ES2232191T3 - Lamina deslizante de polipropileno para el embalaje, estirada axialmente con un coeficiente de friccion estable. - Google Patents
Lamina deslizante de polipropileno para el embalaje, estirada axialmente con un coeficiente de friccion estable.Info
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Abstract
Película laminada basada en poliolefina que comprende: a) una primera capa de resina basada en poliolefina, que tiene una superficie tratada mediante un procedimiento de tratamiento por descarga que confiere una imprimibilidad excelente; y b) una capa de resina mixta basada en poliolefina, formada sobre una superficie de dicha primera capa de resina basada en poliolefina opuesta a dicha superficie de tratamiento, en donde la primera capa de resina basada en poliolefina y la capa de resina mixta basada en poliolefina contienen opcionalmente hasta 800 p.p.m. de amidas grasas que comprenden la estearamida o erucamida, y la capa de resina mixta basada en poliolefina contiene un primer material aditivo que comprende al menos un polímero de silicona entrecruzada en una cantidad del 0, 1%-0, 5% en peso de la capa de resina mixta basada en poliolefina, y/o al menos un aceite de silicona en una cantidad del 0, 02%-0, 2% en peso de la capa de resina mixta basada en poliolefina, y un segundo materialaditivo en una cantidad del 0, 10-0, 50% en peso de la capa de resina mixta basada en poliolefina, la cual comprende al menos un aluminosilicato amorfo.
Description
Lámina deslizante de polipropileno para el
embalaje, estirada axialmente con un coeficiente de fricción
estable.
Esta invención se refiere a una película de
polipropileno que contiene un paquete deslizante no migratorio de un
aditivo de aluminosilicato y un aceite de silicona y/o una resina de
polímero de silicona entrecruzada. Esta película tiene propiedades
de coeficiente de fricción (COF) excelentes y estables, y presenta
una mejora destacada en el deslizamiento, una transparencia
excelente, y una excelente imprimibilidad.
Las películas deslizantes de polipropileno
orientadas biaxialmente usadas para aplicaciones empaquetadas a
menudo realizan múltiples funciones. Deben comportarse en las
laminaciones como películas deslizantes con un COF bajo y estable; y
deben comportarse como películas de impresión con una buena claridad
óptica, brillo, y adhesión de la tinta.
Los procedimientos tradicionales para producir
una película deslizante funcional se han basado a menudo en aditivos
del tipo amida relativamente elevados. Estas amidas grasas (por
ejemplo, erucamida, estearamida, behenamida), típicamente en
concentraciones de 2000-5000 p.p.m., surgen en la
superficie de la película. La molécula de amida forma protuberancias
sobre la superficie del polímero, reduciendo por tanto el contacto
superficie-con-superficie y
disminuyendo el COF. Sin embargo, el inconveniente de tales aditivos
es su comportamiento migratorio en películas de poliolefina. La
cantidad de aditivo que surge sobre la superficie puede variar con
las condiciones medioambientales, y, por tanto, las propiedades de
deslizamiento pueden variar grandemente dependiendo de las
condiciones de almacenamiento, de los cambios estacionales en
humedad y temperatura, o de las diferencias geográficas en
temperatura y humedad. Las condiciones de almacenamiento más cálidas
tienden a potenciar la aparición de estas amidas, mientras que
condiciones de almacenamiento frías tienden a desacelerar el proceso
de migración. Si surge demasiado poco aditivo, la película laminada
podría presentar un COF elevado y causar roturas de la malla en la
máquina empaquetadora que forman collares o barras selladoras a
causa de la fricción excesiva. Si surge demasiado aditivo, la
película laminada podría presentar un COF que es demasiado bajo para
el sistema de control de la tensión de la máquina empaquetadora,
causando el rizado o "inundación" de la línea. A causa de la
variabilidad en las condiciones de almacenamiento, la misma película
que use estos sistemas de amidas puede exhibir ambos extremos de
propiedades de COF.
Además, el uso de aditivos de amidas grasas
también tiende a hacer la película con aspecto opacificado y menos
brillante. Esto no es deseable desde el punto de vista del atractivo
de los gráficos impresos. Más aún, la naturaleza migratoria de los
paquetes de aditivos de amida los hace propensos a surgir a la
superficie de impresión de la película deslizante, o a transferirse
desde la superficie deslizante hacia la superficie de impresión
cuando están enrollados en forma de rollo. La presencia de amidas
sobre la superficie puede interferir con la humectación y adhesión
de las tintas basadas en agua y, especialmente para las aplicaciones
de impresión en proceso, causar la unión de puntos de tinta o
tamaños de puntos inconsistentes. Esto resulta en colores o imágenes
confusos y en una pérdida de atractivo gráfico.
