ES2615802T3 - Películas de capas, envases preparados a partir de las mismas, y métodos para producir las mismas - Google Patents

Películas de capas, envases preparados a partir de las mismas, y métodos para producir las mismas Download PDF

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Abstract

Una película que comprende al menos tres capas, y en donde al menos una capa es una capa interna con un espesor de 15 por ciento o menos del espesor total de la película, en donde dicha capa interna se forma a partir de un componente polimérico (a) como un único componente o una mezcla que comprende de 50 a 100 por ciento en peso del componente polimérico (a), y en donde dicha capa interna o componente polimérico (a) tiene una de las siguientes propiedades: A) un módulo secante al 2 por ciento de tracción MD al menos dos veces mayor que el módulo secante al 2 por ciento de tracción MD de una capa de tipo piel, o B) un módulo secante al 2 por ciento de tracción MD al menos cinco veces menor que el módulo secante al 2 por ciento de tracción MD de una capa de tipo piel; y en donde el módulo secante al 2 por ciento de tracción MD de la capa interna, o del componente polimérico (a) usado para formar la capa interna, se mide en una película monocapa formada a partir de la composición de dicha capa interna, o del componente polimérico (a) usado para formar dicha capa interna, y de acuerdo con ISO 527-3- 95; y en donde el módulo secante al 2 por ciento de tracción MD de la capa de tipo piel se mide en una película monocapa formada a partir de la composición de dicha capa de tipo piel, y de acuerdo con ISO 527-3-95; en donde la capa interna, o al menos un componente polimérico de la capa interna, tiene una de las siguientes propiedades: C) un índice de fluidez en masa fundida, I2 (190°-C/2,16 kg) menor que o igual a, 2 g/10 min (ASTM D- 1238-04), o D) un caudal de masa fundida, MFR (230°C/2,16 kg) menor que o igual a, 5 g/10 min (ASTM D-1238-04); y en donde, la película no contiene una capa adhesiva entre dos capas de película.

Description

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DESCRIPCION
PeKculas de capas, envases preparados a partir de las mismas, y metodos para producir las mismas Campo de la invencion
La invencion se refiere a una pelfcula multicapa que contiene al menos tres capas, y donde una capa interna de la pelfcula tiene un espesor de 15 por ciento, o menos, del espesor total de la pelfcula, y donde la capa interna tiene un modulo diferente, o se prepara a partir de polfmeros de modulo diferente, cada una con respecto a una capa externa (piel).
Antecedentes de la invencion
Las pelfculas se usan en numerosas aplicaciones de envasado, tal como en envasado industrial, de productos alimenticios y especialidades. Para dicho envasado, es deseable formar el envase a partir de una pelfcula que tenga una combinacion de propiedades espedficas, tales como resistencia al impacto por dardo, resistencia la desgarro, rigidez de la pelfcula, buena capacidad de sellado y buenas propiedades opticas. Tambien son deseables buena capacidad de sellado y resistencia de adherencia en caliente para envases fabricados usando maquinas de envasado de alta velocidad. Con la tecnologfa existente, no es posible mejorar significativamente la rigidez de la pelfcula (requerida, por ejemplo, para reducir el espesor de la pelfcula y ahorrar costes y materiales), sin sacrificar la resistencia al impacto o la resistencia la desgarro. Por otra parte, en la industria de envasado, existe la necesidad de mejorar la resistencia al desgarro en al menos 30 por ciento, sin sacrificar las propiedades opticas y la resistencia al impacto por dardo. Una composicion de pelfcula deseable tendra una combinacion de mayor rigidez, mayor brillo y mayor resistencia al desgarro, y, preferiblemente, un aumento adicional en la resistencia de adherencia en caliente y la capacidad de sellado. Alternativamente, una composicion de pelfcula deseable tendra una mayor resistencia al impacto por dardo, con un aumento en brillo y un aumento en resistencia al desgarro.
El documento de patente internacional publicado n° WO 2005065945 describe una pelfcula estirada con resistencia reducida al fallo catastrofico a alta velocidad de deformacion. Los ejemplos muestran estructuras de pelfculas moldeadas por colada con una capa nucleo de 10 por ciento, y formadas a partir de varios polfmeros basados en etileno y un homopolfmero de propileno. Esta referencia describe un equilibrio mejorado de la capacidad de estiramiento final, fallo catastrofico e impacto de dardo.
