ES2605234T3 - Película delgada y reforzada para embalaje flexible - Google Patents

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ES2605234T3
ES2605234T3 ES10754449.6T ES10754449T ES2605234T3 ES 2605234 T3 ES2605234 T3 ES 2605234T3 ES 10754449 T ES10754449 T ES 10754449T ES 2605234 T3 ES2605234 T3 ES 2605234T3
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ES
Spain
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film
fibrous elements
layer
fibrous
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ES10754449.6T
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English (en)
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Konstantinos G. GATOS
Anthony G. Karandinos
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Original Assignee
Megaplast SA Packaging Materials Industry
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Abstract

Una película termoplástica que comprende: una película de base, en donde la película de base comprende un material de poliolefina extensible que comprende una o varias capas; y una multitud de elementos fibrosos extrudidos; en donde los elementos fibrosos extrudidos están localizados en al menos una superficie de la película de base; en donde las fibras extrudidas forman una o varias protrusiones con respecto al plano de la película de base; en donde en la localización donde los elementos fibrosos se proporcionan sobre la película de base, un dominio de una mezcla de materiales que comprende el material de la película de base y el material de la fibra está presente entre un dominio de material puro de la película de base y un dominio de material puro de la fibra, de tal modo que al menos una porción de cada elemento fibroso forma una mezcla interfacial con la película de base y en donde el espesor medio de la película de base es menor que el espesor medio de la protrusión; en donde las fibras cubren menos del 51% del área superficial de la película.

Description

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DESCRIPCION
PeKcula delgada y reforzada para embalaje flexible Campo de la invencion
Esta invencion se refiere a una pelfcula delgada para embalaje flexible.
En particular, la presente invencion se refiere especialmente a una pelfcula delgada y reforzada para embalaje flexible que tiene propiedades controlables, tales como resistencia a la traccion, alargamiento de ruptura, resistencia al desgarro, coeficiente de friccion, adhesion, peso por metro, color y biopropiedades. Los artfculos de la presente invencion pueden ser pelfcula para ensilaje, pelfcula extensible, extensible preestirada y para enfundado, y se pueden fabricar mediante los metodos conocidos de extrusion o coextrusion, tales como moldeado, soplado y similares. La pelfcula se caracteriza por tener un peso mucho mas bajo que el de las pelfculas conocidas en la tecnica que tienen caractensticas mecanicas similares y/o mejoradas.
Antecedentes de la invencion
La pelfcula para embalaje flexible se utiliza en multitud de aplicaciones. Para una funda extensible, tal y como se describe en la solicitud de patente internacional WO 2006/076917 A1, la funda esta formada por una pelfcula tubular orientada biaxialmente que tiene un cierre. En esta aplicacion, el cierre proporciona flexibilidad de tamano para la funda, pero carece de refuerzo para las aplicaciones que exigen mucho embalaje. En el caso de hacer fardos de forraje o de heno, la patente europea EP 0923866 A1 da a conocer una pelfcula extensible junto con un disuasorio de plagas, que incrementa considerablemente el coste y el peso del producto.
Se conocen varios casos en la tecnica en los que la fase de refuerzo esta localizada en una capa espedfica, con lo que se crean estructuras laminadas en la pelfcula. En la patente de los EE. UU. US 2005/0175805 A1 se dispersan una multitud de fibras entre dos capas termoplasticas que se fabrican durante un proceso de soplado. Esta pelfcula reforzada con fibras, la cual se forma principalmente dentro de una bolsa, consiste en una capa interna de fibras dispersadas al azar, con lo que aparecen discontinuidades en la fraccion de volumen de fibras por unidad de longitud de la pelfcula. Esto produce un refuerzo irregular.
A la pelfcula reforzada coextrudida para embalaje se le ha prestado cada vez mas atencion durante los ultimos anos. La patente de los EE. UU. n.° 4.536.362 describe una pelfcula de plastico estriada a lo largo por extrusion gracias a un cabezal con una boquilla espedficamente disenada. De igual forma, en la solicitud de patente internacional WO 2005/021240 A1, las regiones mas gruesas coextrudidas en el eje longitudinal tienen el objeto de fortalecer la pelfcula. En estos documentos, en los que se busca una pelfcula para embalaje reforzada y barata, aparecen fluctuaciones de espesor incontrolable y, por lo tanto, vanan las propiedades. Adicionalmente, el refuerzo global se consigue con el incremento de la seccion eficaz de las secciones mas gruesas y no con la mejora de sus propiedades inherentes.
Con tal fin, se debe observar que los sistemas extensibles reforzados ya estan disponibles en el mercado y se proporcionan con unas tiras de refuerzo longitudinales que se fijan a una pelfcula para incrementarle su resistencia mecanica en la direccion longitudinal, incluso si el peso se mantiene bajo. Es evidente que tales sistemas reforzados del tipo conocido necesitan un acoplamiento entre la pelfcula a reforzar y las tiras de refuerzo que se le tienen que aplicar a esta. Esto anade un procesamiento adicional a las operaciones habituales de produccion y, asf pues, un coste adicional. Lo mismo ocurre con las realizaciones en las que se explota la pelfcula para embalaje reforzada y perforada para envolver productos embalados que necesitan aireacion.
La patente de los EE. UU. US 200410178544 A1 describe elementos laminares mixtos que tienen una o varias estructuras polimericas localizadas sobre un sustrato. Las estructuras polimericas se forman mediante el uso de las composiciones termoplasticas depositadas en una o varias depresiones sobre una herramienta perfiladora.
Las estructuras 114 tienen un espesor maximo que es mayor que el espesor maximo de la pelfcula de base 116. Los elementos fibrosos y la pelfcula pueden ser de los mismos polfmeros, p. ej., PP.
La patente de los EE. UU. US4452666 describe una camisa multicanal que es idonea para recibir y almacenar tiras de micropelfculas muy delgadas, en donde la camisa esta formada por los paneles superior e inferior de pelfcula de poliester «Mylar» que estan separadas por nervaduras integrales de material plastico sintetico y moldeable para definir los canales. Las nervaduras se forman por la extrusion de un conjunto de corrientes fundidas de material de plastico en trayectos paralelos, en donde las corrientes en estado fundido se alimentan entre elementos laminares de material transparente del panel, y en donde las corrientes y los elementos laminares se unen por compresion al ser alimentados a traves de rodillos de combinacion.
En determinadas realizaciones en las que se necesita un embalaje flexible con una mejor resistencia a la traccion en la direccion de la maquina, la tecnica previa ha propuesto tiras de refuerzo unicas y anchas, o bien elementos de refuerzo plegados/solapados. Sin embargo, estos ocasionan un incremento notable del peso y efectos por perdida
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de adhesion.
Se conoce el uso de pelfculas extensibles de polietileno para el embalaje o la unificacion de bienes. En las aplicaciones pesadas que dependen del peso y del tamano de los bienes, se explotan pelfculas con diferentes caractensticas (resistencia, espesor, adherencia, deslizamiento).
Para el productor de pelfculas, el principal coste viene del material bruto de polietileno. Por lo tanto, se entiende que el coste de embalaje se incrementa de forma proporcional al espesor. Por lo tanto, resulta util disminuir el espesor de las pelfculas para embalaje con el objeto de reducir su coste de produccion.
Ademas, el volumen y el peso de los residuos obtenidos al embalar o unificar los bienes tambien depende del espesor de la pelfcula. Asf pues, reducir el espesor conduce a un menor volumen y un menor peso de los residuos.
Una caractenstica importante de las pelfculas termoplasticas reforzadas es la fuerza de la union entre la pelfcula de base y el elemento de refuerzo. El fortalecimiento de esta union/fijacion se puede conseguir mediante agentes de acoplamiento o etapas de procesamiento que aseguren la estabilidad.
El objeto de la presente invencion es solucionar los problemas mencionados mas arriba.
Compendio de la invencion
El objeto se soluciona mediante las reivindicaciones de la presente invencion.
En un primer aspecto de la invencion, se da a conocer una pelfcula termoplastica que comprende:
una pelfcula de base en donde la pelfcula de base comprende un material de poliolefina extensible que comprende una o varias capas; y
una multitud de elementos fibrosos extrudidos;
en donde los elementos fibrosos extrudidos estan localizados en al menos una superficie de la pelfcula de
base;
en donde las fibras extrudidas forman una o varias protrusiones respecto al plano de la pelfcula de base;
en donde en la localizacion donde se aportan los elementos fibrosos sobre la pelfcula de base, esta presente un dominio de una mezcla de materiales que comprende el material de la pelfcula de base y el material de la fibra entre un dominio de material puro de la pelfcula de base y un dominio de material de la fibra puro, y
en donde el espesor medio de la pelfcula de base es menor que el espesor medio de la protrusion.
En un segundo aspecto de la invencion, se da a conocer un metodo para producir una pelfcula termoplastica que comprende:
(i) extrudir una pelfcula de base que comprende un material de poliolefina extensible que comprende una o varias capas;
(ii) extrudir una multitud de elementos fibrosos;
(iii) aplicar la multitud de elementos fibrosos a al menos una cara de la pelfcula de base; y
(iv) unir los elementos fibrosos a la pelfcula de base;
en donde las fibras extrudidas forman una o varias protrusiones con respecto al plano de la pelfcula de base;
en donde en la localizacion en la que se aportan los elementos fibrosos sobre la pelfcula de base, esta presente un dominio de una mezcla de materiales que comprende el material de la pelfcula de base y el material de la fibra entre un dominio de material puro de la pelfcula de base y un dominio de material de la fibra puro, y
en donde el espesor medio de la pelfcula de base es menor que el espesor medio de la protrusion.
En un tercer aspecto de la invencion, se da a conocer un intermedio de pelfcula termoplastica que comprende:
(i) una pelfcula de base extrudida que comprende un material de poliolefina extensible que comprende una o varias capas; y
(ii) una multitud de elementos fibrosos extrudidos;
en donde los elementos fibrosos se colocan al menos en una superficie de dicha pelfcula de base;
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en donde los elementos fibrosos extrudidos forman una o varias protrusiones con respecto al plano de la pelmula de base; y
en donde el espesor medio de la pelmula de base es menor que el espesor medio de la protrusion.
En un cuarto aspecto de la invencion, la pelmula termoplastica se proporciona en un rodillo.
En un quinto aspecto de la invencion, la pelmula termoplastica se utiliza en embalaje.
En un sexto aspecto de la presente invencion, se da a conocer una pelmula termoplastica obtenible mediante las etapas que comprenden:
(i) extrudir una pelmula de base que comprende un material de poliolefina extensible que comprende una o varias capas;
(ii) extrudir una multitud de elementos fibrosos;
(iii) aplicar los muchos elementos fibrosos a al menos una cara de la pelmula de base; y
(iv) unir los elementos fibrosos a la pelmula de base;
en donde las fibras extrudidas forman una o varias protrusiones con respecto al plano de la pelmula de base;
en donde en la localizacion en la que se aportan los elementos fibrosos sobre la pelmula de base, esta
presente un dominio de una mezcla de materiales que comprende el material de la pelmula de base y el material de
la fibra entre un dominio de puro material de la pelmula de base y un dominio de material de la fibra puro; y
en donde el espesor medio de la pelmula de base es menor que el espesor medio de la protrusion.
Breve descripcion de los dibujos
Otras caractensticas y ventajas de la pelmula termoplastica reforzada de acuerdo con la presente invencion se volveran obvias a partir de la siguiente descripcion de las realizaciones de ejemplo de las mismas tomadas en conjunto con los dibujos acompanantes, en donde:
La figura 1 es una vista en perspectiva de una pelmula termoplastica reforzada de acuerdo con esta invencion:
La figura 2a es una fraccion de una vista transversal de un elemento fibroso con una seccion transversal ovalada depositada sobre una pelmula de base;
La figura 2b es una fraccion de una vista transversal de un elemento fibroso depositado, que esta adherido a una pelmula de base;
La figura 2c es una fraccion de una vista transversal de un elemento fibroso depositado, que se ha presionado sobre una pelmula de base;
La figura 3a es una vista en planta de una pelmula de base que tiene elementos fibrosos rectos a lo largo de la direccion de la maquina de acuerdo con la invencion;
La figura 3b es una vista en planta de una pelmula de base que tiene elementos fibrosos en zigzag a lo largo de la direccion de la maquina de acuerdo con la invencion;
La figura 3c es una vista en planta de una pelmula de base que tiene elementos fibrosos que ondean a lo largo de la direccion transversal de la direccion de la maquina de acuerdo con la invencion;
La figura 3d es una vista en planta de una pelmula de base que tiene elementos fibrosos aleatoriamente dispersos sobre la superficie de una pelmula de base de acuerdo con la invencion;
La figura 4a es una vista en perspectiva sobre una pelmula de base que tiene elementos fibrosos discontinuos con huecos en una lmea en elementos adyacentes;
La figura 4b es una vista en perspectiva sobre una pelmula de base que tiene elementos fibrosos discontinuos sin huecos en una lmea en elementos adyacentes;
La figura 5a es una vista en perspectiva de una pelmula de base que tiene agujeros intercalados a lo largo de la direccion de la maquina y dos elementos fibrosos longitudinales continuos entre dichas filas de agujeros de acuerdo con la invencion;
La figura 5b es una vista en perspectiva de una pelmula de base que tiene agujeros intercalados a lo largo de la direccion de la maquina y dos elementos fibrosos ondeados y trenzados longitudinales para encapsular cada una de
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dichas filas de agujeros de acuerdo con la invencion;
La figura 5c es una vista en perspectiva de una pelfcula de base que tiene agujeros intercalados a lo largo de la direccion de la maquina y una fila discontinua de elementos fibrosos entre dichas filas de agujeros de acuerdo con la invencion;
La figura 5d es una vista en perspectiva de una pelfcula de base que tiene agujeros intercalados a lo largo de la direccion de la maquina y una fila continua de elementos fibrosos con forma espiral entre dichas filas de agujeros de acuerdo con la invencion;
La figura 5e es una vista en perspectiva de una pelfcula de base que tiene agujeros intercalados a lo largo de la direccion de la maquina y varios elementos fibrosos dispersos al azar sobre la superficie de la pelfcula de base de acuerdo con la invencion;
La figura 5f es una vista en perspectiva de una pelfcula de base que tiene agujeros intercalados a lo largo de la direccion de la maquina y una combinacion de un elemento fibroso longitudinal continuo, con forma de espiral, y uno longitudinal discontinuo, cada uno entre dichas filas de agujeros de acuerdo con la invencion; y
La figura 6 es una vista en perspectiva de los productos cargados sobre un pale y envueltos con una pelfcula termoplastica delgada y reforzada de acuerdo con la invencion.
Se debe tener en cuenta que, en todas las figuras, las proporciones no corresponden necesariamente a las proporciones reales y que solo se muestran ilustraciones esquematicas representativas.
Descripcion detallada de la invencion
Se debe tener en cuenta que todas las realizaciones y caractensticas preferidas de la presente invencion citadas en la presente memoria podnan aplicarse a los aspectos de la invencion arriba mencionados y se podnan combinar segun convenga.
