ES2200843T3 - Material de espuma. - Google Patents
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Abstract
¿ Material de espuma de poliestireno que comprende de 1 a 60% de una composición de mezcla elastómera termoplástica, constituido por al menos un copolímero de bloques estirénico y un interpolímero de etileno ramificado homogéneamente.
Description
Material de espuma.
La invención se refiere a un material de espuma
de poliestireno, una capa de espuma extruida de dicho material de
espuma de poliestireno y el uso de dicho material de espuma de
poliestireno.
Tales materiales de espuma de poliestireno se
conocen en diversas realizaciones. Se hace referencia por ejemplo
al documento DE-A 1 40 11 003. Esta técnica
anterior hace referencia a una espuma, que ha sido desarrollada
recientemente a fin de evitar los CFCs por utilización de agentes
de soplado en forma de hidrocarburos, dióxidos de carbono,
nitrógenos, combinaciones de los mismos, etc. Con anterioridad, se
ha dado a conocer también la producción de espumas utilizando
agentes químicos de soplado junto con agentes formadores de
núcleos, véase por ejemplo el documento EP-A
3-055 437.
Un problema técnico con las espumas basadas en
poliestireno de este tipo es especialmente su fragilidad, que da
como resultado desgarro fácil y elasticidad inferior. Con objeto
de mejorar estas propiedades, se ha propuesto ya disponer la espuma
basada en poliestireno como una capa en una espuma multicapa,
siendo una de las capas una capa poliolefínica. Sin embargo, esto
se ve afectado por costes de producción comparativamente altos y
problemas de extrusión. Como se desea frecuentemente, para fines de
reciclaje, tener solamente una clase de material, dicha espuma
multicapa constituida por materiales plásticos diferentes puede
crear también problemas.
Un objeto de la presente invención es proponer
una espuma basada en poliestireno, que tiene propiedades mejoradas
en relación con la fragilidad sin que una reducción en las
propiedades sea relevante para hacer las mismas utilizables
especialmente para material de etiquetas. Objetos adicionales son
proponer una capa de espuma extruida de dicho material de espuma
de poliestireno y el uso de dicho material de espuma de
poliestireno.
Este problema se ha resuelto con un material de
espuma de poliestireno como se describe en la reivindicación
1.
Adicionalmente, en la línea 2 de la página 2 del
documento WO00/55241: Tales espumas se producen por un agente de
soplado y preferiblemente también un agente formador de núcleos,
pudiendo ser el agente de soplado uno de los agentes de soplado
conocidos en la técnica anterior. Éstos son por ejemplo agentes de
soplado químicos o susceptibles de descomposición, dióxido de
carbono, nitrógeno gaseoso o incluso agua. Como agentes formadores
de núcleos, pueden utilizarse los agentes comunes de formación de
núcleos. Estos son, por ejemplo, talco y/o hidrogenocarbonato de
sodio y/o hidrocarbonato de amonio y/o carbonato de calcio y/o
arcilla y/o ácido cítrico, etc. Los agentes formadores de núcleos
pueden utilizarse en cantidades de aproximadamente 0,05 a
aproximadamente 5% en peso de la espuma, con preferencia en un
intervalo que va desde aproximadamente 0,3 a aproximadamente 2,0%
en peso. La cantidad puede ser incluso tan baja como 0,01%.
Adicionalmente, es importante que el material de espuma esté hecho
con un material de poliestireno combinado con una composición de
mezcla elastómera termoplástica, constituida al menos por un
copolímero de bloques estirénico y un interpolímero de etileno
homogéneamente ramificado.
Sorprendentemente, se ha encontrado que una
espuma de este tipo tiene una fragilidad notablemente reducida y
elasticidad mejorada, pero puede producirse sin embargo con los
métodos comunes de producción, tales como por extrusión, por
ejemplo en extrusión en matriz plana, extrusión en matriz anular,
extrusoras de película soplada horizontales o análogos. No es
necesaria espuma multicapa alguna con una capa poliolefínica para
satisfacer estos requerimientos.
Sin embargo, es posible realizar de una manera
conocida per se una coextrusión de una capa no alveolar con una
capa alveolar, estando basadas ambas capas en poliestireno. No
obstante, es también posible, de acuerdo con la invención, fabricar
espuma multicapa como en la técnica anterior, pero con capas
basadas en poliestireno notablemente más delgadas. De acuerdo con
ello, pueden existir también capas de materias primas diferentes.
Las capas individuales pueden ser alveolares o no alveolares.
