ТЕРМОУСАДОЧНАЯ УДАЛЯЕМАЯ ЭТИКЕТКА
HEAT-SHRINKABLE REMOVABLE LABEL

Настоящее изобретение относится к этикетке с термоусадочными свойствами, которые способствуют ее легкому удалению при применении нагрева.
Термоусадочные материалы используют в промышленности в различных целях. В связи с утилизацией металлических, стеклянных или пластиковых контейнеров легко удаляемая этикетка является преимуществом, поскольку она позволяет легко отделить материал этикетки и любую типографскую краску, нанесенную на нее, от основной массы контейнера. Таким образом, очень чистый основной материал можно вернуть на переработку, повторную загрузку или для других целей. В связи с изменением назначения продукта наличие легко удаляемой этикетки, которая позволяет повторно использовать тот же продукт с замененной этикеткой, может оказаться преимуществом. Очевидно желание, чтобы этикетка не отделялась при обычном использовании, а в определенных конкретных условиях, таких как температура 70°С, ее можно было бы легко снять. Термопластичные полимеры, конкретно бутылки из полиэтилентерефталата (ПЭТ), занимают значительную долю рынка бутылок. В целом такие бутылки могут снабжаться разными этикетками, такими как эластичные этикетки из полиолефинов, термоусадочные этикетки из сложного полиэфира, полистирола, поливинилхлорида или других полимеров, и липкие этикетки из полипропилена или других полимеров. Такие бутылки обычно собирают у покупателей без удаления самоклеющейся этикетки, а затем привозят на перерабатывающее предприятие. Там их моют, а этикетки удаляют измельчением, при котором измельченный полимерный материал может все еще включать большое количество этикетки. Таким образом, последующая переработка бутылок из ПЭТ в повторно используемый полимерный материал требует многих последовательных стадий очистки, таких как вторичное измельчение, гравитационное отделение этикеток в жидкости, обезвоживание и сушка, гравитационное отделение этикеток продувкой воздухом и таблетирование. Даже после таких стадий конечный продукт может быть серьезно испорчен, например, изменением цвета, вызванным типографской краской из относительно небольшого количества материала этикетки, попадающего в перерабатываемый поток. Таким образом, для того, чтобы достичь эффективной переработки бутылок, необходимо предотвратить попадание этикеток и краски, нанесенной на этикетки, для того чтобы повысить чистоту переработанных термопластичных полимеров. Что касается стеклянных бутылок, чрезвычайно выгодно повторное использование бутылок без переработки с помощью удаления этикетки в процессе мойки. Большое количество пластиковых бутылок для минеральной воды за срок их службы подвергается десяткам промывочно-заливочных циклов, этикетку необходимо заменять вручную несколько раз из-за перевозок и прикосновений. Термопластичные полимеры, используемые в качестве материала для этикеток, неоднократно усовершенствовали, и появились этикетки из полимеров (например, полистирол, полиолефины, такие как полиэтилен и полипропилен), которые можно легко отделить по плотности, и они могут иметь более низкую плотность, чем ПЭТ. Создание слоев краски устраняет преимущество низкой плотности, делая невозможным выполнение полного отделения.
Появились также этикетки, изготовленные из таких же сложных полиэфиров, которые используют в ПЭТ бутылках, которые не вызывают проблем, даже когда они введены в ПЭТ бутылки; однако отделение слоев краски с этикеток невозможно, и проблема предотвращения окрашивания таблеток переработанного полимера пока еще не решена.