El documento de patente internacional publicado n° WO2004024433A2 describe una pelfcula multicapa con una o mas capas internas, que contienen un polfmero de refuerzo que puede comprender HDPE, PP homopolfmero o PP copolfmero aleatorio. Esta referencia describe pelfculas a modo de ejemplo que tienen relaciones de espesor relativas de 15/70/15, para pelfculas de tres capas, y 10/20/40/20/10 o 10/30/20/30/10, para pelfculas de cinco capas. Esta referencia describe pelfculas con alta rigidez, contraccion en la direccion transversal (CD) mayor que cero por ciento, y transparencia mejorada.
El documento de patente de EE.UU. publicado n° 2001/0008687A1 describe una pelfcula multicapa con multiples (al menos 5) capas que combinan materiales ngidos y blandos. Esta referencia describe pelfculas con una recuperacion de la deformacion de 55 por ciento o menos, un modulo de Young de 70 MPa (10.000) a 1.050 MPa (150.000 psi) y un alargamiento de 100 por ciento, o mayor, a una velocidad de deformacion de 600 por ciento por minuto.
El documento de patente de EE.UU. n° 5.604.019 describe pelfculas multicapa, con mas de cinco capas (capas ngidas y ductiles), de las cuales al menos dos capas se forman a partir de poliester o copoliester, y al menos dos capas se forman a partir de un material polimerico ductil, dando como resultado propiedades de traccion y resistencia al desgarro mejoradas.
El documento de patente europea EP 0 595 701B1 (Resumen) describe una pelfcula de material compuesto termoretractil, que comprende una capa nucleo y una capa externa, o capas intermedias, aplicadas contra cada superficie de la capa nucleo. Las capas externas y de nucleo tienen diferencias en modulo de flexion y punto de reblandecimiento Vicat. Esta referencia describe pelfculas que tienen una capa nucleo con 30 a 95 por ciento de espesor total (vease la Reivindicacion 13).
La referencia "Properties and Structure of LLDPE/HDPE Three-Layer Coextruded Blown Films with Blended Middle Layers," de Elkoun et al., ANTEC 2003, describe pelfculas sopladas coextrudidas de tres capas con capas intermedias compuestas de mezclas de LLDPE/HDPE. Cada capa es 1/3 del espesor total de la pelfcula. La adicion de mas HDPE en la capa intermedia da como resultado un aumento del modulo, pero se deteriora la resistencia al desgarro y al impacto por dardo.
La referencia "Polypropylene-Polyethylene Multilayer Films," de Zhang et al., ANTEC 2005, describe pelfculas coextrudidas de cinco capas con 50 por ciento de polietileno LLDPE y 50 por ciento de composicion de polipropileno, distribuidos de diferentes maneras entre las cinco capas. En general, la referencia de LLDPE monocapa mostro mejor resistencia al desgarro con respecto a pelfculas coextrudidas.
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El documento de patente japonesa publicado JP2000-094604 describe una pelmula multicapa para envasado, que comprende una pelmula biaxialmente orientada formada a partir de al menos un estratificado de tres capas con una resina de polietileno como ambas capas de superficie, y una resina de polipropileno como la capa intermedia. Despues de coextrudir el estratificado de tres capas, la pelfcula se enfna rapidamente, y luego se estira por un factor de 2 a 5, tanto en la direccion longitudinal como en la transversal. El espesor total de la pelfcula es de 5 a 50 pm (micrometros), y el espesor de la capa intermedia, formada a partir de la resina de polipropileno, es de 10 a 90 por ciento del espesor total de la pelmula.
El documento de patente japonesa publicado JP 06-106679 describe una pelfcula estirada que comprende una capa nucleo y una capa externa, que tienen una suma total de espesores mayor que el espesor de la capa nucleo. Las capas externas y de nucleo tienen diferencias en modulo elastico de traccion y en temperatura de reblandecimiento Vicat. Esta pelfcula tiene termoretractibilidad.