Un objetivo de esta invención es resolver el
problema, mencionado más arriba, de las películas deslizantes
proporcionando un sistema aditivo que es esencialmente no
migratorio. Esto resultará en una película deslizante con
propiedades de deslizamiento y COF estables. Además, tal película
ofrecerá una imprimibilidad y transparencia excelentes.
Una aspecto de la presente invención es una
película laminada basada en poliolefina que comprende al menos 2
capas:
- a)
- una primera capa de resina basada en poliolefina, que tiene una superficie tratada mediante un procedimiento de tratamiento por descarga que confiere una excelente imprimibilidad; y
- b)
- una capa de resina mixta basada en poliolefina, formada sobre una superficie de la primera capa de resina basada en poliolefina opuesta a la superficie de tratamiento.
en donde la primera capa de resina
basada en poliolefina y la capa de resina mixta basada en
poliolefina contienen opcionalmente hasta 800 p.p.m. de amidas
grasas, tales como la estearamida o erucamida, y la capa de resina
mixta basada en poliolefina contiene un primer material aditivo que
comprende al menos un polímero de silicona entrecruzada en una
cantidad de aproximadamente el 0,1%-0,5% en peso de la capa de
resina mixta basada en poliolefina, y/o al menos un aceite de
silicona en una cantidad de aproximadamente el 0,02%-0,2% en peso de
la capa de resina mixta basada en poliolefina, un un segundo
material aditivo en una cantidad de aproximadamente el
0,10-0,50% en peso de la capa de resina mixta basada
en poliolefina, la cual comprende al menos un aluminosilicato
amorfo.
De acuerdo con esta invención, este objetivo y
otras ventajas se consiguen mediante una película de polímero de
propileno compuesto por una composición compuesta al menos por una
película co-extrudida de 2 capas, con la superficie
de impresión modificada con un procedimiento de tratamiento por
descarga; y con la superficie deslizante modificada con una resina
de polímero de silicona entrecruzada no migratoria, y/o un aceite de
silicona y/o un aditivo de polvo de silicona no migratoria para unas
buenas propiedades de deslizamiento y antibloqueante.
Adicionalmente, si se desean usar aditivos del tipo amida, esta
invención permite que se reduzca significativamente la cantidad de
aditivo de amida usado (menos de 1000 p.p.m.) en comparación con los
diseños de películas deslizantes convencionales (típicamente
2000-5000 p.p.m.).
Los materiales que podrían emplearse para la capa
orientada biaxialmente son los homo-copolímeros de
polipropileno o los copolímeros de polipropileno y otras
\alpha-olefinas que tengan de 2 a 10 átomos de
carbono. En el caso de los copolímeros, la cantidad de
\alpha-olefina sometida a copolimerización es
inferior al 5% en base al peso del copolímero como un estándar. Si
la cantidad de copolímero excede este nivel, la capa orientada
biaxialmente pasa a ser demasiado blanda, con la consiguiente
resistencia insuficiente al servicio de la película laminada. En la
capa orientada biaxialmente podrían introducirse varios aditivos
(normalmente en el rango del 0,01 al 2% en base al peso de la capa
orientada biaxialmente como un estándar). Estos incluyen varios
aditivos conocidos como aditivos para el polipropileno, por ejemplo,
estabilizadores, antioxidantes, absorbentes del ultravioleta,
plastificantes, agentes antiestáticos, agentes antibloqueantes,
lubricantes orgánicos, pigmentos, agentes colorantes, agente de
nucleación, etc. De forma similar, podrían añadirse otros polímeros
conocidos como apropiados para mezclarlos en el polipropileno, por
ejemplo, el polietileno, el polibuteno-1, el
poli(4-metilpenteno-1), etc.
Estos podrían añadirse mezclándolos en una cantidad de
aproximadamente el 0,1 al 5% en base al peso de capa orientada
biaxialmente.
La película laminada basada en poliolefinas tiene
propiedades de deslizamiento excelentes y estables, un coeficiente
de fricción bajo y estable, una baja difusión de la luz, y una
excelente imprimibilidad.
