolymer + SiO2+ Metallisierung + Laminierung	0 Gew.-%

Tabelle 2: Eigenschaften

	Glanz äußere Oberfläche 20°	Glanz äußere Oberfläche 60°	L*	a*	b*	Aufladung %	Dicke µm
Beispiel 1	45	101	59	-0,68	-0,16	45	63
Beispiel 2	14	56	66	-0,8	-0,78	67	65
Beispiel 3	20	67	69	-0,84	0,24	43	59
Beispiel 4	64	109	66	-0,82	0,40	46	55
Beispiel 5	5	16	70	-0,88	-0,24	57	62
Vergleichsbeispiel 1	41	107	86	-0,86	1,29	58	59
Vergleichsbeispiel 2	189	537	14	-0,87	-6,55	3,5	62
Vergleichsbeispiel 3	39	101	16	-0,88	-6,45	1,2	59

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0611102 B1 [0006]
EP 0732188 [0078]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 53 728 [0041]
DIN 53 479 [0041]
DIN EN ISO 2813 [0088]
DIN EN 613 40-2-1 [0089]

Claims

In-Mold Etikett aus einer mehrschichtigen, biaxial orientierten Polypropylenfolie, welche mindestens eine vakuolenhaltigen Basisschicht und eine äußere Deckschicht und eine innere Deckschicht und eine äußere Zwischenschicht umfasst, wobei äußere Zwischenschicht plättchenförmige Aluminium Partikel enthält.
In-Mold Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die plättchenförmige Aluminium Partikel eine Dicke von <2µm aufweisen.
In-Mold Etikett nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Zwischenschicht im wesentlich frei von Vakuolen ist.
In-Mold Etikett nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, die innere Deckschicht eine Mischung aus inkompatiblen Polymeren, vorzugsweise mindestens ein Polyethylen und ein Propylenpolymer, enthält.
In-Mold Etikett nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyethylen ein HDPE oder ein MDPE ist und das Polypropylenpolymer ein Propylenco- oder Propylenterpolymer oder ein Propylenhomopolymer ist.
In-Mold Etikett nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der äußere Zwischenschicht 1 bis 6µm beträgt.
In-Mold Etikett nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Deckschicht aus Propylenhomopolymer aufgebaut ist und einen Glanz von 40 bis 80 bei einem Winkel von 20° bei der Glanzmessung aufweist.
In-Mold Etikett nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Deckschicht aus Propylenco- und/oder Propylenterpolymer aufgebaut ist und einen Glanz von 40 bis 80 bei einem Winkel von 60° bei der Glanzmessung aufweist.
In-Mold Etikett nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Deckschicht aus inkompatiblen Polymeren, vorzugsweise Polyethylen und Propylenpolymer, aufgebaut ist und einen Glanz von 5 bis <40 bei einem Winkel von 60° bei der Glanzmessung aufweist.
In-Mold Etikett nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie kein TiO2 enthält.
In-Mold Etikett aus einer mehrschichtigen biaxial orientierten Polypropylenfolie welche mindestens eine vakuolenhaltigen Basisschicht und eine äußere Deckschicht und eine inneren Deckschicht und eine äußere Zwischenschicht umfasst, wobei äußere Deckschicht plättchenförmige Aluminium Partikel enthält.
In-Mold Etikett nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Zwischenschicht plättchenförmige Aluminium Partikel enthält.
Verwendung eines In-Mold Etikett nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als In-Mold Etikett im Spritzgussverfahren.
Dekorierte Behälter, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter ein In-Mold Etikett nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.