La referencia de patente RD401012 (Resumen) describe pelmulas de tres capas realizadas a partir de una capa nucleo B, encapsulada por capas de tipo piel A. Las relaciones en peso entre las capas individuales son de 7 a 25 por ciento en peso, preferiblemente de 10 a 20 por ciento en peso de A; de 50 a 86 por ciento en peso, preferiblemente de 60 a 80 por ciento en peso de B; de 7 a 25 por ciento en peso, preferiblemente de 10 a 20 por ciento en peso de A. Las capas A se forman principalmente a partir de polietileno de baja densidad (homopolfmeros o copolfmeros). La capa B se forma principalmente a partir de (i) 15 a 40 por ciento en peso, preferiblemente de 20 a 30 por ciento en peso, de un plastomero, o elastomero, en el intervalo de densidad de 0,850 a 0,900 g/cm3, y (ii) de 60 a 85 por ciento en peso, preferiblemente de 70 a 80 por ciento en peso de un homo-polipropileno o un copolfmero de propileno-etileno con un mdice de fluidez en masa fundida de 4-20 g/10 minutos (a 230°C y 2,16 kg). Esta referencia describe pelmulas que tienen una alta propagacion del desagarro y una alta resistencia al impacto.
Sin embargo, ninguna de estas referencias ensenan pelmulas multicapas que contengan una capa nucleo delgada con un modulo diferente, o preparadas a partir de materiales de modulo diferente, cada una con respecto a una capa tipo piel mas gruesa, y principalmente para usar en pelmulas sopladas. Ademas, ninguna de las referencias ensenan pelmulas que tengan mejoras en resistencia de adherencia en caliente, brillo y turbidez, y junto con un aumento de modulo y/o resistencia al desgarro (con capa nucleo dura), o con un aumento de la resistencia al impacto por dardo y/o al desgarro (capa nucleo mas blanda). Por lo tanto, existe la necesidad de pelmulas multicapa que tengan un aumento en resistencia al desgarro, sin sacrificar las propiedades opticas. Ademas, existe la necesidad de pelmulas multicapa que tengan una combinacion mejorada de las siguientes propiedades: modulo, resistencia al desgarro, brillo, resistencia al impacto por dardo y resistencia de adherencia en caliente. Algunas de estas necesidades y otras han sido satisfechas por la siguiente invencion.
Compendio de la invencion
La invencion proporciona una pelmula que comprende al menos tres capas, y en donde al menos una capa es una capa interna con un espesor de 20 por ciento o menos del espesor total de la pelmula, y en donde dicha capa interna, o un componente polimerico (a) usado para formar dicha capa interna, tiene una de las siguientes propiedades:
A) un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos dos veces mayor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel, o
B) un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos cinco veces menor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel; y
en donde el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de la capa interna, o del componente polimerico (a) usado para formar la capa interna, se mide en la pelmula monocapa formada a partir de la composicion de dicha capa interna, o el componente polimerico (a) usado para formar la capa interna, y de acuerdo con iSo 527-3-95; y
en donde el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de la capa de tipo piel se mide en una pelmula monocapa formada a partir de la composicion de dicha capa de tipo piel, y de acuerdo con ISO 527-3-95; y
en donde la capa interna, o al menos un componente polimerico de la capa interna, tiene una de las siguientes propiedades:
C) un mdice de fluidez en masa fundida, I2 (190°C/2,16 kg) menor que o igual a 2 g/10 min, o
D) caudal de masa fundida, MFR (230°C/2,16 kg) menor que o igual a 5 g/10 min.
La invencion tambien proporciona un metodo para formar una pelmula multicapa, comprendiendo dicho metodo:
a) seleccionar un polfmero o mezcla de polfmeros adecuados para cada capa;
b) formar una pelmula multicapa a partir de polfmeros o mezclas, en donde la pelmula multicapa comprende al menos tres capas; y
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en donde al menos una capa es una capa interna con un espesor de 20 por ciento o menos del espesor total de la pelfcula, y en donde dicha capa interna, o un componente polimerico (a) usado para formar dicha capa interna, tiene una de las siguientes propiedades:
A) un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos dos veces mayor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel, o
B) un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos cinco veces menor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel; y
en donde el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de la capa interna, o del componente polimerico (a) usado para formar la capa interna, se mide en la pelfcula monocapa formada a partir de la composicion de dicha capa interna, o del componente polimerico (a) usado para formar dicha capa interna, y de acuerdo con ISO 527-395; y
en donde el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de la capa de tipo piel se mide en una pelfcula monocapa formada a partir de la composicion de dicha capa de tipo piel, y de acuerdo con ISO 527-3-95; y
en donde la capa interna, o al menos un componente polimerico de la capa interna, tiene una de las siguientes propiedades:
C) un mdice de fluidez en masa fundida, I2 (190°C/2,16 kg) menor que, o igual a, 2 g/10 min, o
D) un caudal de masa fundida, MFR (230°C/2,16 kg) menor que, o igual a, 5 g/10 min.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1, es un perfil de la resistencia al impacto por dardo frente al porcentaje de espesor de la capa nucleo en una serie de pelfculas multicapas.