En una realización preferida, la primer capa de
resina basada en poliolefina tiene un grosor de aproximadamente
6-40 \mum. En otra realización, esta capa de
resina basada en poliolefina está fabricada con una resina basada en
polipropileno. La capa de resina mixta basada en poliolefina tiene
un grosor de aproximadamente 0,2-5,0 \mum.
En otra realización, al menos un componente del
primer material aditivo es una resina de silicona entrecruzada que
tiene un tamaño promedio de partícula esférica de
2-5 \mum, una gravedad específica de 1,32 a -39ºC
(25ºF), una densidad global de 0,15-0,50, y una
velocidad de absorción de aceite de linaza de 50-90
ml/100 g; y/o al menos un componente del primer material aditivo es
un aceite de silicona que tiene una viscosidad de
300-400 cSt., una gravedad específica a 25ºC (77ºF)
de 0,90-0,99, y un contenido volátil del
0,001-0,005%.
En otra realización, al menos un componente de
los aditivos es un material anti-bloque que es un
aluminosilicato de sodio amorfo, que tiene un tamaño de partícula de
2-5 \mum y una densidad global de
0,30-0,80 g/cm^{3}, o un aluminosilicato amorfo
que tiene un tamaño de partícula de 2-5 \mum y una
densidad global de 0,10-0,30 g/cm^{3}.
En otra realización, al menos un componente del
segundo material aditivo es un aluminosilicato de calcio y sodio
amorfo, que tiene un tamaño de partícula de 2-5
\mum y una densidad global de 0,30-0,80
g/cm^{3}, o un aluminosilicato amorfo que tiene un tamaño de
partícula de 2-5 \mum y una densidad global de
0,10-0,30 g/cm^{3}.
Para la capa de resina mixta, se mezclaron juntas
cien partes en peso de una resina cristalina de homopolímero de
propileno; 0,0004 parte en peso de un aceite de silicona que tiene
una viscosidad de 350 cSt. y una gravedad específica de 0,97; y
0,005 partes en peso de un polvo de aluminosilicato de sodio y
calcio que tiene un diámetro de partícula promedio de 3 \mum, se
extrudieron conjuntamente, y se orientaron biaxialmente para
producir una película de 2 capas, en la que la capa de resina mixta
tenía 0,5 \mum de grosor y la capa acompañante de homopolímero de
propileno extrudida conjuntamente tenía 17 \mum de grosor. El
grosor total de la película orientada era de 17,5 \mum (grosor de
70G o de 0,7 milésimas). A continuación se trató la película sobre
el lado del homopolímero (la superficie de impresión); el lado de la
capa de resina mixta también se trató pero en menor grado (el lado
deslizante); y se enrolló en forma de rollo. El COF estático y
dinámico, las propiedades de deslizamiento en caliente, la difusión
de la luz, la tensión de humectación de la superficie de impresión,
y la imprimibilidad se ensayaron después de producir la
película.
Se repitió el Ejemplo 1, excepto que se usaron
0,003 partes en peso de un polímero de silicona entrecruzada de 0,3
\mum de tamaño en lugar del aceite de silicona.
Se repitió el Ejemplo 1, excepto que la cantidad
de aluminosilicato añadido se cambió a 0,0025 partes en peso.
Se repitió el Ejemplo 2, excepto que la cantidad
de aluminosilicato añadido se cambió a 0,0025 partes en peso.
Se repitió el Ejemplo 1, excepto que la cantidad
de aceite de silicona se incrementó hasta 0,0008 partes en peso.
Se repitió el Ejemplo 2, excepto que se añadieron
0,003 partes en peso de un polímero de silicona entrecruzada de 3,0
\mum de tamaño.
Se repitió el Ejemplo 6, excepto que la cantidad
de aluminosilicato añadido se cambió a 0,0025 partes en peso.
Se repitió el Ejemplo 1, excepto que la capa
acompañante de homopolímero de propileno extrudida conjuntamente
contenía adicionalmente 0,0004 partes en peso de estearamida.
Se repitió el Ejemplo 8, excepto que se remplazó
la estearamida con erucamida.
Se repitió el Ejemplo 8, excepto que la capa de
resina mixta contenía adicionalmente 0,0006 partes en peso de
estearamida.
Ejemplo comparativo
1
Se repitió el Ejemplo 1, excepto que no se usó el
aceite de silicona.