La pelfcula termoplastica de la presente invencion esta reforzada con elementos fibrosos y tiene propiedades controlables, tales como resistencia a la traccion, alargamiento de ruptura, resistencia al desgarro, coeficiente de friccion y peso por metro cuadrado, gracias a que se pueden afinar las propiedades de los elementos fibrosos. Tal pelfcula termoplastica reforzada es idealmente idonea para ser usada para envolver pales y comida, unificacion de productos, hacer fardos de heno y aplicaciones de la pelfcula como barrera. Dicha pelfcula termoplastica no se destina preferiblemente a ninguna prenda ni a aplicaciones de prendas desechables.
La pelfcula termoplastica reforzada para el embalaje flexible de la presente invencion comprende una pelfcula de base que preferiblemente es una pelfcula extrudida extensible o preestirada con una o varias capas. Dicha pelfcula de base no es preferiblemente de un tipo elastico extrudido o sin trenzar.
Cuando la pelfcula de base es una pelfcula con varias capas, puede que las diversas capas sean simetricas, por ejemplo, una estructura ABCBA, o asimetricas, por ejemplo, una estructura ABCDE, o parcialmente simetricas, por ejemplo, ABCBE, en donde cada una de A, B, C, D y E representan un tipo diferente de capa en la pelfcula con varias capas. Preferiblemente, la pila de capas es simetrica con respecto a la capa central. En realizaciones espedficas, determinadas capas se repiten a lo largo del espesor. Preferiblemente, la multicapa es una pila de tres capas con un apilamiento ABA o ABC, en donde A, B y C representan los diferentes materiales de las capas. En una realizacion espedfica preferida, la capa B comprende una gran cantidad de capas simetricas o asimetricas.
Tal y como se utiliza en la presente memoria, un «tipo diferente de capa» se utiliza para indicar una o varias caractensticas qmmicas o ffsicas diferentes de la capa seleccionada del grupo que incluye espesor, densidad, mdice de fusion, composicion qmmica, tipo de polfmero, pico principal de fusion, temperatura de la cristalizacion y similares.
El pico principal de fusion se refiere al punto maximo principal de la curva de fusion en un grafico de flujo de calor frente a la temperatura de dicho polfmero obtenida por calorimetna diferencial de barrido (DSC, por su nombre en ingles). El pico principal de fusion se calculo con un modelo Toledo DSC822e de Mettler a un ritmo de calentamiento de 10 °C/min en una atmosfera de nitrogeno. La muestra de 10-15 mg de dicho polfmero se calento hasta 190 °C y luego se enfrio a aproximadamente -70 °C con un ritmo de enfriamiento de 10 °C/min en una atmosfera de nitrogeno. Durante el segundo calentamiento hasta la fusion, se identifico el pico principal de fusion y se describio su posicion tras la escala de temperaturas.
Preferiblemente, la pelfcula termoplastica reforzada de la presente invencion comprende una pelfcula de base que es una pelfcula extrudida extensible o preestirada con varias capas. La pelfcula de base podna tener 3 + 2m capas, en donde m es un numero natural, tal como 0, 1, 2, 3, 4... Preferiblemente, la pelfcula de base tiene 3, 5, 7, 9, 12, 15, 17, 19, 21, 23, 25, o 27 capas, mas preferiblemente 3, 5 o 7 capas, mas preferiblemente 3 o 5 capas, lo mas preferiblemente 5 capas.
Preferiblemente, la pelfcula de base tiene una estructura simetrica (ABA para una pelfcula de tres capas; ABCBA
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para una pelfcula de cinco capas), en donde cada una de A, B y C representa un tipo diferente de capa en la pelfcula multicapa. Preferiblemente, la pila de capas es simetrica con respecto a la capa central.
Otra pelfcula de base preferida es una que tiene una estructura asimetrica de cinco capas (por ejemplo, ABCDE), en donde cada una de A, B, C, D y E representa un tipo diferente de capa en la pelfcula. En la estructura ABCDE, las capas B y D podnan estar hechas de la misma composicion y/o tener el mismo espesor.
Otra pelfcula de base preferida es una que tiene una estructura asimetrica de tres capas (por ejemplo, ABC), en donde cada una de A, B y C representa un tipo diferente de capa en la pelfcula.
Para la estructura de capas ABA anterior, la capa A esta preferiblemente presente en el margen del 5% al 30% del espesor de la pelfcula de base, preferiblemente del 5% al 20%, preferiblemente del 10% al 15%, del mismo. La capa B esta presente preferiblemente en el margen del 40% al 90% del espesor total de la pelfcula de base, preferiblemente del 60% al 90%, preferiblemente del 70% al 80% del mismo.
Para la estructura de capas ABC anterior, la capa A esta preferiblemente presente en el margen del 5% al 30% del espesor de la pelfcula de base, preferiblemente del 5% al 20%, preferiblemente de 10% al 15% del mismo. La capa B esta preferiblemente presente en el margen del 40% al 90% del espesor total de la pelfcula de base, preferiblemente del 60% al 90%, preferiblemente del 70% al 80% del mismo. La capa C esta preferiblemente presente en el margen del 5% al 30% del espesor total de la pelfcula de base, preferiblemente de 5% al 20%, preferiblemente del 10% al 15% del mismo.
Para la estructura de capas ABC anterior, la capa A es preferiblemente una capa deslizante, la capa B es preferiblemente una capa central y la capa C es preferiblemente una capa adherente.
Para la estructura de capas ABA anterior, la densidad preferida de la capa B > capa A.
Para la estructura de capas ABC anterior, la densidad preferida de la capa A > capa C. Para la estructura de capas ABC anterior, el punto del pico principal de fusion preferido de la capa A > capa C. Para la estructura de capas ABC anterior, la densidad preferida de la capa A > capa B > capa C. Para la estructura de capas ABC anterior, el pico principal de fusion preferido de la capa A > capa B > capa C.
Para la estructura de capas ABC anterior, la densidad preferida de la capa A es mayor que 0,916 g/cm3, la densidad de la capa B esta preferiblemente en el margen de 0,916 g/cm3 a 0,938 g/cm3 y la densidad de la capa C esta preferiblemente en el margen de 0,870 g/cm3 a 0,905 g/cm3.
Para la estructura de capas ABC anterior, la capa A comprende preferiblemente mas del 50% en peso de LLDPE (polietileno lineal de baja densidad), preferiblemente mas del 75%, preferiblemente mas del 90%, preferiblemente el 100% sustancialmente de LLDPE. Preferiblemente, el LLDPE de la capa A y donde estan presentes otros
materiales de LLDPE, la propia capa A tiene una densidad de mas de 0,916 g/cm3, preferiblemente de 0,916 g/cm3 a
0,938 g/cm3, preferiblemente 0,923 g/cm3, aproximadamente. Preferiblemente, el LLDPE de la capa A, y donde estan presentes otros materiales de LLDPE, la propia capa A tiene un pico principal de fusion en el margen de 95 °C a 145 °C, preferiblemente de 105 °C a 130 °C, mas preferiblemente 120 °C, aproximadamente.
Para la estructura de capas ABC anterior, la capa B comprende preferiblemente mas del 50% en peso de LLDPE (polietileno lineal de baja densidad), preferiblemente mas del 75%, preferiblemente mas del 90%, preferiblemente el 100% sustancialmente de LLDPE. Preferiblemente, el LLDPE de la capa B, y donde estan presentes otros
materiales de LLDPE, la propia capa B tiene una densidad en el margen de 0,916 g/cm3 a 0,938 g/cm3,
preferiblemente de 0,918 g/cm3 a 0,922 g/cm3, preferiblemente 0,920 g/cm3, aproximadamente. Preferiblemente, el LLDPE de la capa B, y donde estan presentes otros materiales de LLDPE, la propia capa B tiene un pico principal de fusion en el margen de 90 °C a 130 °C, preferiblemente de 95 °C a 125 °C, mas preferiblemente aproximadamente 117 °C.
Para la estructura de capas ABC anterior, la capa C comprende preferiblemente mas del 20% en peso de VLDPE o ULDPE (polietileno de muy baja densidad o polietileno de ultrabaja densidad), o una mezcla de ambos, preferiblemente de mas del 50%, preferiblemente de mas del 75%, preferiblemente el 100% sustancialmente de VLDPE o ULDPE. Lo mas preferiblemente, la capa C comprende ULDPE. Preferiblemente, el ULDPE de la capa C, y donde estan presentes otros materiales de ULDPE, la propia capa C tiene una densidad en el margen de 0,870 g/cm3 a 0,890 g/cm3, preferiblemente de 0,875 g/cm3 a 0,885 g/cm3, preferiblemente 0,880 g/cm3, aproximadamente. Preferiblemente, el VLDPE de la capa C, y donde estan presentes otros materiales de VLDPE, la propia capa C tiene una densidad en el margen de 0,875 g/cm3 a 0,905 g/cm3, preferiblemente de 0,900 g/cm3 a 0,905 g/cm3, preferiblemente 0,902 g/cm3, aproximadamente. Preferiblemente, el VLDPE de la capa C, y en donde otros materiales de VLDPE estan presentes, la propia capa C tiene un pico principal de fusion en el margen de 70 °C a 130 °C, preferiblemente de 80 °C a 125 °C, mas preferiblemente de 100 °C, aproximadamente. Preferiblemente, el ULDPE de la capa C, y donde estan presentes otros materiales de ULDPE, la propia capa C tiene un pico principal de fusion en el margen de 50 °C a 110 °C, preferiblemente de 60 °C a 100 °C, mas preferiblemente de 70 °C, aproximadamente. Las propiedades de adhesion se consiguen incrementar con el incremento del porcentaje de
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ULDPE en la capa adherente.
Para las anteriores estructura de capas ABCDE o estructura de capas ABCDA o la estructura de capas ABCBE o la estructura de capas ABCBA, la capa A esta preferiblemente presente en el margen del 2% al 30% del espesor de la pelfcula de base, preferiblemente del 5% al 15% del mismo. La capa B esta presente preferiblemente en el margen del 5% al 40% del espesor de la pelfcula de base, preferiblemente del 10% al 30% del mismo. La capa C esta presente preferiblemente en el margen del 20% al 80% del espesor de la pelfcula de base, preferiblemente del 30% al 60% del mismo, mas preferiblemente del 35% al 55% del mismo. La capa D (cuando este presente) esta preferiblemente presente en el margen del 5% al 40% del espesor de la pelfcula de base, preferiblemente del 10% al 30% del mismo. La capa E (cuando este presente) esta presente preferiblemente en el margen del 2% al 30% del espesor de la pelfcula de base, preferiblemente del 5% al 15% del mismo.
Para la estructura de capas ABCDE anterior, la capa A es preferiblemente una capa deslizante, la capa B es preferiblemente una capa intermedia y la capa C es preferiblemente una capa central, la capa D es una capa intermedia y la capa E es preferiblemente una capa adherente. Preferiblemente, el ULDPE de la capa E, y donde estan presentes otros materiales de ULDPE, la propia capa E tiene un pico principal de fusion en el margen de 50 °C a 110 °C, preferiblemente de 60 °C a 100 °C, mas preferiblemente el 70 °C, aproximadamente. Las propiedades de adhesion se consiguen incrementar con el incremento del porcentaje de ULDPE en la capa adherente.
Para la estructura de capas ABCDE anterior, la densidad preferida de la capa A > capa E. Para la estructura de capas ABCDE anterior, el pico principal de fusion preferido de la capa A > capa E. Para la estructura de capas ABCDE anterior, se prefiere que la densidad de la capa A > capa C > capa E. Para la estructura de capas ABCDE anterior, se prefiere que el pico principal de fusion de la capa A > capa C > capa E.
Para la estructura de capas ABCDE anterior, la capa A tiene una densidad preferiblemente en el margen de 0,916 g/cm3 a 0,938 g/cm3, la capa B tiene preferiblemente una densidad de mas de 0,916 g/cm3, la capa C tiene preferiblemente una densidad de mas de 0,916 g/cm3, la capa D tiene preferiblemente una densidad de mas de 0,916 g/cm3, la capa E tiene preferiblemente una densidad en el margen de 0,870 g/cm3 a 0,905 g/cm3.
Para la estructura de capas ABCDE anterior, la capa A comprende preferiblemente mas del 50% en peso de LLDPE (polietileno lineal de baja densidad), preferiblemente de mas del 75%, preferiblemente de mas del 90%, preferiblemente el 100% sustancialmente de LLDPE. Preferiblemente, el LLDPE de la capa A, y donde estan presentes otros materiales de LLDPE, la propia capa A tiene una densidad de mas de 0,916 g/cm3, preferiblemente de 0,916 g/cm3 a 0,938 g/cm3, preferiblemente aproximadamente de 0,923 g/cm3. Preferiblemente, el LLDPE de la capa A, y donde estan presentes otros materiales de LLDPE, la propia capa A tiene un pico principal de fusion en el margen de 95 °C a 145 °C, preferiblemente de 105 °C a 130 °C, mas preferiblemente aproximadamente de 120 °C.
Para la estructura de capas ABCDE anterior, la capa B podna ser preferiblemente cualquier poliolefina,
preferiblemente un polietileno, y comprende preferiblemente mas del 50% en peso de LLDPE (polietileno lineal de baja densidad), preferiblemente de mas del 75%, preferiblemente de mas del 90%, preferiblemente el 100% de LLDPE. En algunas realizaciones, la capa B tiene la misma composicion y/o espesor que la capa D, tal y como se describe en la presente memoria.
Para la estructura de capas ABCDE anterior, la capa C comprende preferiblemente mas del 50% en peso de LLDPE (polietileno lineal de baja densidad), preferiblemente mas del 75%, preferiblemente mas del 90%, preferiblemente el 100% sustancialmente de LLDPE. Preferiblemente, el LLDPE de la capa C, y donde estan presentes otros
materiales de LLDPE, la propia capa C tiene una densidad en el margen de 0,916 g/cm3 a 0,938 g/cm3,
preferiblemente de 0,918 g/cm3 a 0,922 g/cm3, preferiblemente aproximadamente de 0,920 g/cm3. Preferiblemente, el LLDPE de la capa C, y en donde otros materiales de LLDPE estan presentes, la propia capa C tiene un pico principal de fusion en el margen de 90 °C a 130 °C, preferiblemente de 95 °C a 125 °C, mas preferiblemente de 117 °C, aproximadamente.
Para la estructura de capas ABCDE anterior, la capa D podna ser preferiblemente cualquier poliolefina,
preferiblemente un polietileno, y preferiblemente comprende mas del 50% en peso de LLDPE (polietileno lineal de baja densidad), preferiblemente mas del 75%, preferiblemente mas del 90%, preferiblemente el 100% de LLDPE. En algunas realizaciones, la capa D tiene la misma composicion y/o espesor que la capa B, tal y como se describe en la presente memoria.