В Европейской заявке на патент 0924678 А2 описана этикетка с легко удаляемыми слоями краски, бутылки, снабженные такими этикетками, способы удаления слоев краски с таких этикеток, способы удаления слоев краски с таких этикеток на бутылках и способы переработки этикеток с удаленной краской и бутылок, а также переработанных полимерных таблеток. Этикетка по настоящему изобретению имеет пленку из термопластичного полимера и слой краски, образованный по крайней мере на одной ее поверхности, и слой краски можно удалять в щелочной горячей воде. Другая этикетка по настоящему изобретению имеет пленку из термопластичного полимера и слой краски, между которыми образуют промежуточный слой, удаляемый в щелочной горячей воде. Способ удаления краски с этикеток или бутылок, как описано выше согласно настоящему изобретению, включает погружение этикеток или бутылок в щелочную горячую воду для удаления слоев краски с этикеток. Удаленную краску можно высушивать, измельчать и отделять от этикеток продувкой воздухом. Однако во всех этих случаях этикетка все еще прилипает к бутылке при возможности легкого удаления краски с указанной этикетки. Если материал бутылки отличается от материала этикетки, что часто случается, тогда этикетку нужно удалять с бутылки для того, чтобы сделать переработку выгодной.
Следовательно, давно существует потребность в системе для легкого самоудаления этикеток как таковых с данной подложки, требующей только тепла для ее осуществления и не снижающей прилипания этикетки до того, как будет применен такой нагрев.
Для понимания изобретения и для рассмотрения возможности его применения на практике будет рассмотрено множество вариантов осуществления, никак его не лимитирующих, со ссылкой на прилагаемую Фиг.1, где схематически представлен график зависимости усадки (в процентах) от температуры.
Таким образом, предложено изобретение, в котором этикетка содержит термоусадочный материал. Этикетку можно подвергать стойкой и воспроизводимой усадке при заданной температуре; при этом указанную усадку регулируют химической природой или ориентацией материала.
График зависимости степени усадки от температуры является асимптотическим, допуская, таким образом, ошибки и отклонения в процессе нагрева, при этом обеспечивая относительно точную степень усадки, несмотря на эти технологические отклонения. Более конкретно, получают степень усадки, равную примерно 60% при применении примерно 70°С в течение 3 минут.
Также предложено изобретение, в котором термоусадочный материал изготовлен, по меньшей мере, из одного термопластичного материала. Более конкретно полимер можно выбирать из группы, состоящей из полиолефинов, сложных полиэфиров, полистиролов, поливинилхлоридов, полипропиленов или их смеси. Этикетку можно прикреплять к стеклянной, металлической или полимерной подложке, особенно к бутылке или контейнеру.
Также предложен способ производства и прикрепления этикетки. Предпочтительно этикетка содержит термоусадочный материал, способный подвергаться стойкой и воспроизводимой степени усадки при заданной температуре, при этом указанную степень усадки регулируют химической природой материала или его ориентацией. Вышеупомянутый способ включает стадии производства указанной этикетки, такие как мелование и ламинирование, отливку, каландрирование, производство непрерывного полотна и прикрепление указанной этикетки к предназначенной подложке пригодными средствами, такими как липкий промежуточный слой, натягивание этикетки на подложку или другие средства.
Кроме того, предложено изобретение, в котором способ, как определено выше, дополнительно содержит стадию или стадии нагревания этикетки и подложки или только этикетки, вызывающего отслоение указанной этикетки от ее подложки, способствующие, таким образом, ее легкому отделению, при этом указанное нагревание включает нагрев подложки и этикетки или только этикетки до определенной заранее заданной температуры в течение определенного заранее заданного отрезка времени, и последующее отделение отслоившейся этикетки от подложки.
Дополнительно предложено изобретение, в котором вышеупомянутую стадию нагревания осуществляют операциями, выбранными из группы, включающей (1) погружение в горячую жидкость, (2) нагрев газом, таким как воздух или аргон, (3) облучение энергией излучения, такого как ультрафиолет, инфракрасное или рентгеновское излучение, (4) контактирование этикетки с нагретым телом, или любое их сочетание.
Ниже приведено описание изобретения для понимания изобретения специалистами в данной области техники и приведен наилучший вариант осуществления изобретения. Тем не менее специалистам в данной области техники очевидно, что изобретение допускает различные модификации при сохранении основных принципов изобретения, которые имеют своей целью создание только легко удаляемой термоусадочной этикетки.