Ejemplo comparativo
2
Para la capa de resina mixta, se mezclaron juntas
cien partes en peso de una resina aleatoria de termopolímero de
etileno-butileno-propileno; 0,003
partes en peso de amida grasa erucamida; 0,0004 partes en peso de
aceite de silicona; y 0,003 partes en peso de un polímero de
silicona entrecruzada que tiene un diámetro de partícula promedio de
4,5 \mum, se extrudieron conjuntamente, y se orientaron
biaxialmente para producir una película de 2 capas, en la que la
capa de resina mixta tenía 0,5 \mum de grosor y la capa
acompañante de homopolímero de propileno extrudida conjuntamente
tenía 17 \mum de grosor. La capa acompañante de homopolímero de
propileno extrudida conjuntamente también contenía 0,0004 partes en
peso de estearamida. El grosor total de la película orientada era de
17,5 \mum (grosor de 70G o de 0,7 milésimas). A continuación se
trató la película sobre el lado del homopolímero (la superficie de
impresión); el lado de la capa de resina mixta también se trató pero
en menor grado (el lado deslizante); y se enrolló en forma de
rollo. El COF estático y dinámico, las propiedades de deslizamiento
en caliente, la dispersión de la luz, la tensión de humectación de
la superficie de impresión, y la imprimibilidad se ensayaron después
de producir la película.
Ejemplo comparativo
3
Para la capa de resina mixta, se mezclaron juntas
cien partes en peso de una resina cristalina de homopolímero de
propileno; 0,003 partes en peso de amida grasa behenamidad y
oleamida con 0,0025 partes en peso de un silicato amorfo, se
extrudieron conjuntamente, y se orientaron biaxialmente para
producir una película de 2 capas, en la que la capa de resina mixta
tenía 0,5 \mum de grosor y la capa acompañante de homopolímero de
propileno extrudida conjuntamente tenía 17 \mum de grosor. El
grosor total de la película orientada era de 17,5 \mum (grosor de
70G o de 0,7 milésimas). A continuación se trató la película sobre
el lado del homopolímero (la superficie de impresión); el lado de la
capa de resina mixta también se trató pero en menor grado (el lado
deslizante); y se enrolló en forma de rollo. El COF estático y
dinámico, las propiedades de deslizamiento en caliente, la
dispersión de la luz, la tensión de humectación de la superficie de
impresión, y la imprimibilidad se ensayaron después de producir
la
película.
película.
Las diversas propiedades de las películas
descritas en los Ejemplos se midieron mediante los siguientes
procedimientos: (1'' = 2,54 cm)
- A)
- La transparencia de la película se midió midiendo la dispersión de la luz de una única hoja de película medida sustancialmente de acuerdo con la ASTM D1003. En general, el valor preferido fue inferior al 3,0% de calina.
- B)
- El brillo de la película se midió a través de un medidor de brillo de reflectividad de la superficie a un ángulo de 60º/60º.
- C)
- La tensión de humectación de la película se midió usando soluciones de dina sustancialmente de acuerdo con ASMT D2578.
- D)
- La imprimibilidad se midió depositando tinta azul sobre una única hoja de película usando una barra meyer; secando la hoja en un horno de convección de aire caliente a 60ºC durante 1 minuto; y anotando la cantidad de tinta retirada cuando se aplicaba y retiraba, de la superficie tintada, una tira de 1 pulgada de ancho de cinta 610. En general, el valor preferido fue 4-5.
- E)
- La capacidad de deslizamiento de la película se midió midiendo los COF estático y cinético de hojas de película, a través de un medidor de propiedad superficial, sustancialmente de acuerdo con ASTM D1894. Se usó un trineo de 4'' \times 4'' en condiciones ambiente. En general, los valores aceptables de los rangos de COF dinámico oscilaron entre 0,16 y 0,45; los valores preferidos están entre 0,25 y 0,35.
Las propiedades de las películas de los Ejemplos
("Ex.") y Ejemplos comparativos ("CEx.") precedentes se
muestran en la Tabla 1.
La Tabla 2 muestra las prestaciones de
deslizamiento en caliente usando un medidor de propiedades de
superficie, modificado con un trineo de 1'' \times 1'' en vez de
un trineo de 4'' \times 4'' de los Ejemplos y Ejemplos
comparativos seleccionados. El COF se midió en condiciones ambiente,
a 40ºC, a 60ºC, a 80ºC y a 100ºC. Estas condiciones simularon las
prestaciones bajo el severo calentamiento por fricción que se puede
experimentar en un máquina de empaquetamiento que forma collares.