Para la estructura de capas ABCDE anterior, la capa E comprende preferiblemente mas del 20% en peso de VLDPE o ULDPE (polietileno de muy baja densidad o polietileno de ultrabaja densidad), preferiblemente mas del 50%, preferiblemente mas del 75%, preferiblemente el 100% sustancialmente de VLDPE o ULDPE. Lo mas preferiblemente, la capa E comprende sustancialmente ULDPE. Preferiblemente, el ULDPE de la capa E, y donde estan presentes otros materiales de ULDPE, la propia capa E tiene una densidad en el margen de 0,870 g/cm3 a 0,890 g/cm3, preferiblemente de 0,875 g/cm3 a 0,885 g/cm3, preferiblemente de 0,880 g/cm3, aproximadamente. Preferiblemente, el VLDPE de la capa E, y donde estan presentes otros materiales de VLDPE, la propia capa E tiene una densidad en el margen de 0,890 g/cm3 a 0,905 g/cm3, preferiblemente de 0,900 g/cm3 a 0,902 g/cm3, preferiblemente aproximadamente de 0,902 g/cm3. Preferiblemente, el VLDPE de la capa E, y donde estan
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presentes otros materiales de VLDPE, la propia capa E tiene un pico principal de fusion en el margen de 70 °C a 130 °C, preferiblemente de 80 °C a 125 °C, mas preferiblemente el 100%, aproximadamente. Preferiblemente, el ULDPE de la capa E, y donde estan presentes otros materiales de ULDPE, la propia capa E tiene un punto de fusion en el margen de 50 °C a 110 °C, preferiblemente de 60 °C a 100 °C, mas preferiblemente de 70 °C, aproximadamente. Las propiedades de adhesion se consiguen incrementar con el incremento del porcentaje de ULDPE en la capa adherente.
Para la estructura de capas ABCDE anterior, B, C y D pueden comprender nanocapas. La tecnologfa para producir nanocapas se describe con mas detalle en la patente de los EE. UU. US2009/0104424.
Para la estructura de capas ABC anterior, la capa A comprende preferiblemente mas de una capa. Preferiblemente, la capa A comprende 1 o 2 o 3 o hasta n capas, en donde n pertenece a los numeros naturales. Asf pues, la capa A esta comprendida por las capas A1, A2, A3 hasta An, en donde n pertenece a los numeros naturales. Las capas A1 a An se producen preferiblemente con extrusoras diferentes, mediante la misma extrusora o mediante cualquier combinacion de las mismas. Preferiblemente. la capa A1 es la capa externa de la capa A, en donde los materiales utilizados en la capa A1 son los incorporados en la capa A de una pila de capas ABC. Preferiblemente, la densidad de la capa A1 es la de dicha capa A de una pila de capas ABC. Preferiblemente, el pico principal de fusion de los materiales que componen la capa A1 es la de dicha capa A de una pila de capas ABC.
Para la estructura de capas ABC anterior, la capa B comprende preferiblemente mas de una capa. Preferiblemente, la capa B esta comprendida por 1 o 2 o 3 o hasta k capas, en donde k pertenece a los numeros naturales. Asf pues, la capa B esta comprendida por las capas B1, B2, B3 hasta Bk, en donde k pertenece a los numeros naturales. Las capas B1 a Bk las producen preferiblemente extrusoras independientes, la misma extrusora o cualquier combinacion de las mismas.
Para la estructura de capas ABC anterior, la capa C comprende preferiblemente mas de una capa. Preferiblemente, la capa C comprende 1 o 2 o 3 o hasta n capas, en donde n pertenece a los numeros naturales. Asf pues, la capa C esta comprendida por las capas C1, C2, C3 hasta Cn, en donde n pertenece a los numeros naturales. Las capas C1 a Cn las producen preferiblemente extrusoras independientes, la misma extrusora o cualquier combinacion de las mismas. Preferiblemente, la capa C1 es la capa externa de la capa C, en donde los materiales utilizados en la capa C1 son los que forman la capa C de una pila de capas ABC. Preferiblemente, la densidad de la capa C1 es la de dicha capa C de una pila de capas ABC. Preferiblemente, el pico principal de fusion de los materiales que forman la capa C1 es el de dicha capa C de una pila de capas ABC.
Para la pila de capas anterior (A1, A2, A3 hasta An) (B1, B2, B3 hasta Bk) (Cn, Cn-1, Cn-2 hasta C-1), los materiales utilizados en cualquiera de las capas A2 a An son preferiblemente los que estan en la composicion de cualquier capa de una pila de capas ABC. Preferiblemente, la densidad de cualquier capa de A2 a An es la de cualquier capa de una pila de capas ABC. Preferiblemente, el pico principal de fusion de los materiales que estan en la composicion de cualquiera de las capas A2 a An es el de cualquier capa de una pila de capas ABC.
Para la pila de capas anterior (A1, A2, A3 hasta An) (B1, B2, B3 hasta Bk) (Cn, Cn-1, Cn-2 hasta C-1), los materiales utilizados en cualquiera de las capas B1 a Bk son preferiblemente los que estan en la composicion de cualquier capa de una pila de capas ABC. Preferiblemente, la densidad de cualquier capa de B1 a Bk es la de cualquier capa de una pila de capas ABC. Preferiblemente, el pico principal de fusion de los materiales que estan en la composicion de cualquiera de las capas B1 a Bk es la de cualquier capa de una pila de capas ABC.
Para la pila de capas anterior (A1, A2, A3 hasta An) (B1, B2, B3 hasta Bk) (Cn, Cn-1, Cn-2 hasta C-1), los materiales utilizados en cualquiera de las capas Cn a C2 son preferiblemente los que estan en la composicion de cualquier capa de una pila de capas ABC. Preferiblemente, la densidad de cualquier capa de Cn a C2 es la de cualquier capa de una pila de capas aBc. Preferiblemente, el pico principal de fusion de los materiales que esta en la composicion de cualquiera de las capas Cn hasta C2 es la de cualquier capa de una pila de capas ABC.
La pelfcula de base es sustancialmente una pelfcula delgada, en donde el espesor medio de la misma esta preferiblemente en el margen de 4 pm a 50 pm, mas preferiblemente de 5 pm a 30 pm, mas preferiblemente de 6 pm a 30 pm, mas preferiblemente de 6 pm a 25 pm, mas preferiblemente de 10 pm a 25 pm.
En determinadas realizaciones, los bordes laterales de la pelfcula, a lo largo de la direccion de la maquina, de dicha pelfcula de base estan dobladillados.
Ademas, la pelfcula termoplastica reforzada comprende una multitud de elementos fibrosos de un material fibroso configurado para reforzar la pelfcula de base, en donde los elementos fibrosos se aportan al menos a una superficie de la pelfcula de base y forman un area elevada de material en al menos una superficie de la pelfcula de base. Preferiblemente, los elementos fibrosos de refuerzo, a saber, las protrusiones, estan elevadas, a saber, sobresalen, por encima del plano de la superficie de la pelfcula de base, menos de 500 pm de media, mas preferiblemente menos de 300 pm, y lo mas preferiblemente menos de 200 pm, de media. Preferiblemente, las fibras, es decir, las protrusiones, estan elevadas, a saber, sobresalen, por encima del plano de la superficie de la pelfcula de base, mas de 20 pm, mas preferiblemente mas de 30 pm y lo mas preferiblemente mas de 40 pm, por ejemplo, entre 30 pm y
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Los constituyentes de refuerzo son fibras o elementos de tipo fibra. «Fibra» o «de tipo fibra» tiene el significado de ser elementos alargados en los que la seccion transversal del elemento tiene una anchura del mismo orden de magnitud que la altura del elemento.
Los terminos «fibra» y «de tipo fibra» son intercambiables cuando se utilizan en la presente memoria.
La proporcion de la anchura por la altura de las fibras antes de la aplicacion a la pelfcula de base podna estar en el margen de 3:1 a 1:3, mas preferiblemente en el margen de 2:1 a 1:2, mas preferiblemente en el margen de 1,5:1 a 1:1,5, tal como en el margen de aproximadamente 1:1. La proporcion del eje mas grande por el eje mas pequeno de la seccion transversal de la fibra puede ser menos de 3:1, mucho menos de 2:1, mas preferiblemente menos de 1,5:1, tal como aproximadamente 1:1. Esta geometna distingue estos elementos fibrosos o de tipo fibra, por ejemplo, de las tiras, bandas, correas o cintas como elementos de refuerzo, que tienen una gran anchura en comparacion con la altura de la tira. La ventaja de tal geometna de la fibra o del tipo fibra es el menor consumo de material para una altura dada y propiedades mas afinables de los materiales resultantes. Dichos elementos fibrosos o de tipo fibra se diferencian de los puntos o zonas.
La proporcion de la anchura media por la longitud media de dichas fibras de la presente invencion es de mas de 1:10. Preferiblemente, la proporcion de la anchura media por la longitud media de dichos elementos es de mas de 1:50. Preferiblemente, la longitud de la fibra es continua con la longitud de la pelfcula. Por ejemplo, la proporcion de la anchura media por la longitud media de dichos elementos esta en el margen de 1:500 a 1:10.000.000, preferiblemente en el margen de 1:50 a 1:500.000.
El diametro medio de los elementos fibrosos es preferiblemente de menos de 1000 pm, mas preferiblemente de menos de 500 pm, mas preferiblemente de menos de 300 pm y lo mas preferiblemente de menos de 200 pm. El diametro medio de los elementos fibrosos es preferiblemente mayor que 20 pm, mas preferiblemente mayor que 30 pm y lo mas preferiblemente mayor que 40 pm, por ejemplo, entre 30 pm y 500 pm, mas preferiblemente entre 50 pm y 300 pm, mas preferiblemente entre 75 pm y 150 pm.
El diametro de las fibras es preferiblemente constante de forma sustancial a lo largo de su longitud. Asf pues, el diametro de las fibras no vana preferiblemente en mas de ± 50 pm del diametro medio, mas preferiblemente no vana en mas de ± 10 pm del diametro medio, y lo mas preferiblemente no vana en mas de ± 5 pm del diametro medio.
Las fibras extrudidas forman una o varias protrusiones con respecto al plano de la pelfcula de base. Preferiblemente, donde el espesor medio de la pelfcula de base es menor que el espesor medio de las protrusiones, al menos el 60% en masa de las protrusiones son mas gruesas que la pelfcula de base, mas preferiblemente al menos el 80% en masa, mas preferiblemente al menos el 90% en masa. Preferiblemente, el espesor de la protrusion, a saber, su protrusion medida desde la superficie del plano de la pelfcula de base, no es menor que el espesor de la pelfcula de base. Preferiblemente, el espesor medio de la protrusion no es menor que el espesor medio de la pelfcula de base. Preferiblemente, ninguna de las protrusiones tiene un espesor menor que el espesor de la pelfcula de base.
Las fibras pueden ser continuas a lo largo de la direccion de la maquina y, por lo tanto, cada fibra podna tener la longitud de la pelfcula de base. En otra realizacion, las fibras podnan ser continuas y curvadas a lo largo de la direccion de la maquina y, por lo tanto, senan mas largas que la longitud de la pelfcula de base. En otra realizacion, las fibras podnan ser discontinuas a lo largo de la direccion de la maquina y, por lo tanto, senan mas cortas que la longitud de la pelfcula de base.
Preferiblemente, cada una de dichas fibras cubre un area de la pelfcula de base de mas de 4,5 mm2, preferiblemente de mas de 6,0 mm2, lo mas preferiblemente de mas de 8,0 mm2. Una pelfcula termoplastica podna comprender muchas longitudes de fibra diferentes.
Preferiblemente, las fibras de la presente invencion (que se podnan utilizar en cualquiera de las realizaciones o aspectos descritos en la presente memoria) comprenden o consisten en fibras coextrudidas. Las fibras de la presente invencion son preferiblemente fibras con dos componentes que tienen una estructura core-shell (con pared e interior). La pared y el interior se seleccionan preferiblemente de forma independiente de no poliolefinas, poliolefinas y copolfmeros de poliolefinas. Preferiblemente, el interior comprende polietileno o polipropileno. Preferiblemente, la pared comprende polietileno. Preferiblemente, la densidad del interior es mayor que la de la pared. Preferiblemente, el pico principal de fusion de la pared es mas bajo que el del interior. Preferiblemente, el interior representa del 10 al 90% en peso de cada fibra, mas preferiblemente del 50% al 85% en peso de cada fibra, mas preferiblemente del 60% al 80% en peso de cada fibra. Preferiblemente, la pared representa del 10% al 90% en peso de cada fibra, mas preferiblemente del 10% al 40% en peso de cada fibra, mas preferiblemente del 20% al 30% en peso de cada fibra.
Preferiblemente, la pared de cada fibra comprende mas del 50% en peso de LDPE, VLDPE o ULDPE (polietileno de baja densidad, polietileno de muy baja densidad o polietileno de ultrabaja densidad, respectivamente), preferiblemente mas del 75%, preferiblemente mas del 90%, preferiblemente el 100% sustancialmente de LDPE,
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VLDPE o ULDPE. Preferiblemente, el LDPE, VLDPE o ULDPE de la pared, y donde estan presentes otros materiales de LDPE, VLDPE o ULDPE, la propia pared tiene una densidad en el margen de 0,880 g/cm3 a 0,918 g/cm3, preferiblemente de 0,900 g/cm3 a 0,915 g/cm3. Preferiblemente, el LDPE, VLDPE o ULDPE de la pared, y en donde estan presentes otros materiales de LDPE, VLDPE o ULDPE, la propia pared tiene un pico principal de fusion en el margen de 50 °C a 100 °C, preferiblemente de 60 °C a 80 °C, mas preferiblemente de 70 °C, aproximadamente.
Preferiblemente, el interior de cada fibra comprende mas del 50% en peso de HDPE (polietileno de alta densidad), preferiblemente mas del 75%, preferiblemente mas del 90%, preferiblemente el 100% sustancialmente de HDPE. Preferiblemente, el HDPE del interior, y donde estan presentes otros materiales de HDPE, el propio interior tiene una densidad de mas de 0,918 g/cm3, preferiblemente en el margen de 0,920 g/cm3 a 0,940 g/cm3, preferiblemente de aproximadamente 0,922 g/cm3 a 0,925 g/cm3. Preferiblemente, el HDPE del interior, y donde estan presentes otros materiales de HDPE, el propio interior tiene un pico principal de fusion en el margen de 100 °C a 140 °C, preferiblemente de 105 °C a 130 °C, mas preferiblemente de 108 °C a 115 °C.
Ademas de las fibras o de los elementos fibrosos, las pelfculas de la presente invencion podnan ademas comprender tiras, bandas y/o cintas para el refuerzo, pero esto no es lo preferido. La seccion transversal de tales elementos de refuerzo tiende a tener una forma transversal rectangular delgada sobre la pelfcula de base, en donde la proporcion de la anchura por la altura del elemento fibroso es alta, a saber, de mas de 10:1.