Es especialmente preferido añadir la composición
de mezcla elastómera termoplástica mencionada en una cantidad tal,
que en el caso de una espuma susceptible de contracción basada en
poliestireno se consigue una posibilidad de contracción en
rebajes, a fin de adaptarse a estructuras cóncavas.
Adicionalmente, se ha encontrado que la cantidad
de la composición de mezcla elastómera termoplástica mencionada, a
partir de una cierta cantidad umbral, conduce a una espuma que
presenta ventajas en términos de separabilidad. Esto es
especialmente válido para aplicaciones de PET. Es posible separar
dicha espuma a partir de PET por ejemplo mediante agua. La espuma
flota en la parte superior, mientras que el PET se hunde al fondo.
Se cree que esto es debido a una elevada cantidad de celdillas
cerradas en la espuma de poliestireno, mientras que las celdillas
en la espuma de la técnica anterior están rotas en gran
proporción. Por esta razón, la espuma de la técnica anterior llega a
llenarse con agua y dicha espuma va a parar también al fondo en el
caso del procedimiento de separación mencionado.
En un desarrollo ulterior de dicha espuma, una
característica importante consiste en añadir una cantidad tal de
agente formación de núcleos, que la espuma tiene una densidad
menor que 0,8 g/cm^{3}. Se prefiere tener una cantidad de dicho
agente formador de núcleos comprendida entre aproximadamente 1 g y
50 g por kg de espuma. Es preferible que la espuma tenga una
densidad de 0,06 a 0,75 g/cm^{3}.
Especialmente, para una espuma basada en
poliestireno destinada a utilización para la producción de
etiquetas imprimibles, se prefiere producir la espuma con un
espesor inferior a 0,2 mm. Es posible producir la espuma con un
espesor de 0,06-0,195 mm. En el caso de que la
espuma deba ser utilizada para fabricar bandejas o copas, se
prefieren espesores tales como 0,4 y 0,5 mm.
Dicha espuma tiene también una imprimibilidad muy
satisfactoria, debido a una elevada calidad superficial.
Sorprendentemente, el brillo se mejora también notablemente. La
espuma descrita en esta memoria tiene un brillo que es superior al
brillo de todas las espumas de poliestireno alveolares fabricadas
de acuerdo con cualquier método conocido en la técnica
anterior.
Las composiciones de mezcla elastómera
mencionadas son especialmente composiciones de este tipo como las
que se describen en la solicitud PCT WO95/33006. Esta solicitud se
incluye aquí por referencia, especialmente a fin de incluir una de
las características mencionadas en dicha referencia en una
reivindicación de la presente solicitud.
Las composiciones de mezcla elastómeras
mencionadas reemplazan de hecho en cierta proporción a la resina de
poliestireno utilizada para producir la espuma basada en
poliestireno. Dicho reemplazamiento puede tener lugar en una
cantidad de 1-60%. Se prefiere reemplazar la
resina de poliestireno en una cantidad de 15-40%,
aún más preferiblemente en una cantidad de 15-30%.
La composición de mezcla elastómera se mezcla con la cantidad
restante de resina de poliestireno y después de ello la resina se
utiliza en la producción de una resina de poliestireno usual.
Los ejemplos siguientes pueden ilustrar
adicionalmente la invención:
1. Se ha producido una espuma basada en
poliestireno utilizando una cantidad usual de agente formador de
núcleos como se ha mencionado, pero con 5% en peso de la
composición de mezcla elastómera termoplástica (TEBC)
mencionada.
La espuma de poliestireno presentaba un Desgarro
Elmendorf en dirección transversal mayor que la espuma de la
técnica anterior.
Adicionalmente, dicha espuma mostraba un valor de
brillo (de acuerdo con el Ensayo de Brillo a 20º) aproximadamente
15% mayor comparado con un valor usual. El Módulo Secante 2% en la
dirección de la máquina, medido en Mpa, se comparó con un valor
usual de aproximadamente 850 se redujo notablemente en
aproximadamente 15%. El Módulo Secante 2% en dirección transversal,
medido asimismo en Mpa, se comparó con un valor usual de 270 se
redujo en aproximadamente 20%.
La Fluencia a la Tracción en la dirección de la
máquina, medida asimismo en Mpa, se comparó con un valor usual de
22,5, se redujo en aproximadamente 13%. El valor de Resistencia
Máxima a la Tracción en la dirección de la máquina, medido en Mpa,
comparado con un valor usual de aproximadamente 21, se redujo en
aproximadamente 15%.