Para esta comparación se produjeron laminaciones de ensayo de
películas de ejemplo seleccionadas. En general, las prestaciones de
deslizamiento en caliente preferidas indicaron un COF estable a lo
largo del rango de temperaturas ensayado; a 100ºC, la preferencia es
que el deslizamiento en caliente esté por debajo de COF de 1.0.
La Tabla 3 muestra las propiedades del COF de
muestras seleccionadas, envejecidas durante 6 meses en condiciones
ambiente en un invernadero exterior bajo cambios estacionales
variables en temperatura y humedad. Las propiedades del COF se
compararon entre película recién preparada y película envejecida.
Las prestaciones preferidas deberían exhibir una prestación de COF
relativamente estable entre película recientes y envejecidas.
Claims (8)
1. Película laminada basada en poliolefina que
comprende:
- a)
- una primera capa de resina basada en poliolefina, que tiene una superficie tratada mediante un procedimiento de tratamiento por descarga que confiere una imprimibilidad excelente; y
- b)
- una capa de resina mixta basada en poliolefina, formada sobre una superficie de dicha primera capa de resina basada en poliolefina opuesta a dicha superficie de tratamiento,
en donde la primera capa de resina
basada en poliolefina y la capa de resina mixta basada en
poliolefina contienen opcionalmente hasta 800 p.p.m. de amidas
grasas que comprenden la estearamida o erucamida, y la capa de
resina mixta basada en poliolefina contiene un primer material
aditivo que comprende al menos un polímero de silicona entrecruzada
en una cantidad del 0,1%-0,5% en peso de la capa de resina mixta
basada en poliolefina, y/o al menos un aceite de silicona en una
cantidad del 0,02%-0,2% en peso de la capa de resina mixta basada en
poliolefina, y un segundo material aditivo en una cantidad del
0,10-0,50% en peso de la capa de resina mixta basada
en poliolefina, la cual comprende al menos un aluminosilicato
amorfo.
2. Película laminada basada en poliolefina según
la reivindicación 1, en donde dicha primera capa de resina basada en
poliolefina tiene un grosor de 6-40 \mum.
3. Película laminada basada en poliolefina según
la reivindicación 1 ó 2, en donde dicha primera capa de resina
basada en poliolefina consiste esencialmente en resina basada en
polipropileno.
4. Película laminada basada en poliolefina según
la reivindicación 1 ó 2, en donde dicha capa de resina mixta basada
en poliolefina tiene un grosor de 0,2-5,0
\mum.
5. Película laminada basada en poliolefina según
la reivindicación 1 ó 2, en donde dicha capa de resina mixta basada
en poliolefina consiste esencialmente en resina basada en
polipropileno.
6. Película laminada basada en poliolefina según
la reivindicación 1, en donde al menos un componente de dicho primer
material aditivo es una resina de silicona reticulada que tiene un
tamaño promedio de partícula esférica de 2-5 \mum,
una gravedad específica de 1,32 a -3,9ºC (25ºF), una densidad
global de 0,15-0,50, y una velocidad de absorción
del aceite de linaza de 50-90 ml/100 g; y/o al menos
un componente de dicho primer material aditivo es un aceite de
silicona que tiene una viscosidad de 300-400 cSt.,
una gravedad específica a 25ºC (77ºF) de 0,90-0,99,
y un contenido volátil del 0,001-0,005%.
7. Película laminada basada en poliolefina según
la reivindicación 1, que además comprende un material
anti-bloque, el cual es un aluminosilicato amorfo de
sodio y calcio que tiene un tamaño de partícula de
2-5 \mum y una densidad global de
0,30-0,80 g/cm^{3}, o un aluminosilicato amorfo
que tiene un tamaño de partícula de 2-5 \mum y una
densidad global de 0,10-0,30 g/cm^{3}.
8. Película laminada basada en poliolefina según
la reivindicación 1, en donde al menos un componente de dicho
segundo material aditivo es un aluminosilicato amorfo de sodio y
calcio que tiene un tamaño de partícula de 2-5
\mum y una densidad global de 0,30-0,80
g/cm^{3}, o un aluminosilicato amorfo que tiene un tamaño de
partícula de 2-5 \mum y una densidad global de
0,10-0,30 g/cm^{3}.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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