Antes de depositarlas sobre la pelfcula de base, la forma transversal de las fibras o de los elementos de tipo fibra de la presente invencion vana preferiblemente desde una configuracion circular a una configuracion elfptica u ovalada, lo mas preferiblemente que tenga una seccion transversal sustancialmente circular. Preferiblemente, el diametro maximo de las fibras no vana en mas del 75%, preferiblemente en mas del 50%, mas preferiblemente en mas del 25%, mas preferiblemente en mas del 10%, del diametro mmimo de las fibras a lo largo de la longitud de una fibra.
Preferiblemente, cuando se utiliza un proceso de extrusion para formar las fibras o de los elementos de tipo fibra, las fibras o los elementos de tipo fibra tienen una seccion transversal sustancialmente circular. Esta seccion transversal podna volverse mas ovalada en la seccion transversal cuando las fibras se aplican a la pelfcula de base. Asf pues, en el segundo, tercero y sexto aspectos de la presente invencion, las fibras tienen una seccion transversal sustancialmente circular antes de su aplicacion a la pelfcula de base. En cambio, una vez que la fibra se ha aplicado a la pelfcula de base (tal como en el primer aspecto de la invencion), en particular cuando se ha aplicado presion sobre ella, la fibra tiene preferiblemente una seccion transversal mas ovalada o elfptica. Tales fibras podnan incluso tener una seccion transversal con forma de ojo.
En todos los casos (a saber, cuando las fibras tienen una seccion transversal ovalada o elfptica), las fibras tienen preferiblemente una proporcion de anchura media por altura media de menos de 10:1, preferiblemente de menos de 5:1, mas preferiblemente de menos de 3:1, lo mas preferiblemente de menos de 2:1.
Cuando la fibra se ha depositado y fijado a la pelfcula de base, las fibras tienen preferiblemente una proporcion de anchura media por protrusion media de la fibra de la pelfcula de base de menos de 10:1, preferiblemente de menos de 5:1, mas preferiblemente de menos de 3:1, lo mas preferiblemente de menos de 2:1.
Preferiblemente, dicha pelfcula delgada y reforzada que comprende una pelfcula de base se genera por medio de la extrusion por moldeado o soplado, que preferiblemente tiene un espesor medio de menos de 30 pm, preferiblemente de menos de 23 pm, mas preferiblemente de menos de 19 pm, lo mas preferiblemente de aproximadamente 18 pm, y una multitud de elementos fibrosos en al menos una superficie de dicha pelfcula de base, en donde cada elemento fibroso sobresale de media menos de 500 pm, preferiblemente menos de 300 pm, mas preferiblemente menos de 200 pm, lo mas preferiblemente menos de 170 pm, por encima de dicha superficie. Cada elemento fibroso sobresale preferiblemente de media mas de 30 pm, mas preferiblemente mas de 50 pm.
Preferiblemente, dicha pelfcula delgada y reforzada comprende una pelfcula de base producida por medio de la extrusion por moldeado o soplado, en donde dicha pelfcula de base tiene un espesor medio de menos de 23 pm, mas preferiblemente de menos de 19 pm, lo mas preferiblemente de menos de 18 pm, y una multitud de elementos fibrosos continuos en al menos una superficie de dicha pelfcula de base, en donde cada elemento fibroso sobresale de media menos de 300 pm, mas preferiblemente menos de 200 pm, lo mas preferiblemente menos de 170 pm, por encima de dicha superficie. Cada elemento fibroso sobresale preferiblemente de media mas de 30 pm, mas preferiblemente mas de 50 pm.
Preferiblemente, una pelfcula delgada y reforzada de la presente invencion que comprende una pelfcula de base de un espesor medio de 18 pm y 32 elementos fibrosos longitudinales de un diametro medio de 270 pm puede resistir fuerzas de desgarro mayores, bloquear con eficacia un desgarro a lo largo de la direccion transversal en los elementos de tipo fibra, en comparacion con la pelfcula sin refuerzo con un espesor medio de 23 pm, lo que produce al mismo tiempo una reduccion del peso de al menos el 5%.
Preferiblemente, cuando dicha pelfcula delgada y reforzada comprende una pelfcula de base producida por medio de la extrusion por moldeado o soplado, que tiene un espesor medio preferiblemente de menos de 18 pm, mas preferiblemente de menos de 17 pm, lo mas preferiblemente de 15 pm, aproximadamente, y una multitud de
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elementos fibrosos sobre al menos una superficie de dicha peKcula de base, en donde cada elemento fibroso sobresale de media menos de 300 pm, mas preferiblemente menos de 200 pm, lo mas preferiblemente menos de 170 pm, por encima de dicha superficie, dicha pelfcula delgada y reforzada se estira adicionalmente para producir una pelfcula delgada extensible preestirada y reforzada. Cada elemento fibroso sobresale preferiblemente de media mas de 30 pm, mas preferiblemente mas de 50 pm.
Preferiblemente, dicha pelfcula delgada y reforzada comprende una pelfcula de base generada por medio de la extrusion por moldeado o soplado, que tiene un espesor medio de preferiblemente menos de 18 pm, mas preferiblemente menos de 14 pm, lo mas preferiblemente menos de 9 pm, y una multitud de elementos fibrosos continuos sobre al menos una superficie de dicha pelfcula de base, en donde cada elemento fibroso sobresale de media menos de 200 pm, mas preferiblemente menos de 150 pm, lo mas preferiblemente menos de 100 pm, por encima de dicha superficie. Cada elemento fibroso sobresale preferiblemente de media mas de 30 pm, mas preferiblemente mas de 50 pm.
Preferiblemente, dicha pelfcula delgada y reforzada comprende una pelfcula de base generada por medio de la extrusion por moldeado o soplado, que tiene un espesor medio preferiblemente de menos de 18 pm, mas preferiblemente de menos de 17 pm, lo mas preferiblemente de menos de 14 pm, y una multitud de elementos fibrosos continuos en al menos una superficie de dicha pelfcula de base, en donde cada elemento fibroso sobresale de media menos de 250 pm, mas preferiblemente menos de 200 pm, lo mas preferiblemente menos de 150 pm, por encima de dicha superficie, y en donde dicha pelfcula delgada y reforzada se estira adicionalmente para producir una pelfcula delgada extensible preestirada y reforzada. Cada elemento fibroso sobresale preferiblemente de media mas de 30 pm, mas preferiblemente mas de 50 pm.
Tal y como se utiliza en la presente memoria, la extrusion por soplado se podna realizar como sigue. Este proceso es el mismo que un proceso de extrusion regular hasta la boquilla. La boquilla es preferiblemente un cilindro vertical con una apertura circular similar a una boquilla para tubos. El plastico fundido se extrae preferiblemente hacia arriba desde la boquilla mediante una pareja de rodillos tangenciales de arrastre muy por encima de la boquilla. El cambio de velocidad de estos rodillos de arrastre cambiara el espesor (espesor de la pared) de la pelfcula. Alrededor de la boquilla se asienta un anillo refrigerador. El anillo refrigerador enfna la pelfcula a medida que avanza. En el centro de la boquilla se encuentra una salida de aire desde la cual se obliga al aire comprimido a pasar al centro del perfil circular extrudido, lo que crea una burbuja. Esto expande la seccion transversal circular extrudida una determinada razon (un multiplo del diametro de la boquilla). Esta proporcion, llamada la «relacion de hinchamiento» puede ser desde tan solo un pequeno porcentaje del diametro original hasta mas del 200% del mismo. Los rodillos tangenciales de arrastre aplanan la burbuja en una doble capa de la pelfcula cuya anchura (denominada el «ancho del plano») es igual a 1/2 del penmetro de la burbuja. Entonces, esta pelfcula se puede embobinar o imprimir, cortar en formas y sellar con calor.
En el proceso de extrusion de la pelfcula por moldeado, el polfmero fundido pasa a traves de un sistema de boquillas planas para adoptar su forma final de pelfcula plana. El sistema de boquillas esta formado por la boquilla y el bloque de alimentacion (si el proceso requiere la coextrusion), o simplemente la boquilla si el proceso es el de la extrusion de monocapas. El proceso comienza con la alimentacion de las resinas de plastico por medio de un sistema de alimentacion gravimetrico a una o mas extrusoras. A continuacion, los materiales se funden y mezclan mediante las extrusoras, se filtran, y se alimentan al sistema de boquillas. Inmediatamente despues de salir de la boquilla, la cortina fundida entra en la unidad de enfriamiento, donde su temperatura se hace descender con un rodillo de enfriamiento refrigerado por agua para congelar la pelfcula. A continuacion, la pelfcula se hace seguir su camino hasta donde se recortan los extremos.
Preferiblemente, al menos el 25%, preferiblemente al menos el 50% en peso, mas preferiblemente al menos el 75% en peso, por ejemplo, mas del 80%, 85% o 90% en peso de cada fibra o de cada elemento de tipo fibra sobresale desde la superficie plana de la pelfcula de base a la cual se aplican.
Preferiblemente, al menos el 25%, preferiblemente al menos el 50% en volumen, mas preferiblemente al menos el 75% en volumen, por ejemplo, mas del 80%, 85% o 95% en volumen de cada fibra o de cada elemento de tipo fibra sobresale desde la superficie plana de la pelfcula de base a la cual se aplican.
Al menos una porcion de cada fibra o elemento de tipo fibra forma una mezcla interfacial con la pelfcula de base. Preferiblemente, al menos el 10% en peso de media, preferiblemente mas del 20%, preferiblemente menos del 70%, preferiblemente menos del 50% en peso de media de cada fibra o de cada elemento de tipo fibra forma una mezcla interfacial con la pelfcula de base. Esta proporcion se mide con respecto al plano de la superficie de la pelfcula de base. Esto garantiza un buen mezclado de los materiales polimericos y, por lo tanto, una buena y solida fijacion de las fibras a la pelfcula de base. Esto produce una elevada resistencia al desgarro en comparacion con la pelfcula de base que tienen elementos de refuerzo montados o fijados a su superficie, por ejemplo, mediante adhesivo.
Preferiblemente, al menos el 10%, de media, del diametro de cada fibra forma una mezcla interfacial con la pelfcula de base, a saber, un maximo del 90% del espesor de la fibra original permanece por encima de la superficie de la pelfcula de base. Mas preferiblemente, al menos el 20%, de media, del diametro de cada una forma una mezcla
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interfacial con la pelmula de base. Preferiblemente, menos del 50%, de media, del diametro de cada fibra no forma una mezcla interfacial con la pelmula de base.
En una realizacion espedfica, una pelmula delgada extensible preestirada y reforzada de la presente invencion que comprende una pelmula de base de un espesor medio de 7 pm y 32 elementos fibrosos longitudinales con un diametro de 160 pm puede resistir fuerzas de desgarro mas grandes, bloquear con eficacia un desgarro a lo largo de la direccion transversal en los elementos de tipo fibra, en comparacion con una pelmula extensible preestirada sin reforzar de un espesor medio de 9 pm, lo que produce al mismo tiempo una reduccion de peso de al menos el 5% en comparacion con la pelfcula preestirada sin reforzar con un espesor medio de aproximadamente 9 pm.
En una realizacion, dicha pelfcula delgada y reforzada que comprende una pelfcula de base se genera por medio de la extrusion por moldeado o soplado, que tiene un espesor medio preferiblemente de menos de 23 pm, mas preferiblemente de menos de 22 pm, lo mas preferiblemente de 19 pm, y una multitud de elementos fibrosos en al menos una superficie de dicha pelfcula de base, en donde cada elemento fibroso tiene un diametro medio preferiblemente de menos de 400 pm, mas preferiblemente de menos de 360 pm, lo mas preferiblemente de menos de 320 pm. Cada elemento fibroso sobresale preferiblemente una media de mas de 30 pm, mas preferiblemente de mas de 50 pm.
Preferiblemente, donde la anchura de dicha pelfcula de base es menor o igual a 750 mm, tal como de 750 mm a 500 mm, el numero de elementos de tipo fibra sobre la superficie de la pelfcula de base de dicha pelfcula delgada y reforzada es de 65 o menos, tal como de 65 a 1, preferiblemente de 50 a 15, mas preferiblemente de 45 a 30. En una realizacion preferida, el numero de dichos elementos de tipo fibra sobre la pelfcula de base de dicha pelfcula delgada y reforzada se encuentra en el margen de 8 a 24.
Dicha pelfcula delgada y reforzada tiene preferiblemente una pelfcula de base con altas propiedades de adhesion en al menos una de sus superficies. La pelfcula tiene preferiblemente un aspecto opaco que encuentra aplicacion en la agricultura, como para envolver el forraje y hacer fardos de heno.
Preferiblemente, las fibras se tienden en filas sustancialmente paralelas.
Preferiblemente, las fibras se tienden en lmeas rectas en la direccion de la maquina.
Preferiblemente, cuando la anchura de dicha pelmula de base es menor o igual a 500 mm, tal como de 500 mm a 100 mm, el numero de elementos de tipo fibra sobre la superficie de la pelmula de base de dicha pelmula delgada y reforzada es de 38 o menos, tal como de 38 a 4, preferiblemente de 30 a 10, mas preferiblemente de 25 a 15. En las realizaciones preferidas, el numero de elementos de tipo fibra sobre la pelmula de base de dicha pelmula delgada y reforzada es de 32. En otras realizaciones, el numero de elementos de tipo fibra sobre la pelmula de base de dicha pelmula delgada y reforzada es de 24.
Preferiblemente, hay mas de 3 fibras extrudidas sobre toda la pelmula de base, mas preferiblemente mas de 5 fibras, mas preferiblemente mas de 8 fibras, mas preferiblemente mas de 10 fibras, mas preferiblemente mas de 20 fibras. En las realizaciones preferidas en donde dicha fibra o elementos de tipo fibra son continuos a lo largo de la direccion de la maquina, hay mas de 3 de dichas fibras o elementos de tipo fibra extrudidos sobre el ancho de la pelmula de base, mas preferiblemente mas de 8 fibras. En realizaciones espedficas en donde dicha fibra o elementos de tipo fibra son continuos y longitudinales a lo largo de la direccion de la maquina, hay mas de 3 de dichas fibras o elementos de tipo fibra extrudidos sobre el ancho de la pelmula de base, mas preferiblemente mas de 8 fibras. El numero de dichas fibras o elementos de tipo fibra continuos y longitudinales es de menos de 2 por centimetro de la anchura de la pelmula de base. El numero de dichas fibras o elementos de tipo fibra continuos y longitudinales es preferiblemente de menos de 1,9 por centfmetro del ancho de la pelmula de base, o lo mas preferiblemente de menos de 1,8 por centfmetro del ancho de la pelmula de base, tal como 0,3, 0,4, 1,2, 1,5 y similares. Preferiblemente, las fibras se tienden en filas sustancialmente paralelas. Preferiblemente, las fibras se tienden en lmeas rectas en la direccion de la maquina.
Preferiblemente, en todas las realizaciones descritas en la presente memoria, las fibras extrudidas forman una disposicion simetrica sobre el ancho de la pelmula, aproximadamente un eje central que es paralelo a la direccion de la maquina.
