СМЫВАЕМАЯ САМОКЛЕЯЩАЯСЯ ЭТИКЕТКА
WASH-OFF SELF-ADHESIVE LABEL

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к этикеткам и, более конкретно, к смываемым самоприклеивающимся этикеткам для использования на бутылках многократного использования и на других контейнерах.
Предпосылки к созданию изобретения
В настоящее время бутылки, в частности, применяемые для хранения безалкогольных напитков, по существу используются или возвращаются в оборот несколько раз. При каждом возврате перед заполнением бутылки моют, и во время мытья этикетки отсоединяются от бутылок. При производстве безалкогольных напитков мытье бутылок и других контейнеров обычно осуществляют горячей моющей жидкостью, например раствором каустической соды, нагретым до 50°С - 90°С, без дополнительных механических моющих средств. Бумажные этикетки, используемые для маркировки повторно используемых бутылок, во время этого процесса мытья легко удаляются. Однако для маркировки многократно используемых бутылок и других контейнеров все шире используются этикетки на основе полимерной пленки с заранее нанесенным клеем. Эти этикетки на основе полимерной пленки, в отличие от бумажных, обладают, например, повышенной прочностью в мокром состоянии и являются прозрачными, и их можно наносить на бутылки и другие контейнеры в стандартизованных машинах, без необходимости работать с отдельным клеем, как, например, в случае бумажных этикеток с мокрым клеем. Однако такие самоприклеивающиеся пленочные этикетки необходимо смывать в существующих моющих системах так же легко, как и бумажные этикетки. Было обнаружено, что поскольку полимерные этикетки не обладают такой проницаемостью для воды, как бумажные этикетки, их существенно труднее полностью удалить в существующем процессе мытья.
Один пример пленочной самоприклеивающейся смываемой конструкции приведен в заявке WO 00/62273, поданной на имя Steinbeis:
- на отрывной слой, например на полимерную пленку, нанесен силикон, на который затем нанесен контактный клей, высушенный в печи под воздействием теплоты. Этот клеящий слой затем ламинируют ориентированным по одной или двум осям термоусаживающейся пленкой из сложного полиэфира (ПЭТ) или поливинилхлорида (ПВХ), и в этом случае клей преимущественно переносится на пленочную поверхность ПВХ или ПЭТ. Такая конструкция может иметь или может не иметь покрытие из другой пленки с печатью на обратной стороне, например полипропиленовой пленкой. В типичных моечных условиях - 65-85°С в щелочном растворе, содержащем 1-4% каустической соды, базовая пленка ПВХ или ПЭТ дает сильную усадку, благодаря чему вся этикетка скручивается, позволяя раствору каустической соды ослабить клей, в результате чего он отсоединяется от бутылки. Бутылки в этом случае могут быть выполнены из стекла или сложного полиэфира. Характеристики смывания основаны на сильной усадке пленки из ПВХ или ПЭТ, лежащей в основании и имеющей не слоистую конструкцию из одного материала.
Другие возможные альтернативы описаны в заявках Avery Dennison WO 2006/076327 и Spear WO 2006/106309. Согласно публикации Spear, конструкция состоит из покрытого силиконом отрывного слоя, поверх которого нанесен клей и полипропиленовая пленка. Эта конструкция основания затем ламинируется на пленку из сложного полиэфира с нанесенной на обратную сторону печатью. Благодаря разнице в коэффициентах теплового расширения между полипропиленом и пленкой из сложного полиэфира полученная структура скручивается под действием теплоты моющего раствора, описанного выше, что позволяет раствору ослабить клей, в результате чего этикетка отсоединяется. Здесь характеристики смывания основаны на свойствах слоистой структуры, в которой два слоя из разных материалов имеют разные коэффициенты теплового расширения, что приводит к скручиванию слоистой структуры. Согласно публикации Avery Dennison пленка основы также может состоять из двух разных полимерных слоев, совместно экструдированных в единую пленку, и эти слои имеют значительно отличающиеся коэффициенты теплового расширения.
Основные недостатки этих структур заключаются в том, что они дороги и, в некоторых случаях, требуют применения экологически вредного раствора ПВХ. Эти структуры также имеют плотность более единицы, что не позволяет их повторно использовать в нормальном процессе утилизации бутылок из сложного полиэфира. В этом случае бутылки с этикетками измельчают на мелкие куски, промывают в горячем растворе каустической соды, ожидая, что этикетка отсоединится от сложного полиэфира и всплывет на поверхность раствора, откуда ее удаляют, а сложный полиэфир бутылки опустится на дно контейнера. Таким образом, бутылку и этикетки разделяют и утилизируют.