La Fluencia a la Tracción en dirección
transversal, medida en Mpa, comparada con 6 para una espuma usual,
se redujo en aproximadamente 10%.
La Resistencia Máxima a la Tracción en dirección
transversal, medida en Mpa, comparada con un valor para una espuma
normal de 6,1, se redujo en aproximadamente 12%.
La Elongación Máxima en dirección transversal,
expresada en %, era análogamente baja como para una espuma normal,
pero sin embargo significativamente inferior.
2. Se ha fabricado una espuma de acuerdo con el
Ejemplo 1, pero con una cantidad de 10% de "TEBC". Los
valores característicos se compararon con los valores de una espuma
de poliestireno de la técnica anterior como sigue:
| Desgarro Elmendorf CD, g | +70% |
| Brillo 20º | +35% |
| Módulo Secante 2% MD, Mpa | -20% |
| Módulo Secante 2% CD, Mpa | -30% |
| Fluencia a la Tracción MD, Mpa | -15% |
| Resistencia Máxima a la Tracción MD, Mpa | -15% |
| Fluencia a la Tracción CD, Mpa | -15% |
| Resistencia Máxima a la Tracción CD, Mpa | -15% |
| Elongación Máxima CD, % | La misma |
\newpage
3. Se ha fabricado una espuma basada en
poliestireno como anteriormente, pero con una cantidad de 20% de
"TEBC". Se obtuvieron los valores siguientes:
| Desgarro Elmendorf CD, g | +60% |
| Brillo 20º | +90% |
| Módulo Secante 2% MD, Mpa | -22% |
| Módulo Secante 2% CD, Mpa | -40% |
| Fluencia a la Tracción MD, Mpa | -5% |
| Resistencia Máxima a la Tracción MD, Mpa | la misma |
| Fluencia a la Tracción CD, Mpa | -12% |
| Resistencia Máxima a la Tracción CD, Mpa | -12% |
| Elongación Máxima CD, % | -30% |
4. Se ha producido una espuma basada en
poliestireno de acuerdo con los ejemplos mencionados anteriormente,
pero con una cantidad de "TEBC" de 30%. Se obtuvieron los
valores siguientes:
| Desgarro Elmendorf CD, g | +125% |
| Brillo 20º | +130% |
| Módulo Secante 2% MD, Mpa | -22% |
| Módulo Secante 2% CD, Mpa | -22% |
| Fluencia a la Tracción MD, Mpa | -10% |
| Resistencia Máxima a la Tracción MD, Mpa | -5% |
| Fluencia a la Tracción CD, Mpa | +15% |
| Resistencia Máxima a la Tracción CD, Mpa | +15% |
| Elongación Máxima CD, % | -30% |
Es notable que el Módulo Secante 2% en dirección
transversal, significativo para la fragilidad, pasa por un mínimo
para espumas que tienen alrededor de 20% de la composición de
mezcla elastómera termoplástica mencionada, y aumenta luego
nuevamente para mayor cantidad de TEBC.
Claims (13)
1. Material de espuma de poliestireno que
comprende de 1 a 60% de una composición de mezcla elastómera
termoplástica, constituido por al menos un copolímero de bloques
estirénico y un interpolímero de etileno ramificado
homogéneamente.
2. Espuma de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada por una densidad inferior a 0,8 g/cm^{3}.
3. Espuma de acuerdo con la reivindicación 2,
caracterizada por una densidad de 0,06-0,75
g/cm^{3}.
4. Espuma de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la fabricación
de la espuma se ha hecho con un agente formador de núcleos.
5. Espuma de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizada porque el agente de soplado es un agente de
soplado susceptible de descomposición.
6. Espuma de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizada porque el agente de soplado es un agente de
soplado químico.
7. Espuma de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el agente de
soplado es dióxido de carbono.
8. Espuma de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el agente de
soplado es nitrógeno gaseoso.
9. Espuma de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el agente de
soplado es agua.
10. Capa de espuma extruida de material de espuma
de poliestireno de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizada por un espesor de la capa inferior a 0,7 mm,
especialmente 0,5 ó 0,4 mm.
11. Capa de espuma de acuerdo con la
reivindicación 10, caracterizada por un espesor de la capa
inferior a 0,2 mm.
12. Capa de espuma extruida de acuerdo con la
reivindicación 11, caracterizada por un espesor de la capa de
0,06-0,195 mm.
13. Uso de una espuma de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1-9 para la producción de material
de etiquetas.
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