Preferiblemente, dicha pelmula delgada y reforzada que comprende una pelmula de base producida por medio de la extrusion por soplado, que tiene un espesor medio de menos de 18 pm, mas preferiblemente de menos de 17 pm, lo mas preferiblemente 15 pm, aproximadamente, y una multitud de elementos fibrosos en al menos una superficie de dicha pelmula de base, en donde cada elemento fibroso tiene un diametro medio de menos de 380 pm, mas preferiblemente de menos de 320 pm, lo mas preferiblemente de menos de 300 pm. Dicha pelmula delgada y reforzada que tiene una pelmula de base con propiedades adherentes altas en al menos una de sus superficies y un aspecto opaco que podna encontrar utilidad en la agricultura para envolver el forraje y hacer fardos de heno.
En una realizacion preferida, la proporcion de la anchura media por la longitud media de dichos elementos de la presente invencion se encuentra en el margen de 1:500 a 1:10.000.000, preferiblemente en el margen de 1:50 a
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1:500.000. La proporcion de la anchura media por la altura media se encuentra en el margen de 5:1 a 1:1, la longitud media de las fibras se encuentra en el margen de 10 a 1.000,000 mm y las fibras sobresalen por encima del plano de la superficie de la pelmula de base entre 50 pm y 300 pm de media. Preferiblemente, la longitud de la fibra es continua con la longitud de la pelmula. En esta realizacion, el espesor medio de la pelmula de base se encuentra entre 9 pm y 25 pm, preferiblemente entre 12 pm y 23 pm. Preferiblemente, esta realizacion tiene entre 10 y 100 fibras presentes por m2 Preferiblemente, estas fibras son continuas. En esta realizacion, estas fibras estan preferiblemente formadas sustancialmente paralelas unas a otras. En esta realizacion, la pelmula de base contiene preferiblemente entre 50 y 1000 perforaciones por metro cuadrado. Preferiblemente, las perforaciones forman un patron en rejilla simetrico. Preferiblemente, las fibras estan tendidas entre las perforaciones. En esta realizacion, las fibras se extruden preferiblemente fundidas sobre la pelmula de base y se presionan sobre esta.
Por lo general, la pelmula de base y los elementos fibrosos estan preferiblemente preestirados al menos el 10%, mas preferiblemente al menos el 25%, mas preferiblemente al menos el 50%, mas preferiblemente al menos el 100%, lo mas preferiblemente al menos el 200%, tal como aproximadamente el 65%, aproximadamente el 72%, aproximadamente el 106%, aproximadamente el 160%, aproximadamente el 225% y similares. Durante y despues del estiramiento, los elementos de tipo fibra permanecen unidos a dicha pelmula de base sin despegarse del todo, ni de forma parcial, de dicha pelmula de base.
El valor del mdice de fluidez de fusion (IFF) del material de la fibra podna ser mayor, menor o igual al valor del IFF del material de la pelmula de base. Cuando se utiliza una fibra de dos componentes, el valor medio del mdice de fluidez de fusion (IFF) del material de las fibras de dos componentes podna ser mayor, menor o igual al valor del IFF del material de la pelmula de base, preferiblemente igual o mayor. El IFF se podna medir mediante ISO1133 o ASTM D 1238.
La densidad del material de la fibra podna ser mayor, menor o igual a la densidad del material de la pelmula de base. Cuando se utiliza una fibra de dos componentes, la densidad media del material de la fibra de la pared podna ser mayor, menor o igual a la densidad del material de la pelmula de base, preferiblemente igual o menor. La densidad se podna medir mediante ASTM D-792, ISO1183 o ASTM D 1505.
El alargamiento de ruptura del material de la fibra podna ser mayor, menor o igual al alargamiento de ruptura del material de la pelmula de base. El alargamiento de ruptura se podna medir mediante ISO527-3 o ASTM D 882.
El valor de distribucion de la masa molecular del material de la fibra podna ser mayor, menor o igual al valor de distribucion de la masa molecular del material de la pelmula de base.
Los elementos fibrosos depositados podnan poseer caractensticas de deslizamiento para compensar las caractensticas de adherencia de la pelmula de base. En una realizacion, la caractenstica de adherencia es la adherencia del material cuando entra en contacto consigo mismo. El deslizamiento caractenstico de los elementos fibrosos facilita el desembobinado de la pelmula desde su rodillo con mas facilidad.
Los elementos fibrosos estan preferiblemente fijados sobre la pelmula de base a traves de la fusion por calor. Durante el deposito, los elementos fibrosos se encuentran a una temperatura superior a la temperatura ambiente y proxima a su margen de cristalizacion, es decir, preferiblemente de 1 °C a 100 °C por encima de su punto de cristalizacion, mas preferiblemente de 1 °C a 80 °C, mas preferiblemente de 10 °C a 60 °C, mas preferiblemente de 20 °C a 50 °C. El punto de cristalizacion se puede determinar por medio de la calorimetna diferencial de barrido con un ritmo de calentamiento de 10 °C/min.
Durante el proceso, el material de la pelmula de base y el material del elemento fibroso de refuerzo forman una conexion a nivel molecular y se interpenetran en la interfase entre el material de la pelmula de base y el material del elemento fibroso. Asf pues, en la localizacion donde los elementos fibrosos se aportan a la pelmula de base, un dominio de una mezcla del material que comprende el material de la pelmula de base y el material del elemento fibroso esta presente entre un dominio de material puro de la pelmula de base y un dominio de material puro del elemento fibroso, de tal modo que dichos elementos fibrosos se forman sobre la pelmula de base para humedecer sustancialmente la superficie de la pelmula de base, entrelazarse o interpenetrarse con dicho material de la pelmula de base, y difundirse por la superficie de dicha pelmula de base. Gracias a esto se consigue una pelmula mas fuerte y con mayor resistencia al desgarro que las pelmulas termoplasticas reforzadas que no tienen dicho dominio. Ademas, las pelmulas reivindicadas tienen mayor estabilidad contra el rasgado de los elementos fibrosos de la pelmula de base en comparacion con las pelmulas de la tecnica anterior.
Se entiende que, en el caso de que la pelmula de base y los elementos fibrosos esten hechos del mismo material, no se forma ninguna mezcla de materiales diferentes. Sin embargo, se produce la interpenetracion de las cadenas de polfmeros. La terminologfa «material puro de la pelmula de base» significa que hay menos del 10% en peso del material del elemento fibroso en el dominio, preferiblemente menos del 5% en peso, mas preferiblemente menos del 1% en peso, mas preferiblemente menos del 0,1% en peso del material del elemento fibroso en el dominio. La terminologfa «material puro del elemento fibroso» tiene un significado analogo.
La simple aplicacion del calor durante la fijacion de un elemento de refuerzo (tal como una tira) sobre una pelmula de
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base no crea de manera automatica un dominio suficiente para resistir la propagacion del desgarro. El calor podna no ser suficientemente alto, o bien el tiempo de exposicion al calor podna no ser el adecuado. Al depositar la fibra o los elementos de tipo fibra sobre la pelfcula de base, dichos elementos se cristalizan desde el fundido tras depositarlos sobre dicha pelfcula de base, con lo que se asegura el calor necesario para conseguir un dominio suficientemente fuerte. Los elementos fibrosos se extruden directamente sobre la pelfcula de base. La frase «se extruden directamente» significa que las fibras se colocan sobre la pelfcula de base en menos de 30 minutos desde su extrusion, preferiblemente en menos de 20 minutos, mas preferiblemente en menos de 2 minutos, mas preferiblemente en menos de 1 minuto, mas preferiblemente en menos de 10 s, mas preferiblemente en menos de 5 s, mas preferiblemente en menos de 1 s. Preferiblemente, el proceso es continuo.
En una realizacion, los elementos fibrosos estan fijados por calor sobre la pelfcula de base.
El metodo para producir la pelfcula delgada y reforzada de la presente invencion implica preferiblemente la extrusion directa de aproximadamente 1:1 a 1,5:1 (razon de anchura por altura) elementos fibrosos sobre la pelfcula de base delgada, en donde dicha pelfcula de base podna estar extrudida o ser directamente extrudida. Dichos elementos fibrosos estan cristalizados preferiblemente sobre la pelfcula de base, preferiblemente al mantener su proporcion de las dimensiones de anchura por altura. La dimension del espesor medio de dicha pelfcula de base delgada es preferiblemente menor que la dimension de la altura media de dicho elemento fibroso. Al depositarlo, se produce un intermedio de pelfcula termoplastica, que podna continuar despues con un procedimiento de enfriamiento, lo que suministra la pelfcula termoplastica de la presente invencion. En este caso, dicha pelfcula termoplastica tiene unas dimensiones externas similares a dicho intermedio de la pelfcula termoplastica. Preferiblemente, los elementos fibrosos se presionan brevemente despues de entrar en contacto con la pelfcula de base o, lo mas preferiblemente, al entrar en contacto con la pelfcula de base, de tal manera que se altera la proporcion de anchura por altura de las fibras. En ese caso, el intermedio de la pelfcula termoplastica producido difiere de dicha pelfcula termoplastica de la presente invencion con respecto a las dimensiones externas.
Una ventaja de utilizar fibras de seccion transversal circular o elfptica es que cuando se aplican y presionan sobre la pelfcula de base, su forma les permite humedecer la superficie de la pelfcula de base con mas facilidad que cuando teman un perfil de superficie que no era curvo. Asf pues, al tener una superficie curvada, una pequena porcion de la fibra entra en contacto inicialmente con la pelfcula cuando se aplica, lo que le permite asentarse sobre la superficie de la pelfcula con mas facilidad y crear una mezcla interfacial con la pelfcula de base, con lo que mejora la fijacion entre la pelfcula y la fibra. Las fibras que tienen un perfil de superficie mas aplastado, p. ej., un perfil rectangular plano, tienden a asentarse en la superficie y pueden tambien retener burbujas entre la fibra y la superficie de la pelfcula de base, con lo que se reduce la fijacion entre la pelfcula y la fibra.
La proporcion de la anchura por la altura de los elementos de tipo fibra puede ser de mas de 2:1. Preferiblemente, la proporcion de la anchura por la altura de los elementos de tipo fibra es menor que 10:1. Preferiblemente, los elementos de tipo fibra presionados tienen una dimension media de la altura mayor que la dimension media del espesor de dicha pelfcula de base. Preferiblemente, esta configuracion permite que el elemento de tipo fibra actue como una barrera contra el desgarro ante cualquier fisura o grieta que se propague a lo largo de la peifcula de base y se tope contra el elemento de tipo fibra.
Dicho metodo para producir la pelfcula delgada y reforzada de la presente invencion utiliza preferiblemente elementos de refuerzo (fibras) que se cristalizan a partir del material fundido cuando se depositan, en comparacion con los metodos de laminacion en los que los elementos de refuerzo se calientan parcialmente, lo que crea para la fijacion una zona limitada afectada por el calor. Adicionalmente, la simple aplicacion de calor durante la fijacion de un elemento de refuerzo (tal como una tira) sobre una pelfcula de base no crea automaticamente un dominio suficiente para resistir la propagacion del desgarro. El calor podna no ser suficientemente alto, o bien el tiempo de exposicion al calor podna no ser el adecuado. Al depositar fibras o elementos fibrosos sobre la pelfcula de base, dichos elementos se cristalizan a partir del material fundido tras su colocacion sobre dicha pelfcula de base, con lo que se asegura el calor necesario para conseguir un dominio suficientemente fuerte. En el primer caso, la difusion macromolecular entre el material de la fibra compatible y el material de la base crea una interfase fuerte (dominio suficiente), mientras que en el ultimo caso aparece un area interfacial, principalmente debido al entrelazado de las cadenas macromoleculares (mezcla insuficiente de las cadenas de los polfmeros).
Las tiras se preforman cuando se aplican sobre la pelfcula de base, mientras que las fibras de la presente invencion se extruden preferiblemente sobre la pelfcula de base. Hay un requisito de calor diferente para laminar una tira sobre una pelfcula de base, en vez de aplicar una fibra extrudida sobre una pelfcula de base. El primer caso es un proceso endotermico, ya que para la laminacion se necesita la transmision de calor desde una fuente externa. El ultimo caso es un proceso exotermico, ya que el calor se transfiere desde la fibra a la pelfcula de base.
Cuando se lamina una tira, se aplica calor a lo largo de la superficie de la tira y de la pelfcula de base, mientras que cuando se aplica una fibra extrudida de la invencion, la aplicacion de calor es solo sobre el punto de contacto entre la pelfcula de base y la fibra. Una desventaja mas de laminar una tira esta en la heterogeneidad de la aplicacion de calor, esto es, se aplica calor de forma externa por un lado, lo que en combinacion con una tira delgada puede ocasionar un pandeo extenso e incontrolable. La fibra extrudida de la invencion tiene la ventaja de que no necesita la
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aplicacion de calor externo por un lado, por lo que no se produce un pandeo extenso e incontrolable.
La laminacion, tal y como se ensena en la tecnica anterior, es un proceso en el que dos superficies preformadas entran en contacto para formar una superficie mas gruesa. Es un proceso endotermico, en el que se aplican el calor y la presion desde una fuente externa sobre una o ambas superficies. Una limitacion es que ninguna de ellas se calienta cerca de su punto de cristalizacion. La cantidad de calor y de tiempo que se puede aplicar es breve para reducir la posibilidad de pandeo, encogimiento, enroscamiento e inestabilidades dimensionales. Esto significa que, a diferencia de la presente invencion, la laminacion termica no da lugar a un entremezclado suficiente de las cadenas de polfmeros. Por lo tanto, es necesario reducir el espesor de la tira para permitir la transferencia de calor. Ademas, se aplica calor externo a la tira y a la pelfcula de base, lo que puede provocar la degradacion de la pelfcula reforzada resultante.
En la presente invencion, la colocacion de la fibra se realiza con la fibra idealmente a 1-100 °C por encima de su punto de cristalizacion, mas preferiblemente a 1-80 °C, mas preferiblemente a 10-60 °C, mas preferiblemente a 2050 °C. La propia fibra es un elemento caliente que suministra calor directamente a la superficie de la pelfcula, lo que da lugar a un aporte de calor rapido, eficaz, focalizado y controlable que no esta limitado a la duracion del contacto. Por consiguiente, se produce un buen entremezclado en la interfase entre la fibra y la pelfcula de base, lo que da lugar al dominio del material que comprende la fibra y el material de la pelfcula de base. Cuando se utiliza una fibra con pared e interior (core-shell), preferiblemente al menos la pared y, opcionalmente, el interior, estan a las temperaturas que se acaban de mencionar mas arriba.
El grado de fusion, esto es, de licuefaccion, en la interfaz es importante para reducir cualquier microburbuja de aire que pudiera quedar atrapada entre el elemento de refuerzo y la pelfcula de base. La aplicacion de un elemento fibroso extrudido, en vez de la laminacion de una tira de refuerzo, reduce la cantidad de microburbujas de aire que se quedan atrapadas en la interfase entre el elemento de refuerzo y la pelfcula de base.
