[发明专利]含小橡胶粒子和低橡胶粒子凝胶含量和嵌段共聚物的取向聚苯乙烯膜的多层共挤塑收缩标签

说明书

交叉引用声明

本申请要求于2007年10月2日提交的美国临时申请60/997,213的权 益。

发明背景

本发明涉及具有在拉伸方向上的优先取向的取向橡胶增强的聚苯乙烯 膜和包含这种聚苯乙烯膜的收缩膜，优选多层膜，其优选被共挤塑。

收缩标签通常分成两类：滚展式缩紧标签(roll-on shrink-on labels)和套 封(sleeve)型标签；套封标签有时还称为管标签。滚展式缩紧标签是围绕容 器包裹的膜片材。套封标签结构为管状并且通过放置在容器上围绕容器配 合，使得容器被管包围。向围绕容器的收缩标签施加热导致标签收缩并且 与容器一致。

为了与容器一致，每一种类型的标签必须优选(即，比在任何其它方向 上大的程度)在围绕容器圆周延伸的方向上收缩。滚展式缩紧膜通常停留在 容器上，其中膜的纵向(MD)围绕容器圆周地延伸。因此，滚展式缩紧膜由 于优先的纵向取向(MDO)主要在膜的纵向(MD)上收缩。相反，套封标签通 常停留在容器上，其中标签的横向(TD)围绕容器圆周地延伸。因此，套封 标签由于优先的横向取向(TDO)主要在膜的横向(TD)上收缩。

聚苯乙烯(PS)是特别适用于收缩标签的聚合物。例如，聚丙烯(PP)的 收缩标签膜在120℃以下的温度在任何方向上通常仅收缩至多约20％。PP 的结晶本性需要在高于PP的结晶熔融温度加热以释放附加取向。相反， PS-基收缩标签膜由于其非晶特性仅需要超过聚合物的玻璃化转变温度(其 通常低于PP的结晶熔融温度)。因此，PS膜可以适宜地在比PP膜低的加 工温度提供较大收缩。

具有胶合接缝的标签需要小心以避免标签的移动或损失。在胶合接缝 上的过多应力可能导致标签在容器上移动或甚至从容器脱离。没有胶合接 头或具有在应用于容器之前广泛固化的胶合接头的收缩标签可以承受较 大的应力。非常坚固的接头或接缝可以通过使用溶剂形成在聚苯乙烯基膜 中。这些接缝可以在收缩过程中承受较大的应力。PP收缩标签中的接缝 不能使用溶剂形成。而是使用胶。因此PP标签中的接缝较不牢固并且更 易于移动或损失。

另外，PS在电晕处理(通常需要以使得聚合物膜的表面适于印刷)之后 相对于PP长期保持较高的表面能。因此，与PP膜不同，PS膜的电晕处 理可以发生在生产过程中而不是刚好在印刷成标签之前。这样的电晕处理 时机的灵活性导致显著的效率。

与共聚聚酯和聚氯乙烯(PVC)膜相反，PS膜的使用有利于瓶和标签的 可再循环性，因为较低的密度允许标签容易地从较高密度(例如，聚酯)瓶 分离。另外，较低的PS密度有利地提供较高的膜收率，或较大面积/lb(或 较大的面积/kg)的膜。较高密度标签原料如共聚聚酯或PVC膜不提供类似 的优点。

聚苯乙烯-基收缩标签膜可以包括高抗冲聚苯乙烯(HIPS)组分以改善 标签韧性(例如，抗撕性)。然而，在典型的HIPS范围内的橡胶粒子具有大 于1微米的平均粒度(参见，例如美国专利(USP)6897260，第4栏，第26-27 行)。大橡胶粒子趋于降低标签膜的清晰度，从而干扰用于背面印刷(在标 签膜贴近容器的一面印刷使得其可透过膜阅读)的膜的使用，并且干扰透过 标签观看容器或产品。基于HIPS总重量，典型的HIPS还含有高于7％的 橡胶。高浓度的橡胶可能妨碍膜的可印刷性，降低膜的清晰度，降低尺寸 稳定性并且不适宜地增加最终膜中的凝胶量。然而，在一些诸如小直径瓶 或瓶颈的情况下，单独的HIPS不能提供足以避免在应力下撕裂的趋势的 韧性。

然而，提供韧性的苯乙烯嵌段共聚物经常干扰印刷、接缝密封(seam sealing)或这二者。苯乙烯嵌段共聚物经常含有较高部分的较昂贵的二烯弹 性体并且因而比高抗冲聚苯乙烯(HIPS)更昂贵。此外，相对较高的苯乙烯 含量提高再循环，因为苯乙烯聚合物通过密度差别从典型用于制备这种容 器如瓶的聚合物分离。