Сохраняется потребность в этикетках на основе полимерной пленки, которые не только легко удаляются со стеклянных бутылок, но и могут смываться и отделяться от бутылок из сложного полиэфира существующими процессами промывки. Возможность использовать тот же процесс мытья и для этикеток новых типов дает существенные экономические преимущества для оператора такого процесса.
Краткое описание изобретения
Целью настоящего изобретения является создание новой структуры этикеток, которые можно отсоединять от бутылок и других контейнеров, используя обычные процессы мытья.
Этикетка по одному варианту настоящего изобретения имеет отличительные признаки, приведенные в п.1 формулы изобретения.
Этикетка по другому варианту настоящего изобретения имеет отличительные признаки, приведенные в п.11 формулы изобретения.
Этикетка по настоящему изобретению содержит пленочную основу, имеющую лицевую строну и обратную сторону, и слой клея, нанесенный на обратную сторону пленочной основы. Пленочная основа этикетки является многослойной.
Согласно первому варианту настоящего изобретения пленочная основа является совместно экструдированной, многослойной асимметричной пленкой, т.е. она сформирована способом совместной экструзии, при котором все основные слои пленки формируют из расплава пластического материала по существу одновременно. Пленочная основа содержит по меньшей мере два слоя, имеющие разный химический состав, и эти слои сформированы так, что пленочная основа, образованная этими слоями, имеет асимметрию.
Асимметрия пленочной основы по настоящему изобретению может быть получена несколькими различными способами, путем изменения толщины отдельных слоев и/или изменения порядка, в котором расположены разные слои материала пленки.
Например, пленочная основа может быть сформирована только из двух слоев разных материалов, т.е. химический состав материалов слоев различен, и каждый слой имеет разную толщину. Другая возможность заключается в том, что пленочное основание может иметь три или более слоя, расположенных в таком порядке, чтобы разные слои материала в пленке создавали требуемую асимметрию. В этом случае по меньшей мере да слоя изготовлены из разных материалов. Например, в трехслойной структуре внешние слои пленочной основы могут быть сформированы из разных материалов. В этом случае толщина отдельных слоев может быть одинаковой или разной. В структурах, образованной тремя или более слоями, в дополнение к порядку расположения разных слоев, асимметрию можно усилить за счет того, что отдельные слои имеют разную толщину.
Благодаря асимметрично структурированной пленочной основе, где асимметрия является результатом разной толщины отдельных слоев и/или порядка расположения разных слоев в пленке, этикетка отсоединяется от бутылки или другого контейнера под действием теплоты моющего раствора, поскольку различное поведение слоев заставляет пленку скручиваться или изгибаться, способствуя процессу мытья.
Согласно второму варианту настоящего изобретения многослойная пленочная основа этикетки содержит по меньшей мере два слоя, ориентированных в разной степени по меньшей мере в одном направлении слоя. Благодаря разнице в степени ориентации этикетка отсоединяется от бутылки в условиях, существующих во время мытья. Различно ориентированные слои могут быть выполнены из одного материала, т.е. химический состав материала слоев одинаков.
Печать можно осуществлять непосредственно на пленочное основание этикетки, или на пленочное основание этикетки можно наносить заранее отпечатанную пленку.
Структуры самоклеящихся этикеток по настоящему изобретению используются для смываемых/самоклеящихся этикеток на бутылках или других контейнерах многократного использования. Полученное изделие может быть бутылкой для безалкогольных напитков, однако оно может быть и другим контейнером многократного использования, выполненным из стекла или полимера.
Краткое описание чертежей
Ниже следует более подробное описание некоторых вариантов настоящего изобретения. Приложенные чертежи являются частью описания. На чертежах:
Фиг.1 - сечение ленты, содержащей этикетки по настоящему изобретению.
Фиг.2а и 2b - сечение пленочной основы этикетки по настоящему изобретению, и
Фиг.3а и 3b - пленочная основа этикетки по второму варианту изобретения.
Подробное описание изобретения
На фиг.1 показана лента, содержащая этикетки 2. Этикетка 2 содержит пленочную основу 3 и слой 4 клея. Под этикетками 2 расположена отрывная поверхность, например отрывная бумага 5 или отрывная пленка.
Печать может наноситься непосредственно на пленочную основу 3 этикетки или на пленочную основу может быть нанесена пленка с заранее выполненной печатью. Другими словами, структура этикетки 2 может также содержать печатный слой, нанесенный на верхнюю поверхность пленочной основы 3 и прозрачный защитный слой, покрывающий печатный слой.