La presente invencion da a conocer una pelfcula reforzada con un mezclado interfacial en la interfase entre la fibra y la pelfcula de base mayor que el que se puede conseguir mediante la laminacion termica de una tira de refuerzo. Esta area de mezclado interfacial absorbe la energfa asociada a un desgarro y, por lo tanto, opone resistencia a la propagacion del desgarro. Cuando se utiliza la laminacion, los requisitos de calor para producir suficiente mezclado interfacial causanan inestabilidades dimensionales tanto en la pelfcula de base como la tira de refuerzo. Esto significa que la laminacion de una tira de refuerzo no produce una mezcla interfacial suficiente en la interfase entre el elemento de refuerzo y la pelfcula de base, por lo que tiene unas propiedades inferiores a la hora de impedir la propagacion del desgarro. Ni siquiera la aplicacion de presion en la tira de refuerzo compensa la eficacia de las fibras en caliente de la presente invencion.
La aplicacion de calor podna provocar cambios perjudiciales en el proceso y el diseno del producto, aunque, sorprendentemente, las fibras extrudidas de la presente invencion superan las dificultades asociadas a la laminacion de las tiras. La presente invencion se resiste adicionalmente a la propagacion del desgarro con mas eficacia que una tira laminada de la tecnica anterior.
Preferiblemente, los elementos fibrosos de la pelfcula delgada y reforzada de la presente invencion tienen un peso en total que es preferiblemente menor que el 30% del peso de dicha pelfcula de base, o mas preferiblemente menor que el 20% del peso de dicha pelfcula de base, o lo mas preferiblemente, menor que el 15% del peso de dicha pelfcula de base. Dichos elementos fibrosos tienen preferiblemente un peso de base de menos de 1 g/cm2, mas preferiblemente de menos de 0,1 g/cm2, lo mas preferiblemente de menos de 0,01 g/cm2.
El mecanismo de union de la pelfcula de base y del uno o varios elementos fibrosos da lugar a la conexion fuerte entre los elementos fibrosos y la pelfcula de base, y no necesita grandes superficies de contacto entre las dos, lo que suele ser necesario para los elementos de refuerzo mas anchos, tales como tiras, bandas o cintas. Ademas, el despegado local se vuelve menos probable con los elementos fibrosos que con las tiras, ya que los elementos fibrosos no tienen las mismas tensiones internas que las tiras. Esto significa que los elementos fibrosos es menos probable que se despeguen de la pelfcula de base que las tiras. Cuando las tiras se retraen, se despegan de la pelfcula de base, pero las fibras no.
El mecanismo de union de las fibras y de la pelfcula de base tiene la ventaja adicional de que cuando se produce la mezcla interfacial, no es necesario embutir los elementos fibrosos en la pelfcula de base. La pelfcula de base y el dominio de la mezcla del material tienen un mayor espesor combinado que la pelfcula de base en los lugares donde no estan los elementos fibrosos debido a la interdifusion entre el material de la fibra y la pelfcula de base.
La estructura ABCDE citada mas arriba tiene ventajas concretas. Un problema asociado al deposito de fibras calientes sobre una pelfcula de base es que, si la fibra esta demasiado caliente y/o si la una o varias capas externas de la pelfcula de base son demasiado blandas, la fibra podna penetrar demasiado en la superficie de la pelfcula, con lo que se reduce la integridad de la misma y se disminuye resistencia al desgarro de la misma. No obstante, la estructura ABCDE de la pelfcula se puede proporcionar con una capa externa (A y/o E) que es relativamente propicia para la fijacion de la fibra (al tener un punto de fusion y/o una densidad relativamente bajos en comparacion con una capa adyacente en la pelfcula de base). Tal capa externa podna tener una capa adyacente (B y/o D) que
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tenga un punto de fusion y/o densidad relativamente altos. Esto permite a la fibra caliente se funda localmente y se fusione con la capa externa (A y/o E), pero que la fibra no este suficientemente caliente para penetrar o fundirse significativamente con la capa subyacente (B y/o D). Esto permite mantener la integridad de la capa interna (C) y cualquier capa mas distal de la capa externa. Tal sistema se mejora adicionalmente cuando se utiliza una fibra que tiene una temperatura tras el deposito sobre la pelfcula de base que es mayor que la temperatura de cristalizacion de la capa externa (A y/o E), pero inferior a la de la capa subyacente (B y/o D). Esto se puede ademas mejorar cuando se utiliza una fibra de dos componentes, interno y externo, que tiene una pared hecha del mismo material, o uno similar, que el de la capa externa de la pelfcula de base. Tal disposicion aumenta al maximo la interaccion y, por tanto, la fijacion, de la fibra a la pelfcula de base. Unas ventajas semejantes valen tambien para las pelfculas que tienen mas de 5 capas, a saber, 7, 9, 11 ,13, 15, 17, etc.
El uso de una fibra de dos componentes con pared e interior (core-shell) tiene mas ventajas. Por ejemplo, cuando el interior tiene un punto de fusion y/o una temperatura de cristalizacion mas alto que la pared, la fibra se puede calentar a una temperatura por debajo de la temperatura de cristalizacion o del punto de fusion del interior, pero mas alta que la temperatura de cristalizacion o el punto de fusion de la pared. Esto permite que la pared interaccione con la capa externa de la pelfcula de base, por lo que se mejora la union entre ellas. Sin embargo, el interior no supera su temperatura de cristalizacion ni su punto de fusion, por lo que conserva la integridad de la fibra y, asf pues, se mejora la manipulacion y la retencion de la forma de la misma.
En una realizacion preferida de las estructuras de capas ABA, ABC, ABCDE y ABCBA de la pelfcula de base citada mas arriba, la capa externa de la pelfcula de base, que es la que se unira al refuerzo de la fibra de refuerzo, debe tener un espesor que es ±50%, preferiblemente ±25%, ±10% del espesor de la pared de la fibra. Esto asegura un nivel optimo de mezclado de la pared y de la capa externa de la pelfcula de base, lo que mejora la union de la fibra a la pelfcula de base.
Los elementos fibrosos tienen propiedades, tales como la resistencia a la traccion, alargamiento de ruptura, resistencia al desgarro, coeficiente de friccion, peso por metro cuadrado, etc., que influyen cada una de las ellas en las propiedades globales de la pelfcula termoplastica reforzada. El ajuste de las propiedades de la pelfcula de base junto con las propiedades del elemento fibroso garantiza que el producto tenga el comportamiento deseado. Por lo tanto, por ejemplo, la disminucion del espesor de la pelfcula de base seguido del ajuste de una o varias propiedades de los elementos fibrosos depositados proporciona la capacidad de mantener y ademas mejorar las propiedades de la pelfcula termoplastica reforzada final. Con este metodo se consigue reducir el peso y el coste del producto, lo que respalda otros compromisos medioambientales al disminuir el consumo de residuos.
Los inconvenientes de las pelfculas delgadas conocidas se superan gracias a la mejora de la interfase entre los elementos fibrosos depositados y la pelfcula de base. Asf pues, incluso el diametro de los elementos de refuerzo de tipo fibra es capaz de producir una resistencia a la traccion adecuada. Dado el diametro relativamente pequeno de los elementos fibrosos en comparacion con, digamos, tiras, nervaduras o correas, se consigue una reduccion considerable del peso. Dicha interfase mejorada permite que la seccion transversal este incrementada ante un desgarro cuando el desgarro se topa con un elemento fibroso. Este incremento de la seccion transversal es capaz de disipar con eficacia la mayor parte de la energfa aportada. Asf pues, se obstaculiza o imposibilita un desgarro. Por consiguiente, se puede conseguir la mejora de la resistencia al desgarro con respecto a las pelfculas conocidas en la tecnica, en donde el desgarro se propaga bajo los elementos de refuerzo (p. ej., tiras de refuerzo) o el desgarro no se detiene de manera eficaz (p. ej., elementos embutidos en la pelfcula de base, elementos presionados, etc.).
Los elementos fibrosos tienen la funcion de tener un impacto sobre las propiedades globales de la pelfcula de base. Esto se puede conseguir distribuyendolos por toda la pelfcula de base. «Toda la pelfcula de base» tiene el significado de que la region es, por ordenes de magnitud, mas larga que la dimension de la anchura de las fibras, y, en esta region, una multitud de elementos fibrosos estan localizados en una pelfcula de base. Para las personas expertas en la tecnica, es obvio que una pelfcula termoplastica con una gran area en comparacion con las regiones podna tener diferentes propiedades en las diferentes regiones de un area, tal como estar perforada, contar con diferentes tipos de elementos de refuerzo, o incluso no estar reforzada en absoluto. Por ejemplo, una pelfcula que tiene un area de 20 m de longitud y 2 m de anchura puede tener una primera porcion de 5 m con una primera caractenstica, una segunda porcion de 5 m de longitud con una segunda caractenstica, una tercera porcion de 5 m de longitud con una tercera caractenstica y una cuarta porcion de 5 m de longitud con una cuarta caractenstica.
Las fibras cubren menos del 51% del area de dicha superficie de la pelfcula, preferiblemente menos del 30%, preferiblemente menos del 10%, tal como aproximadamente el 48%, aproximadamente el 32%, aproximadamente el 21%, aproximadamente el 9%, aproximadamente el 5% y similares. Preferiblemente, las fibras cubren mas del 0,2% del area de dicha superficie, preferiblemente mas del 2%.
En la tecnica anterior, el area de la superficie de la tira, banda, cinta o similar que esta en contacto con la base es la misma que la superficie superior de dicha tira, banda, cinta o similar, con la que tiene libertad para contactar durante la aplicacion de la pelfcula. Para las fibras o los elementos de tipo fibra, las respectivas areas de la superficie podnan ser diferentes debido al grado de adhesion entre dicho elemento y la pelfcula de base, lo que da lugar a la que cambie la forma del elemento fibroso, tal y como se muestra en las figuras 2a, 2b y 2c.
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Los elementos fibrosos podnan estar localizados en ambas superficies de la pelmula de base. La posicion y el grado de cobertura de los elementos fibrosos de una superficie de la pelmula de base pueden ser iguales o diferentes a la posicion de los elementos de refuerzo en la otra superficie de la pelmula de base.
Una tira, banda, cinta o similar que esta fija sobre una pelmula de base no puede crear una superficie suave y uniforme cuando la curvatura en plano de dicho elemento crea pliegues y arrugas. Por otra parte, la fibra y los elementos de tipo fibra se curvan con una facilidad relativamente mayor tras el deposito sobre la pelmula de base. Asf pues, dichos elementos tienen superficies lisas y uniformes. Esta caractenstica permite fabricar varias configuraciones de dicha fibra o elementos de tipo fibra sobre dicha pelmula de base. Adicionalmente, dichos elementos de tipo fibra no obstaculizan el estiramiento de dicha pelmula termoplastica reforzada, al contrario que otros tipos de elementos como los tubos huecos.
Los elementos fibrosos se disponen preferiblemente del mismo lado de la pelmula de base. Esto permite un proceso de fabricacion facil y eficaz.
Los elementos fibrosos se podnan colocar de forma continua o discontinua. En las diferentes areas de la misma pelmula termoplastica reforzada podnan colocarse elementos fibrosos de forma continua o discontinua. Ademas, los elementos fibrosos adyacentes se podnan colocar de forma continua y/o discontinua. Esto garantiza una reduccion adicional del peso del producto final. Por ejemplo, cuando los elementos fibrosos producen una adhesion sobre la superficie de la pelmula de base, tal como un material de fibra de densidad comparativamente baja y con una propiedad de extension baja, los elementos fibrosos no tienen que ser continuos. En una realizacion alternativa, los elementos fibrosos aportan resistencia a la pelmula, tal como un material de fibra con una densidad comparativamente alta y un incremento de la propiedad extensible, se prefiere una fibra continua para producir una «fuerza de sujecion» a lo largo de la direccion de la maquina durante la aplicacion. En algunas realizaciones, sobre la misma superficie de la pelmula de base se podnan reunir una combinacion de varios tipos de elementos fibrosos.
Los elementos fibrosos se podnan localizar sobre la pelmula de base paralelos al borde largo de la pelmula de base, perpendiculares al borde largo de la pelmula de base o en cualquier direccion aleatoria. En la mayona de casos, el borde largo es un resultado del proceso de fabricacion, que es la direccion de la maquina o la direccion de traccion.
Los elementos fibrosos podnan cruzarse unos con otros. Los elementos fibrosos podnan ser completamente independientes unos de otros. Como alternativa, los elementos fibrosos podnan formar configuraciones tejidas o no tejidas sobre la superficie de la pelmula de base. Muchos elementos fibrosos se podnan depositar en una configuracion paralela o no paralela entre sf
Cuando los elementos fibrosos se colocan de manera discontinua sobre la pelmula de base, los huecos entre los elementos fibrosos (es decir, las areas de la pelmula a las que no se aplicaron elementos fibrosos) podnan formar una lmea sustancialmente recta en la misma direccion que la direccion de colocacion de los elementos fibrosos. Como alternativa, los huecos entre los elementos fibrosos podnan no formar una lmea recta en la misma direccion que la direccion de colocacion de los elementos fibrosos. Estas relaciones de colocacion entre los huecos de los elementos fibrosos adyacentes se podnan realizar en diferentes areas de la misma pelmula termoplastica reforzada. Esto conduce a propiedades espedficas en terminos de estabilidad y direccion del desgarro. Por ejemplo, cuando los huecos entre los elementos fibrosos forman una lmea recta en la misma direccion que la direccion de colocacion de los elementos fibrosos, sera mas facil desgarrar la pelmula a lo largo de dicho hueco cuando los huecos entre los elementos fibrosos no forman una lmea recta y se rasga dicha pelmula. Esto significa que se pueden fabricar pelmulas con regiones donde es relativamente mas facil desgarrar una pelmula en una direccion predeterminada.
La direccion de los elementos fibrosos podna, por lo tanto, seleccionarse de acuerdo con la necesidad de ajustar o controlar una propiedad de la pelmula de base. En el caso de que se necesite detener una ruptura tras el desgarro en una direccion espedfica, los elementos fibrosos se podnan orientar verticalmente a esta direccion espedfica para formar una barrera a la propagacion del desgarro.
Los elementos fibrosos se pueden colocar rectos, curvados, ondeados, en zigzag, en espiral, en forma de drculos, o pueden tomar cualquier otra configuracion o contorno.
La forma de seccion transversal de los elementos fibrosos podna variar antes y despues de su deposito sobre la pelmula de base. Tambien se podnan utilizar las mezclas de las formas transversales de las fibras. La forma de las secciones transversales relacionadas tiene, en la practica, unos bordes obtusos, recortados y redondos. El area de la seccion transversal podna variar a lo largo del elemento fibroso. Por ejemplo, al alterar el coeficiente de estiramiento de las fibras durante un proceso de deposito continuo, se altera la masa de la fibra depositada.