La Figura 2, es un perfil de resistencia al desgarro de Elmendorf frente al porcentaje de espesor de la capa nucleo en una serie de pelfculas multicapas.
La Figura 3, es un perfil de algunas propiedades opticas (brillo y turbidez) frente al porcentaje de espesor de la capa nucleo en una serie de pelfculas multicapas.
La Figura 4, es un perfil de modulos (secante del 2 por ciento CD y Young CD) frente al porcentaje de espesor de la capa nucleo en una serie de pelfculas multicapas.
Descripcion detallada de la invencion
I. Resumen
La invencion se dirige a una pelfcula multicapa que contiene una capa interna delgada preparada a partir de un material con modulo diferente, es decir, menor modulo que el de una capa de tipo piel, o mayor modulo que el de una capa de tipo piel, o una capa interna preparada a partir de una mezcla que contiene materiales de mayor o menor modulo. La capa nucleo es menor que, o igual a, 15 por ciento del espesor total de la pelfcula, preferiblemente menor que, o igual a, 10 por ciento.
El espesor de una capa de pelfcula se puede determinar, como es conocido en la tecnica, a partir de las relaciones en masa de las composiciones de capa de las extrusoras usadas para formar una pelfcula multicapa, y el espesor final de la pelfcula multicapa. Para cada capa de pelfcula, se determina la densidad en estado solido de cada composicion, y se conoce el flujo masico (kg/h) de la extrusora asociada, a partir de los alimentadores gravimetricos comunmente usados. Partiendo de estos dos parametros, se puede determinar el flujo volumetrico de cada composicion de capa. La relacion en volumen de cada capa se puede determinar a partir del caudal volumetrico de la capa individual dividido por los caudales volumetricos totales de todas las composiciones de capa. Para un espesor y anchura total constantes de la pelfcula, la relacion de espesor para cada capa es la misma que la relacion en volumen.
El espesor de una capa de pelfcula se puede determinar, como es conocido en la tecnica, mediante tecnicas microscopicas, tales como microscopfa optica o microscopfa electronica. A modo de ejemplo, se corta una delgada lamina de la pelfcula perpendicularmente al plano de la pelfcula usando una cuchilla de microtomo como sigue. La pelfcula se enfna en nitrogeno lfquido en un soporte de microtomo. Despues, la cuchilla del microtomo corta varias laminas de 10 a 15 pm (micrometros) de espesor. Estas laminas se observan luego con un microscopio electronico, y se proyecta una imagen de las mismas. Se puede usar un programa informatico, conocido en la tecnica, para medir el espesor de cada capa como se muestra en la imagen proyectada. Se pueden realizar mediciones en diferentes puntos de la imagen, y despues se puede determinar una media. Las capas de pelfcula se distinguen claramente por sus diferentes contrastes.
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En particular, la capa interna, o un componente polimerico usado para formar dicha capa interna tienen una de las siguientes propiedades:
A) un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos dos veces mayor, preferiblemente al menos tres veces mayor, y mas preferiblemente al menos cuatro veces mayor, que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel, o
B) un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos cinco veces menor, preferiblemente al menos seis veces menor, y mas preferiblemente al menos siete veces menor, que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel.
Cuando se usa una capa interna delgada de menor modulo, se obtiene una mejora significativa en uno o mas de resistencia al desgarro, resistencia al impacto por dardo y propiedades opticas (brillo y turbidez). Cuando se usa una capa interna delgada de mayor modulo, se obtienen mejoras significativas en uno o mas de resistencia al desgarro, modulo, fuerza de adherencia en caliente, y ventana de temperatura, y propiedades opticas (brillo y turbidez). Las pelmulas de la invencion proporcionan una inesperada mejora en propiedades relacionadas con la superficie, tal como brillo, en pelmulas con exactamente el mismo material en cada capa de tipo piel y material o materiales diferentes en una capa nucleo delgada. Tambien se observan inesperadas mejoras en la resistencia de adherencia en caliente y en la capacidad de sellado.