В нижеследующем подробном описании приведены многочисленные конкретные подробности для понимания вариантов осуществления настоящего изобретения. Однако специалистам будет понятно, что такие варианты можно осуществлять без этих подробностей. Ссылки в данном описании на «один вариант осуществления» или на «вариант осуществления» означают, что конкретные свойства, структура или характеристика включены по меньшей мере в один вариант осуществления изобретения. Таким образом, появление фраз «в одном варианте осуществления» или «в варианте осуществления изобретения» в различных местах данного описания не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления изобретения. Более того, конкретные свойства, структуры или характеристики можно комбинировать любым подходящим способом в одном или более вариантов осуществления изобретения. Наконец, термины «содержащий», «включающий», «имеющий» и тому подобное, как они использованы в настоящей заявке, подразумеваются как синонимы.
Изобретение предлагает способ легкого удаления этикеток с подложки, к которой они прикреплены без уменьшения адгезии этикетки к подложке до стадии удаления. Удаление выполняется легко и рентабельно одновременным увеличением температуры этикетки и подложки до заранее заданной температуры, при которой этикетка претерпевает определенную степень усадки, что вызывает отслоение этикетки от подложки.
В широком смысле устройство состоит из следующих элементов: этикетки, состоящей из термоусадочного лицевого материала, который претерпевает заранее заданную степень усадки при заданной температуре. Эта степень может существенно изменяться за счет изменения химического состава этикетки, позволяя производителю создавать профиль усадки этикетки по своему желанию.
В широком смысле способ включает: (1) производство и ориентацию заготовки лицевого материала при отливке или, иначе, при каландрировании; (2) производство заготовки для этикетки, в частности, нанесением липкого слоя между заготовкой лицевого материала и снимаемым лайнером; печать этикетки и лакирование или припрессовку; (3) вырубку из заготовки этикетки желаемой формы; (4) наклеивание этикетки на желаемую подложку; (5) направление изделия с этикеткой на предназначенное конечное использование; (6) сбор изделий с этикеткой; (7) нагрев изделия с этикеткой до определенной заранее заданной температуры, особенно с помощью горячей воды со щелочным раствором в течение заранее заданного количества времени; (8) направление изделия, больше не являющегося подложкой, на предназначенное повторное использование и (9) сбор отслоившейся этикетки из раствора.
Согласно изобретению предложена этикетка, состоящая из термопластичных полимеров. Термопластичные полимеры выбирают, не ограничиваясь ими, из ПЭТ, полиолефинов, сложных полиэфиров, полистиролов, поливинилхлоридов, полипропилена или других полимеров и любых их смесей. Более того, согласно настоящему изобретению, состав этикетки имеет хорошо выраженный и устойчиво воспроизводимый профиль усадки, как он представлен на Фигуре 1, допускающий, например, усадку на 60% при нагреве до 70°С в течение примерно 3 минут. Также согласно настоящему изобретению профиль усадки можно подогнать таким образом, чтобы при определенной температуре получать асимптотический график зависимости, такой как представлен на Фигуре 1, предотвращая, таким образом, дальнейшую усадку при применении более высоких температур, допуская колебания в нагреве, но при этом давая такую же усадку.
Согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения предложена этикетка, состоящая из термоусадочного материала, который испытывает известную степень усадки при заданной температуре, при этом степень можно в значительной степени регулировать изменением химического состава этикетки, таким образом, давая производителю возможность до некоторой степени создавать профиль усадки этикетки по своем желанию.
Согласно другому конкретному варианту осуществления настоящего изобретения создание термоусадочного материала происходит заменой части вытянутых щелочных цепочек на случайно организованные структуры.