La forma transversal podna variar a lo largo de los elementos fibrosos. El procesamiento de los elementos fibrosos puede dar un comportamiento extra al artmulo final.
Los elementos fibrosos podnan contener aditivos. Con estos aditivos se podnan conseguir propiedades espedficas para los elementos fibrosos o para la pelmula termoplastica reforzada completa. Los aditivos de los elementos fibrosos pueden comprender compuestos colorantes, inhibidores de la adherencia, intensificadores de la adherencia,
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inhibidores de la corrosion, absorbentes de humedad, indicadores de la historia termica, antiestaticos, promotores del crecimiento de las plantas y/o herbicidas, o mezclas de los mismos. Los inhibidores volatiles de la corrosion idoneos podnan ser compuestos tales como los nitruros inorganicos, carbonatos, molibdatos, aminas, triazoles o mezclas de los mismos. En determinadas realizaciones, los aditivos incluyen cargas de refuerzo con forma de 0-D, 1-D o 2-D, o cualquier combinacion de las mismas. En realizaciones espedficas, al aditivo le acompana un compatibilizador adecuado.
Los aditivos podnan estar presentes solo en los elementos fibrosos.
Los elementos fibrosos podnan estar revestidos. Por ejemplo, los elementos fibrosos podnan tener una estructura de pared e interior que comprende una fibra revestida con un polvo organico o inorganico. El polvo organico o inorganico se podna absorber mejor cuando la fibra esta en un estado fundido. Preferiblemente, dichas fibras son fibras macizas, es decir, fibras que no estan huecas.
Preferiblemente, la pelfcula termoplastica podna comprender al menos dos tipos diferentes de elemento fibroso. Los elementos fibrosos podnan diferir en el material, tiempo de aplicacion, area transversal, forma transversal, aditivos, revestimientos y similares, o una mezcla de dos o mas de los mismos.
Los elementos fibrosos y los materiales de la pelfcula de base podnan comprender polfmeros o copolfmeros, preferiblemente polfmeros sinteticos. Preferiblemente, los polfmeros son poliolefinas o no poliolefinas, tales como poliamidas o poliesteres. Las mezclas de diferentes poliolefinas o mezclas de poliolefinas con no poliolefinas tambien se pueden utilizar. En el ultimo caso, se prefiere la compatibilizacion. Preferiblemente, las poliolefinas se seleccionan independientemente del grupo que consiste en polietileno, polipropileno, polisobutileno, polibutil-1-eno, poli-4-metilpent-1-eno, poliisopreno, polibutadieno y copolfmeros y mezclas de los mismos, preferiblemente polfmeros cuya base es etileno. Mas preferiblemente, las poliolefinas son polietileno, mas espedficamente polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polietileno de muy baja densidad (VLDPE), polietileno de ultrabaja densidad (ULDPE) o polietileno de baja densidad (LDPE), producidos como se conoce en la tecnica. Los elementos fibrosos y la pelfcula de base podnan ser del mismo material o de diferentes materiales. Las diferentes capas de las pelfculas de base con multiples capas podnan ser del mismo material o de diferentes materiales.
Cuando la pelfcula de base y los elementos fibrosos estan hechos del mismo material qrnmico, podnan diferir los atributos ffsicos de la pelfcula de base y de los elementos fibrosos. Por ejemplo, en una realizacion preferida en donde tanto la pelfcula de base como los elementos fibrosos estan hechos de polietileno, los elementos fibrosos podnan estar hechos de una calidad diferente de polietileno para el material de base. Por ejemplo, el material de base podna estar hecho de LDPE, mientras que los elementos fibrosos podnan estar hechos de una calidad diferente de polietileno, tal como LLDPE, VLDPE o ULDPE. De este modo, la pelfcula de base (por lo tanto, preferiblemente la mayor parte del material global de la pelfcula) podna estar hecha de polfmeros de calidad relativamente baja, mientras que los elementos fibrosos (los que constituyen preferiblemente la minona del material en la pelfcula total) pueden estar hechos de un material con mejor comportamiento. Esto da lugar a unas pelfculas de menor coste al mismo tiempo que se mantiene el comportamiento de las mismas.
La pelfcula termoplastica reforzada podna estar perforada. Los agujeros podnan tener cualquier configuracion posible y podnan variar en una pelfcula termoplastica reforzada. En el metodo de la presente invencion, la pelfcula de base podna ser una pelfcula de base perforada antes de la aplicacion de los elementos fibrosos. Como alternativa, la pelfcula de base se podna perforar despues de la aplicacion de los elementos fibrosos.
Las perforaciones de la pelfcula tienen preferiblemente un diametro maximo (en su punto mas ancho) de entre 0,1 mm y 100 mm, preferiblemente entre 1 mm y 90 mm, mas preferiblemente entre 5 mm y 70 mm, mas preferiblemente entre 10 mm y 50 mm.
Los elementos fibrosos se pueden colocar en cualquier configuracion y/o numero entre y/o alrededor de los agujeros. Si los agujeros estan dispuestos en filas, se podna colocar al menos un elemento fibroso entre dos filas adyacentes de agujeros.
Cuando la pelfcula de base esta perforada, los elementos fibrosos se colocan preferiblemente proximos al borde del agujero adyacente, por ejemplo, a menos de 5 mm del borde del agujero adyacente, preferiblemente a menos de 3 mm del agujero adyacente, mas preferiblemente a menos de 1 mm del borde del agujero adyacente, tal como hasta el mismo borde del agujero adyacente.
En una realizacion, los elementos fibrosos estan rodeando las perforaciones. Esto significa que los elementos fibrosos estan tendidos sobre la pelfcula de base de tal manera que estan tendidos al menos parcialmente a ras del borde de los agujeros.
Los elementos fibrosos podnan bordear y rodear cada uno de dichos agujeros. Esto se puede conseguir mediante elementos independientes que estan en contacto entre sf o mediante elementos fibrosos independientes, que podnan formar un anillo alrededor del agujero. Preferiblemente, para las filas de los agujeros, al menos dos elementos fibrosos encapsulan todos los agujeros de una fila al estar en contacto entre cada agujero.
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La pelfcula termoplastica de base esta extrudida y se podna procesar adicionalmente mediante procesos de soplado o moldeado. Durante el deposito del uno o varios elementos fibrosos sobre la pelfcula de base, la temperature del elemento fibroso esta por encima de la temperature ambiente y preferiblemente a 1-100 °C por encima de su punto de cristalizacion, mas preferiblemente a 1-80 °C, mas preferiblemente a 10-60 °C, mas preferiblemente 20-50 °C. El deposito se podna realizar sobre la pelfcula de base, en donde la pelfcula de base esta preferiblemente en un estado fundido, o al menos parcialmente fundido, o en el estado solido.
Se podna aplicar presion al elemento fibroso despues del deposito sobre la pelfcula de base para una mejor fijacion del elemento fibroso sobre la pelfcula de base. Ademas, el proceso de presion se podna utilizar para definir la forma de la seccion transversal del elemento fibroso. Esto se podna conseguir mediante el uso de medios de presion para formar la correspondiente seccion transversal. La presion se podna aplicar por medio de un cilindro que es capaz de aplicar presion al elemento fibroso en el punto de deposito. Dicho cilindro podna ajustar la altura de dicho elemento fibroso a traves de su posicion fija desde dicha pelfcula de base. La proporcion del espesor (altura) por la anchura del elemento fibroso despues de que se haya aplicado la presion podna estar en el margen de 1:3 a 1:10, preferiblemente de 1:5 a 1:20, preferiblemente de 1:9 a 1:14, tal como 1:10, 1:12, 1:3 y similares. Preferiblemente, es de menos de 1:10.
Un intermedio de pelfcula termoplastica se podna formar como un producto temporal, antes de la aplicacion de una etapa de fijacion por calor y/o presion. Dicho intermedio comprende
(i) una pelfcula de base extrudida que comprende un material de poliolefina extensible que comprende una o varias capas; y
(ii) una multitud de elementos fibrosos extrudidos;
en donde los elementos fibrosos estan colocados al menos en una superficie de dicha pelfcula de base;
en donde los elementos fibrosos extrudidos forman una o varias protrusiones con respecto al plano de la pelfcula de base; y
en donde el espesor medio de la pelfcula de base es menor que el espesor medio de la protrusion.
En la figura 1 se describe una vista en perspectiva de una pelfcula termoplastica reforzada 11 de acuerdo con la invencion. Se debe observar que la figura 1 no ilustra una realizacion particular, sino varias alternativas.
En esta primera realizacion, se da a conocer una pelfcula de base 12 como una correa, en donde la longitud en la direccion de la maquina MD es mayor que la anchura de la pelfcula. La pelfcula de base 12 consiste en dos capas 13, 14, una por encima de la otra para formar un sistema con varias capas. Como alternativa, se podna dar a conocer solo una capa, p. ej., la capa 13, o mas de dos capas.
Los componentes de la pelfcula de base se podnan hacer de poliolefinas o no poliolefinas (material de la pelfcula de base). En determinadas realizaciones, los componentes de la pelfcula de base son polietileno y copolfmeros del mismo. La pelfcula de base se caracteriza por ser delgada.
En una superficie de la pelfcula de base 12 se adhieren los elementos fibrosos 15, 16. Los elementos fibrosos 15, 16 podnan tener diferentes caractensticas.
En esta realizacion, los elementos fibrosos 15 y 16 tienen una forma transversal rectangular, aunque son preferibles las secciones transversales redondeadas u ovaladas. La forma transversal de los elementos fibrosos 15 y 16 podna cambiar antes y despues de su deposito sobre la pelfcula de base. En otras realizaciones, la forma transversal es redonda, cuadrada, elfptica, rectangular o lenticular. La forma transversal de los elementos fibrosos 15 y 16 que se depositan sobre la pelfcula de base 12 vana de acuerdo con el grado de adhesion entre los elementos fibrosos 15 y 16 y la pelfcula de base 12. Esto esta relacionado con la compatibilidad del elemento fibroso 15 y 16 depositado y la pelfcula de base 12 en las condiciones del deposito.
Desde la figura 2a a la figura 2c se muestran diferentes realizaciones de la forma transversal de los elementos fibrosos 15 y 16.
En la figura 2a se muestra la forma transversal para una adhesion baja entre la pelfcula de base 2a1 y el elemento fibroso 2a2. En la figura 2a se muestra ademas un revestimiento 2a3 del elemento fibroso 2a2 que rodea el elemento fibroso 2a2. Este revestimiento 2a3 podna variar (en terminos de espesor y/o composicion qmmica) y se podna modificar para modificar las propiedades de adhesion.
La figura 2b muestra una forma transversal para una adhesion alta entre la pelfcula de base 2b1 y el elemento fibroso 2b2. La mayor adhesion se puede observar por el diferente angulo de contacto en comparacion con la figura 2a. Por lo tanto, se entiende que, en determinadas realizaciones, la forma transversal de los elementos fibrosos podna ser diferente en comparacion con otros elementos fibrosos adyacentes de dicha pelfcula termoplastica reforzada. De igual forma, las propiedades de los elementos fibrosos depositados tambien podnan ser diferentes con
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respecto a los otros elementos fibrosos adyacentes de dicha pelmula termoplastica reforzada. La forma transversal dependera ademas del proceso de fabricacion.
En la figura 2c, se muestra una seccion transversal despues de presionar el elemento fibroso 2c2 sobre la pelmula de base 2c1. Asf pues, antes de presionar, el elemento fibroso 2c2 esta mas elevado sobre la pelmula de base 2c1 y despues de presionar, hay mas superficie de la pelmula de base 2c1 cubierta con el elemento fibroso 2c2.
Volviendo a la figura 1, en la figura 1, los elementos fibrosos 15 y 16 estan orientados en paralelo a la direccion de la maquina MD y tienen una forma de elementos esbeltos parecidos a un hilo. El elemento fibroso 15 esta tendido de forma continua sobre la superficie de la pelmula de base 12, mientras que el elemento fibroso 16 se aporta de manera discontinua sobre la pelmula de base 12. Por supuesto, hay realizaciones que tienen exclusivamente elementos fibrosos 15 continuos o que tienen exclusivamente elementos fibrosos 16 discontinuos, asf como una combinacion de ambas fibras. En la figura 1 se muestran ambos tipos de elementos fibrosos 15 y 16 unicamente con el proposito de ilustrar.
En las figuras 3a a 3d se ofrece una vision general de las orientaciones de ejemplo.
En cuanto a la figura 3a, en ella se describe una pelmula de base 3a1 flexible para el embalaje. Los elementos fibrosos 3a2 se tienden longitudinalmente a lo largo de la direccion de la maquina MD.
En otra realizacion mostrada en la figura 3b, los elementos fibrosos 3b2 a 3b4 tienen una configuracion en zigzag sobre la pelmula de base 3b1 a lo largo de la direccion de la maquina MD. Adicionalmente, los elementos fibrosos se colocan desplazados uno al lado del otro, 3b2 y 3b3, o reflejados el uno con el otro, 3b3 y 3b4.
En la realizacion mostrada en la figura 3c, los elementos fibrosos 3c2 y 3c3 estan formando ondas y colocados sobre la pelmula de base 3c1 a lo largo de la direccion transversal con respecto a la direccion de la maquina MD. Ademas, los elementos fibrosos estan colocados desplazados uno al lado del otro, o reflejados el uno con el otro.
En una determinada realizacion mostrada en la figura 3d, los elementos fibrosos 3d2 estan dispersos al azar sobre la superficie de la pelmula de base 3d1, de tal manera que alteran las propiedades de la pelmula a lo largo de cualquier direccion. Ademas, la forma individual de los elementos fibrosos podna variar tal y como se muestra en la figura 3d.
Volviendo de nuevo a la figura 1, tal y como se menciono mas arriba, el elemento fibroso 15 es un elemento continuo, mientras que el elemento fibroso 16 es un elemento discontinuo que tiene un hueco 19 entre las partes discontinuas del elemento fibroso 16. En las figuras 4a y 4b se muestran diferentes configuraciones posibles.
En la figura 4a, los elementos fibrosos discontinuos 4a2 y 4a3 estan colocados de tal manera que los huecos 4a4 y 4a5 en los elementos 4a2 y 4a3, respectivamente, forman una lmea recta 4a6 vertical a la direccion de los elementos fibrosos 4a2 y 4a3.
En otra realizacion mostrada en la figura 4b, los huecos 4b4 y 4b5 en los elementos fibrosos discontinuos 4b2 y 4b3 estan colocados de tal modo que no estan dispuestos en una unica lmea recta perpendicular a la direccion principal de los elementos fibrosos 4b2 y 4b3.