Далее следует подробное описание структур пленочной основы по настоящему изобретению
Первый вариант изобретения
На фиг.2а и 2b показано сечение пленочной основы 3 этикетки по настоящему изобретению по первому варианту изобретения. Пленочная основа 3 является совместно экструдированной многослойной пленкой, т.е. не ламинированной пленкой, которая стоит из двух слоев, имеющих разный химический состав и слои сформированы так, что пленочная основа 3, образованная этими слоями, является асимметричной.
Как показано на фиг.2а и 2b, конструкция пленочной основы 3 является асимметричной относительно продольной центральной оси 6 пленочной основы, образованной этими слоями. Термин "асимметричная" означает, что материалы, используемые в слоях этикетки, различны на разных сторонах от центральной оси 6. Это значит, что слои сформированы так, то получается асимметрично структурированная многослойная пленочная основа.
Асимметрия пленочной основы 3 может быть получена несколькими разными способами, путем изменения толщины отдельных слоев и/или порядка, в котором расположены разные слои пленки.
На фиг.2а показана одна асимметричная пленочная основа по первому варианту изобретения. Пленочная основа 3 содержит два слоя, полученных совместной экструзией. Слои выполнены из разных материалов А и В и имеют разную толщину. Благодаря разной толщине слоев, структура пленочной основы 3 является асимметричной относительно продольной оси 6 пленочной основы. Одна сторона пленочной основы 3 содержит только материал А, а другая сторона - материал А и материал В.
На фиг.2b показана другая структура асимметричной пленочной основы по первому варианту изобретения. Пленочная основа 3 является трехслойной пленкой, содержащей внешние слои и внутренний слой. Материалы слоев (А, В и С) выбраны так, чтобы структура многослойной этикетки была асимметричной, т.е., чтобы материал внешнего слоя, расположенный на верхней поверхности внутреннего слоя, был другим, по сравнению с материалом внешнего слоя, расположенного на нижней поверхности внутреннего слоя. В этом случае толщина отдельных слоев может быть одинаковой или разной.
Пленочная основа 3 также может содержать более, чем три слоя так, чтобы порядок расположения слоев из разных материалов в пленке создавал требуемую асимметричность. Если имеется более чем три слоя, асимметрию можно усилить за счет разной толщины отдельных слоев.
Это решение по настоящему изобретению включает использование асимметричной пленочной основы в самоклеящейся конструкции. В этом случае покрытый силиконом отрывной лайнер покрывается, например, акриловым клеем и ламинируется на многослойную асимметричную пленочную основу. Типично, многослойные пленки, используемые для этикеток, являются симметричными, т.е. внешние или покрывающие слои являются по существу одинаковыми, что позволяет пленки легко изготавливать и наматывать, и поставлять без скручивания, которое привело бы к технологическим трудностям в конечных процессах. Типично такие пленки имеют слои, расположенные в порядке либо А/В/А, либо А/В/С/В/А. В первом варианте настоящего изобретения пленочная основа содержит ассиметричный набор слоев, как описано выше.
Пленочная основа 3, являясь верхней поверхностью самоклеящейся структуры, может являться носителем печати или, альтернативно, может ламинироваться с пленкой, например из пропилена, на обратную сторону которой нанесена печать. В этом случае любая пленочная основа либо комбинация такой пленочной основы с покрывающей пропиленовой пленкой имеет плотность менее единицы и легко может отделяться от бутылок из сложного полиэфира в процессе утилизации.
Слои такой асимметричной пленки могут состоять из следующих материалов: полиэтилена, полипропилена, циклического полиолефина, полимера циклического олефина, сополимера циклического олефина полистирола, этиленвинилового спирта или других сополимеров этилена или сополимеров пропилена.
Предпочтительно, пленочная основа 3 содержит один полипропиленовый слой и один полистирольный слой, при этом слои имеют разную толщину.
Слои пленочного основания 3 по первому варианту изобретения могут быть двуосно-ориентированной пленкой или одноосно-ориентированной пленкой. Если пленочная основа является двуосно-ориентированной пленкой, она может быть ориентирована с одинаковым или разным отношением в направлении обработки (MD) и в поперечном направлении (CD).
В процессе мойки горячей щелочью такая асимметричная пленочная основа будет сильно скручиваться либо сама, либо в комбинации с другой наложенной пленкой и смываться с бутылки, и плавать на поверхности жидкости, и, следовательно, этикетки будут легко удаляться.