Термин «термопластичные полимеры» в целом относится к акрилонитрил-бутадиенстирольному полимеру (АБС), акриловому полимеру, целлулоиду, ацетату целлюлозы; этиленвинилацетатному полимеру (ЭВА); сополимеру этилена и винилового спирта (ЭВС); фторопластам (ПТФЭ, включая ФЭП, ПФЭ, ХТФЭ, ЭХТФЭ, ЭТФЭ); иономерам; Kydex - торговое наименование сплава акрила/ПВС; жидкому кристаллическому полимеру (ЖКП), полиацеталю; полиакрилатам (акриловые смолы); полиакрилонитрилам (ПАН или акрилонитрил); полиамиду (ПА или нейлон); полиамидоимиду (ПАИ); полиарилэфиркетону (ПАЭК или Кетон); полибутадиену (ПБД); полибутилену (ПБ); полибутилентерефталату (ПБТ); полиэтилентерефталату (ПЭТ); полициклогексилендиметилентерефталату (ПЦТ); поликарбонату (ПК); полигидроксиалканоатам (ПГА); поликетону (ПК); сложному полиэфиру; полиэтилену (ПЭ); полиэфирэфиркетону (ПЭЭК); полиэфиримиду (ПЭИ); полиэфирсульфону (ПЭС); полиэтиленхлоринатам (ПЭХ); полиимиду (ПИ); полимолочной кислоте (ПМК); полиметилпентену (ПМП); полифенилен оксиду (ПФО); полифениленсульфиду (ПФС); полифталамиду (ПФА); полипропилену (ПП); полистиролу (ПС); полисульфону (ПСУ); поливинилхлориду (ПВХ); спектралону; их производным или любым их сочетаниям. Более конкретно, но не ограничиваясь, термин «сложный полиэфир» относится, среди прочего, к категории полимеров, или более конкретно к полимерам, полученным конденсацией, которые содержат сложноэфирную функциональную группу в своей главной цепи. Термин «ПЭТ» относится, среди прочего, к гомополимерам и сополимерам полиэфиров, например, ПЭТГ компании Eastman Chemical и SK Chemicals; модифицированным ПЭТ и прочему. Термин «полиолефин» в целом относится к любому полимеру, полученному из простого олефина, например полиэтилена, полипропилена или алкена в качестве мономера; такому как полиальфа-олефину. Термин «полистирол» в целом относится к полимеру, изготовленному из любого мономера стирола, гомополимеров, сополимеров или их производных. Термин «поливинилхлорид» в целом относится к любому полихлорэтилену.
Согласно другому варианту осуществления изобретения этикетку удаляют нагреванием этикетки и подложки или только этикетки, вызывая отслоение этикетки, упрощая, таким образом, ее удаление. Этикетку можно изготовить любыми способами, очевидными для специалистов в этой области техники, включая производство этикетки способом отливки, каландрирования или другими способами. Этикетку можно прикреплять к предназначенной для нее подложки любыми подходящими способами, такими как применение адгезивного промежуточного слоя, натягиванием этикетки на подложку или другими способами, которые тоже окажутся очевидными специалистам в этой области техники. Удаление этикетки требует только нагревания, конкретно нагревания подложки и этикетки до определенной заранее заданной температуры в течение определенного времени.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения этикетка может состоять из термопластичных полимеров, таких как ПЭТ, полиолефины, сложные полиэфиры, полистирол, поливинилхлорид, полипропилен или другие полимеры. Согласно предпочтительному варианту осуществления состав этикетки имеет вполне определенный и стабильно воспроизводимый профиль усадки, такой как представлен на Фиг.1, допускающий усадку, например, на 60% при нагреве при температуре 70°С в течение 3 минут. Предпочтительно, чтобы профиль усадки был разработан так, чтобы асимптота достигалась при определенной температуре, как это произошло на Фиг.1, предупреждая, таким образом, дальнейшую усадку при применении более высокой температуры, и допуская в связи с этим колебания в нагреве, но при этом давая такую же степень усадки этикетки.
В вышеупомянутых вариантах осуществления мы отмечаем, что этикетка может быть напечатана несмываемыми или трудно удаляемыми красками, но это не влияет на удаление этикетки или на качество отделенной подложки, поскольку этикетку удаляют с подложки почти в любом случае. Таким образом, оставшееся количество материала этикетки в перерабатываемом потоке после стадий нагрева и отделения этикетки ничтожно мало, что позволяет достичь высокочистой переработки без последующих стадий отделения.