En la figura 1 se muestra ademas una superficie 18 y 19 que asegura la alta resistencia de la union entre los elementos fibrosos 15 y 16, y la pelmula de base 12. En una realizacion preferida, antes de que se depositen los elementos fibrosos 15 y 16, estos tienen una temperatura proxima a su punto de fusion, de tal modo que se fusionan sobre la pelmula de base 12. La ventaja de esta tecnica que es la union de los elementos fibrosos 15 y 16 y la pelmula de base 12 alcanza el nivel molecular. Mas espedficamente, como los elementos fibrosos depositados 15 y 16 humedecen la base, las cadenas macromoleculares compatibles de ambos elementos fibrosos polimericos 15 y 16, y el polfmero de la pelmula de base 12 son capaces de difundirse parcialmente entre sf, lo que crea una interfase firme entre ellos. Por lo tanto, la union entre los elementos fibrosos 15 y 16, y la pelmula de base 12, en la presente invencion no se restringe solo a algunos fenomenos de entrelazado debido a, p. ej., rugosidad de la superficie, sino que se reparte por modos mas eficaces, tales como las fuerzas de van der Waals, enredo cadenas macromoleculares y similares. Por lo tanto, incluso el diametro de los elementos fibrosos 15 y 16 es capaz de proporcionar la adecuada resistencia a la traccion. Asf pues, la pelmula termoplastica de la presente invencion podna tener una resistencia a la traccion equivalente a una pelmula que no sea segun la presente invencion, pero que tenga un peso mas bajo por area. Asf pues, se consigue la reduccion de peso de la pelmula. Dicha interfase optimizada permite un incremento del area transversal ante un desgarro cuando el desgarro se topa con un elemento fibroso depositado. Este incremento del area transversal es capaz de disipar con eficacia la mayor parte la energfa que le llega y, asf pues, se dificulta o imposibilita un desgarro. Por consiguiente, se puede conseguir que mejore la resistencia al desgarro.
Por ejemplo, cuando una pelmula termoplastica delgada y reforzada para embalaje flexible de la tecnica conocida se comparo con la pelmula delgada y reforzada de la presente invencion, se obtuvieron propiedades similares con respecto a la resistencia a la traccion y a la resistencia al desgarro, con una reduccion de aproximadamente el 20%
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en peso de la pelfcula de la presente invencion para las mismas dimensiones globales de los espedmenes.
Por lo tanto, para una aplicacion determinada con un requisito espedfico en cuanto a la resistencia a la traccion y a la resistencia al desgarro, la pelfcula termoplastica reforzada de la invencion necesita menos masa por area que una pelfcula delgada del mismo material sin el refuerzo correspondiente de esta invencion.
En otra realizacion, los elementos fibrosos se podnan adherir en ambas superficies de la pelfcula de base.
En una realizacion, la localizacion de los elementos fibrosos a un lado de la pelfcula de base es la misma que la localizacion en el otro lado de la pelfcula de base. Asf pues, la colocacion es especular. Esto conduce a realzar aun mas las caractensticas de la pelfcula en comparacion con la pelfcula termoplastica reforzada que solo esta reforzada por un lado de la pelfcula de base.
En otra realizacion, los elementos fibrosos no estan localizados de forma identica en ambas superficies de la pelfcula y, asf pues, no son especulares con respecto a la pelfcula de base. Asf pues, se pueden modificar aun mas las caractensticas de la pelfcula termoplastica reforzada.
La pelfcula termoplastica reforzada podna ser una pelfcula perforada, de tal manera que los agujeros ya vienen hechos en la pelfcula de base.
La realizacion de la figura 5a representa una vista en perspectiva sobre una pelfcula de base perforada 5a1 que esta reforzada mediante los elementos fibrosos longitudinales 5a2 y 5a3 a lo largo de la direccion de la maquina (MD, por su nombre en ingles). Los dos elementos fibrosos longitudinales y continuos 5a2 y 5a3 estan colocados desde ambos lados de las dos filas de agujeros alternados 5a4 y 5a5. Los elementos fibrosos 5a2 y 5a3 estan colocados cercanos a los agujeros 5a4 y 5a5, con lo cual se para un desgarro en sus primeras etapas, antes de su propagacion catastrofica.
De acuerdo con la invencion, se describe otra realizacion en la figura 5b. Los agujeros 5b4 y 5b5 estan alternados a lo largo de la direccion de la maquina y dos elementos fibrosos cruzados y ondulados longitudinales y continuos 5b2 y 5b3 encapsulan cada una de dichas filas de agujeros 5b4 y 5b5.
En otra realizacion mostrada en la figura 5c, una fila de un elemento fibroso longitudinal y discontinuo 5c2 esta colocado entre dos filas de agujeros alternados 5c4 y 5c5. En este caso, la reduccion del peso se lleva a cabo gracias a la discontinuidad de los elementos fibrosos. Al mismo tiempo, un desgarro tiene que propagarse a traves de un camino tortuoso que vendra especificado por la disposicion de los elementos fibrosos discontinuos 5c2, 5c3, con lo que al final se consigue absorber toda la energfa.
En una determinada realizacion, tal y como se describe en la figura 5d, los elementos fibrosos 5d2 y 5d3, que estan entre las filas de los agujeros alternados 5d4 y 5d5, tienen forma de espiral. En este caso, la pelfcula de base extensible 5d1 esta reforzada de forma eficaz a lo largo de la direccion longitudinal, asf como de la direccion transversal.
Con el proposito de reducir el peso, se puede utilizar una dispersion aleatoria de los elementos fibrosos 5e2 y 5e3 sobre la superficie de la pelfcula de base 5e1, tal y como se describe en la figura 5e. Se puede utilizar una combinacion de diferentes tipos de elementos fibrosos (5e2, 5e3, 5e4).
Tal y como se muestra esquematicamente en la figura 5f, un elemento fibroso longitudinal y continuo 5f3, un elemento fibroso con forma en espiral y continuo 5f4, y un elemento fibroso recto y discontinuo 5f2 estan colocados entre filas de agujeros alternados 5f5 a 5f8, respectivamente. Estos elementos fibrosos 5f2, 5f3, 5f4 los puede seleccionar adecuadamente un experto en la tecnica de acuerdo con las necesidades de uso del producto final.
Algunos usos preferidos de este artfculo estan en el embalaje, tal como en la envoltura de pales y de comida, unificacion de productos, formacion de fardos de heno, y aplicaciones como pelfcula de barrera. Para deteriorar las propiedades de la pelfcula del embalaje como el peso, coste, opacidad, etc., o para incrementar propiedades como la permeabilidad, mullido, brillo, etc., se utiliza el rebajado, es decir, la reduccion del espesor. Por otra parte, se deben conservar propiedades como la resistencia a la traccion, alargamiento de ruptura y resistencia al desgarro. Por lo tanto, los elementos fibrosos compensan las propiedades de la pelfcula de base, que son peores debido al rebajado. Ademas, los elementos fibrosos podnan tener caractensticas como adherencia, color, etc., que conducen al comportamiento espedfico del artfculo. En una determinada realizacion, los elementos depositados poseen caractensticas de deslizamiento para compensar la alta adherencia de la pelfcula de base. De este modo, se realiza con facilidad el desenrollamiento de la pelfcula de embalaje desde su rodillo. En otra realizacion, los elementos incluyen aditivos tales como inhibidores de la corrosion, absorbentes de humedad, indicadores de la historia termica, agentes antiestaticos y similares para las aplicaciones que necesiten embalaje. Los inhibidores de la corrosion volatiles idoneos podnan ser nitruros inorganicos, carbonatos, molibdatos, aminas, triazoles, etc. En algunas realizaciones, aditivos tales como los promotores del crecimiento vegetal, herbicidas y similares, podnan ser utiles para la agricultura.
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Los elementos fibrosos de la presente invencion tienen al menos una o varias caractensticas seleccionadas de las siguientes, propiedades de alta resistencia maxima, barrera para el desgarro, adherencia, deslizamiento, color, promotor del crecimiento vegetal, herbicida, inhibidor de la corrosion, absorbente de humedad, indicador de la historia termica, caractensticas antiestaticas y antiniebla.
La figura 6 muestra el artfculo de la presente invencion cuando se utiliza para envolver un pale. Los elementos fibrosos le realzan la fuerza sobre el pale y sostienen el pale estable y unificado.
Preferiblemente, la pelfcula termoplastica delgada de la presente invencion proporciona resistencia al impacto al pale envuelto.
Preferiblemente, la pelfcula termoplastica reforzada se fabrica mediante el deposito de elementos fibrosos sobre la pelfcula de base solidificada a lo largo de la direccion, lo que es necesario para alterarle las propiedades.
Preferiblemente, en el metodo de fabricacion, los elementos fibrosos se podnan depositar de forma continua o discontinua sobre la pelfcula de base recien extrudida a lo largo de la direccion necesaria para que la pelfcula termoplastica altere sus propiedades.
En otra realizacion del metodo de fabricacion, la pelfcula de base esta preestirada y/o perforada, debido a la necesidad de ventilacion de los productos empaquetados, antes del deposito del elemento fibroso. Las perforaciones se forman mediante un metodo termico, mecanico o cualquier otro metodo parecido a ellos. Las perforaciones pueden tener diferentes geometnas de los agujeros, tales como redondeada, romboidal, cuadrada, elfptica, rectangular, lenticular y similares, y combinaciones de las mismas.
Cuando la pelfcula de base esta perforada, los elementos fibrosos se podnan colocar proximos al borde del agujero adyacente o incluso mas preferiblemente en el mismo borde del agujero adyacente. Preferiblemente, los elementos estan perfilados alrededor de los agujeros de las perforaciones.
En otra realizacion, la perforacion se realiza despues de depositar el elemento fibroso.
Para las pelfculas termoplasticas reforzadas con elementos fibrosos en ambas superficies de la pelfcula de base, los elementos se depositan al mismo tiempo en ambas superficies, o primero en una superficie y luego, con posterioridad, en la segunda superficie.
La pelfcula termoplastica de la presente invencion se podna utilizar para aplicaciones de ensilaje o para aplicaciones de embalaje manual.
Preferiblemente, la pelfcula termoplastica de la presente invencion tiene una o varias fibras depositadas en una superficie externa de la misma, esto es, no esta ni laminada ni de otro modo colocada entre las pelfculas unidas o adheridas adyacentes.
Se observara que se da a conocer un sistema muy flexible con muchos parametros. Asf pues, es obvio para el experto en la tecnica que la combinacion de elementos de esta invencion generara propiedades, las cuales no se mencionan explfcitamente en esta descripcion, pero que estan dentro del alcance de esta invencion.

Claims (12)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una pelfcula termoplastica que comprende:
    una pelfcula de base, en donde la pelfcula de base comprende un material de poliolefina extensible que comprende una o varias capas; y
    una multitud de elementos fibrosos extrudidos;
    en donde los elementos fibrosos extrudidos estan localizados en al menos una superficie de la pelfcula de
    base;
    en donde las fibras extrudidas forman una o varias protrusiones con respecto al plano de la pelfcula de base;
    en donde en la localizacion donde los elementos fibrosos se proporcionan sobre la pelfcula de base, un dominio de una mezcla de materiales que comprende el material de la pelfcula de base y el material de la fibra esta presente entre un dominio de material puro de la pelfcula de base y un dominio de material puro de la fibra, de tal modo que al menos una porcion de cada elemento fibroso forma una mezcla interfacial con la pelfcula de base y
    en donde el espesor medio de la pelfcula de base es menor que el espesor medio de la protrusion;
    en donde las fibras cubren menos del 51% del area superficial de la pelfcula.
  2. 2. La pelfcula termoplastica de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde la proporcion de la anchura media por la longitud media de dichos elementos de la presente invencion esta en el margen de 1:500 a 1:10.000.000, preferiblemente en el margen de 1:50 a 1:500.000.
  3. 3. La pelfcula termoplastica de acuerdo con la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en donde el diametro medio de los elementos fibrosos esta entre 30 pm y 500 pm, mas preferiblemente entre 50 pm y 300 pm, mas preferiblemente entre 75 pm y 150 pm.
  4. 4. La pelfcula termoplastica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde hay al menos tres elementos fibrosos extrudidos sobre la pelfcula de base, preferiblemente al menos ocho elementos fibrosos.
  5. 5. La pelfcula termoplastica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada una de dichas fibras cubre un area de la pelfcula de base de mas de 4,5 mm2, preferiblemente de mas de 6,0 mm2, lo mas preferiblemente de mas de 8,0 mm2.
  6. 6. La pelfcula termoplastica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el diametro medio maximo de las fibras no vana en mas del 75%, preferiblemente en mas del 50%, mas preferiblemente en mas del 25%, mas preferiblemente en mas del 10%, del diametro medio mmimo de las fibras.
  7. 7. La pelfcula termoplastica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la proporcion de la anchura por la altura de los elementos fibrosos esta en el margen de 3:1 a 1:3, preferiblemente en el margen de 2:1 a 1:2, mas preferiblemente en el margen de 1,5:1 a 1:1,5.
  8. 8. La pelfcula termoplastica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el espesor medio de la pelfcula de base esta en el margen de 4 pm a 50 pm, mas preferiblemente de 5 pm a 30 pm, mas preferiblemente de 6 pm a 25 pm.
  9. 9. La pelfcula termoplastica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las fibras sobresalen por encima del plano de la superficie de la pelfcula de base entre 30 pm y 500 pm, mas preferiblemente entre 50 pm y 300 pm, mas preferiblemente entre 75 pm y 150 pm, de media.
  10. 10. La pelfcula termoplastica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la pelfcula de base y el elemento fibroso estan preestirados hasta al menos el 10%, preferiblemente hasta al menos el 50%, preferiblemente hasta al menos el 100%, mas preferiblemente hasta al menos el 200%.
  11. 11. Un metodo para producir una pelfcula termoplastica que comprende:
    (i) extrudir una pelfcula de base que comprende un material de poliolefina extensible que comprende una o varias capas;
    (ii) extrudir una multitud de elementos fibrosos;
    (iii) aplicar la multitud de los elementos fibrosos por al menos un lado de la pelfcula de base, y
    (iv) fijar los elementos fibrosos a la pelfcula de base;
    en donde los elementos fibrosos estan extrudidos directamente sobre la pelfcula de base;
    en donde las fibras extrudidas forman una o varias protrusiones con respecto al plano de la pelfcula de base;
    en donde en la localizacion donde los elementos fibrosos se proporcionan sobre la pelfcula de base, un 5 dominio de una mezcla materiales que comprende el material de la pelfcula de base y el material de la fibra esta presente entre un dominio de material puro de la pelfcula de base y un dominio de material puro de la fibra, de tal manera que al menos una porcion de cada elemento fibroso forma una mezcla interfacial con la pelfcula de base, y
    en donde el espesor medio de la pelfcula de base es menor que el espesor medio de la protrusion;
    en donde las fibras cubren menos del 51% del area superficial de la pelfcula.
    10 12. La pelfcula termoplastica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, o el producto de la
    reivindicacion 11, en donde la pelfcula termoplastica se proporciona en un rodillo.
  12. 13. La utilizacion de la pelfcula termoplastica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 o 12, o el producto de la reivindicacion 11, para embalaje, para aplicaciones de ensilaje o para aplicaciones del embalaje manual.
    15
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