Второй вариант изобретения
Второй вариант настоящего изобретения основан на том факте, что когда две пленки с существенно различной степенью растяжения ламинированы друг с другом и подвергаются воздействию теплоты в нормальных условиях мойки бутылок при 65-85°С в щелочном растворе, возникают значительные напряжения.
В этом варианте пленки могут иметь идентичный химический состав, отличаясь лишь направлением ориентации. Слои могут состоять из любого материала, который можно ориентировать, но предпочтительно они состоят из полипропилена.
На фиг.3а и 3b показана этикетка по второму варианту настоящего изобретения. На фиг.3 показано поперечное сечение пленочной основы 3 этикетки по второму варианту изобретения. Пленочная основа 3 содержит по меньшей мере два слоя 7, 8, которые ориентированы с разной степенью растяжения по меньшей мере в одном направлении слоя. Другими словами, ориентированные и термостабилизированные слои пленочной основы выполнены из полимера одного типа и с разным модулем упругости, по меньшей мере в одном направлении (MD, CD) слоев.
Пленочная основа 3 одержит предпочтительно два слоя, но может содержать более двух слоев, ориентированных с разной степенью растяжения по меньшей мере в одном направлении слоя.
Пленочная основа 3 может быть также двуосно-ориентированной пленкой так, что слой имеет разную степень растяжения в направлении обработки (MD) и в поперечном направлении (CD).
Пленочная основа 3 по второму варианту изобретения состоит из ориентированного слоя, предпочтительно полученного литейно-растягивающей машиной или методом экструзии с раздувом. На первый слой нанесен второй ориентированный слой, предпочтительно полученный дутьем, или, альтернативно, на растягивающей машине. Структура пленочного основания альтернативно может содержать два раздутых слоя или два растянутых слоя с разной степенью растяжения в направлениях MD и CD.
В этом варианте отрывной лайнер, обычно полиэфирный лайнер, покрывают силиконом и отверждают нагреванием, после чего на него наносят клей. Этот клей преимущественно является акриловым клеем и может быть получен на основе эмульсии или УФ-модифицированный акриловый клей в форме горячего расплава. Полипропиленовую пленку толщиной 15-60 мкм, предпочтительно 20-30 мкм, наносят на вышеописанную структуру, в результате чего клей переносится на полипропиленовую пленку. Полипропиленовая пленка в этом случае, предпочтительно является пленкой, полученной на литейно-растягивающей машине с типичной ориентацией в направлении обработки и в поперечном направлении с растяжением приблизительно в пять раз. Альтернативно, пленка может быть получена методом экструзии с раздувом.
На вторую полипропиленовую пленку толщиной 15-60 мкм, предпочтительно 20-30 мкм, наносят печать и затем ее ламинируют на самоклеящуюся основу, описанную выше. Полипропиленовая пленка, используемая как наложенная пленка, предпочтительно получена методом экструзии с раздувом с типичной ориентацией в направлениях MD и CD с восьмикратным растяжением. Это - существенная разница в степени ориентации и является асимметричным снижением модуля упругости, который вызывает напряжения в самоклеящейся структуре, который заставляет ее отделяться при воздействии теплоты в условиях теплоты моющего раствора. Поскольку в клее не образуются ковалентные связи, горячий щелочной раствор ослабляет адгезию и напряжение заставляет этикетку отсоединиться от бутылки. Альтернативно, вторая пленка может быть пленкой, полученной на растягивающей машине.
Такая структура полипропилен/полипропилен, описанная выше, не только имеет существенные преимущества перед ранее использовавшимися структурами, поскольку она проще и экономически более эффективна, чем такие альтернативы, но она также устраняет основной недостаток ранее использовавшихся структур, поскольку новое решение имеет плотность менее единицы. Следовательно, такие этикетки можно смывать и отделять не только со стеклянных бутылок, но и с полиэфирных бутылок. Процесс утилизации сложных полиэфиров требует, чтобы этикетка отделялась либо с целой бутылки, либо с измельченной бутылки и, затем, всплывала на поверхность раствора. Полиэфир, наоборот, в растворе тонет на дно. Таким образом, и полипропиленовая этикетка, и полиэфир можно собрать и утилизировать. В описанных выше альтернативных решениях это невозможно, поскольку их плотности больше единицы, и они тонут вместе с полиэфиром, и их невозможно отделить от него.
Настоящее изобретение не ограничено приведенными выше примерами, но может быть изменено в рамках изобретательской идеи, представленной в формуле изобретения.