La configuracion de las pelmulas de la invencion tambien es aplicable a las pelmulas multicapas con mas de tres capas, en las que al menos dos capas delgadas internas no contiguas tienen la rigidez diferenciada frente a un capa de tipo piel. Las pelmulas de la invencion son bien adecuadas para pelmulas sopladas en aplicaciones de envasado.
En particular, la invencion proporciona una pelmula segun se define en la presente reivindicacion 1.
La expresion "capa interna," como se usa en el contexto de mdice de fluidez en masa fundida y caudal de masa fundida, se refiere a la composicion usada para formar la capa interna, ademas de una pelmula formada a partir de dicha composicion.
En una realizacion, el al menos un componente polimerico que tiene la propiedad C) o D) es el componente polimerico (a).
En una realizacion, cada capa de tipo piel se forma a partir de la misma composicion.
En una realizacion, la al menos una capa interna tiene un modulo secante al 2 por ciento de traccion menos dos veces mayor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel.
En otra realizacion, la al menos una capa interna tiene un modulo secante al 2 por ciento de traccion menos cinco veces menor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel.
En otra realizacion, el componente polimerico (a) tiene un modulo secante al 2 por ciento de traccion menos dos veces mayor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel.
En otra realizacion, el componente polimerico (a) tiene un modulo secante al 2 por ciento de traccion menos cinco veces menor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel.
En una realizacion, la al menos una capa interna tiene un mdice de fluidez en masa fundida, I2 (190°C/2,16 kg) menor que, o igual a, 2 g/10 min.
En otra realizacion, la al menos una capa interna tiene un mdice de fluidez en masa fundida, I2 (230°C/2,16 kg) menor que, o igual a, 5 g/10 min.
En otra realizacion, el al menos un componente polimerico de la capa interna tiene un mdice de fluidez en masa fundida, I2 (190°C/2,16 kg) menor que, o igual a, 2 g/10 min. En una realizacion mas, el al menos un componente polimerico es el componente polimerico (a).
En otra realizacion, el al menos un componente polimerico de la capa interna tiene un mdice de fluidez en masa fundida, I2 (230°C/2,16 kg) menor que, o igual a, 5 g/10 min. En una realizacion mas, el al menos un componente polimerico es el componente polimerico (a).
En una realizacion, el espesor de dicha capa interna es menor que el espesor de una capa de tipo piel, y preferiblemente menor que el espesor de cada capa de tipo piel.
En una realizacion, cada una de las capas de tipo piel es adyacente a una superficie respectiva de la capa interna.
En una realizacion, la al menos una capa interna tiene un espesor de 10 a 15 por ciento del espesor total de la pelmula.
En una realizacion, el espesor total de la pelmula es menor que, o igual a, 50 pm (micrometros).
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En otra realizacion, la pelmula consiste en tres capas.
En otra realizacion, la pelmula consiste en cinco capas.
En una realizacion, la pelmula no contiene una capa adhesiva entre dos capas de pelmula.
En otra realizacion, la al menos una capa interna no comprende un polfmero polar seleccionado del grupo que consiste en un etileno acetato de vinilo, un tereftalato de polietileno, un poliester, una poliamida, y combinaciones de los mismos.
En otra realizacion, la al menos una capa interna se forma a partir de una composicion que comprende un homopolfmero de propileno, un interpolfmero de propileno/a-olefina, un interpolfmero de propileno/etileno, un interpolfmero de etileno/a-olefina, una mezcla que comprende un homopolfmero de propileno, una mezcla que comprende un interpolfmero de propileno/a-olefina, una mezcla que comprende un interpolfmero de propileno/etileno, o una mezcla que comprende un interpolfmero de etileno/a-olefina.
En otra realizacion, la capa interna se forma a partir de una composicion que comprende un interpolfmero de etileno/a-olefina o una mezcla que comprende un interpolfmero de etileno/a-olefina. En una realizacion mas, el interpolfmero de etileno/a-olefina es un interpolfmero formado a partir de monomeros seleccionados de etileno y 1- octeno, etileno y 1-buteno, etileno y 1-hexeno, etileno y 1-penteno, etileno y 1-hepteno, etileno y propileno, etileno y 4-metilpenteno-1, o mezclas de los mismos, y preferiblemente etileno y 1-buteno, etileno y 1-hexeno o etileno y 1- octeno. En una realizacion mas, el interpolfmero de etileno/a-olefina tiene un mdice de fluidez en masa fundida (I2) de 0,2 g/10 min a 2 g/10 min. En otra, el interpolfmero de etileno/a-olefina tiene una densidad de 0,850 a 0,920 gramos/cm3
En otra realizacion, la capa interna se forma a partir de una composicion que comprende un homopolfmero de propileno, un interpolfmero de propileno/a-olefina, un interpolfmero de propileno/etileno, una mezcla que comprende un homopolfmero de propileno, una mezcla que comprende un interpolfmero de propileno/a-olefina, o una mezcla que comprende un interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion adicional, la capa interna se forma a partir de un interpolfmero de propileno/etileno o una mezcla que comprende un interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion adicional, el interpolfmero de propileno/etileno tiene un mdice de fluidez en masa fundida (I2) de 0,01 g/10 min a 5 g/10 min. En otra realizacion, el interpolfmero de propileno/etileno tiene una densidad de 0,840 g/cm3 a 0,920 g/cm3.
En una realizacion, la pelmula de la invencion es una pelmula soplada.
Una pelmula de la invencion puede comprender una combinacion de dos o mas realizaciones como se describe en la presente memoria.
La invencion tambien proporciona un artmulo que comprende al menos un componente formado a partir de una pelmula de la invencion como se describe en la presente memoria. Un artmulo de la invencion puede comprender una combinacion de dos o mas realizaciones como se describe en la presente memoria.
La invencion tambien proporciona un envase que comprende al menos un componente formado a partir de una pelmula de la invencion como se describe en la presente memoria. Un envase de la invencion puede comprender una combinacion de dos o mas realizaciones como se describe en la presente memoria.
La invencion tambien proporciona un metodo para formar una pelmula multicapa, comprendiendo dicho metodo:
a) seleccionar un polfmero o mezcla de polfmeros adecuados para cada capa;
b) formar una pelmula multicapa a partir de polfmeros o mezclas, en donde la pelmula multicapa comprende al menos tres capas; y
en donde al menos una capa es una capa interna con un espesor de 20 por ciento o menos del espesor total de la pelmula, en donde dicha capa interna, o un componente polimerico (a) usado para formar dicha capa interna, tiene una de las siguientes propiedades:
A) un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos dos veces mayor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel, o
B) un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos cinco veces menor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel; y
en donde el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de la capa interna, o del componente polimerico (a) usado para formar la capa interna, se mide en la pelmula monocapa formada a partir de la composicion de dicha capa interna, o del componente polimerico (a) usado para formar dicha capa interna, y de acuerdo con ISO 527-395; y
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en donde el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de la capa de tipo piel se mide en una pelfcula monocapa formada a partir de la composicion de dicha capa de tipo piel, y de acuerdo con ISO 527-3-95; y
en donde la capa interna, o al menos un componente polimerico de la capa interna, tiene una de las siguientes propiedades:
C) un mdice de fluidez en masa fundida, I2 (190°C/2,16 kg) menor que, o igual a, 2 g/10 min, o
D) un caudal de masa fundida, MFR (230°C/2,16 kg) menor que, o igual a, 5 g/10 min.
En una realizacion, el al menos un componente polimerico que tiene la propiedad C) o D) es el componente polimerico (a).
En una realizacion mas, la pelfcula se forma usando un procedimiento de pelfcula soplada.
Un metodo de la invencion puede comprender una combinacion de dos o mas realizaciones como se describe en la presente memoria.
II. Materiales para capas internas y externas
Las capas internas y de tipo piel se pueden preparar a partir de una variedad de polfmeros termoplasticos. Los polfmeros representativos incluyen las resinas naturales o sinteticas, tales como, pero no limitadas a, copolfmeros de bloque de estireno; cauchos, poliolefinas, tales como polietileno, polipropileno y polibuteno; compolfmeros de etileno/acetato de vinilo (EVA); copolfmeros de etileno acido acnlico (eAa); copolfmeros de etileno acrilato (EMA, EEA, EBA); polibutileno; polibutadieno; nailones; policarbonatos; poliesteres; oxido de polietileno; oxido de polipropileno; interpolfmeros de etileno-propileno, tales como caucho de etileno-propileno y cauchos de monomero etileno-propileno-dieno; polietileno clorado; vulcanatos termoplasticos; polfmeros de etileno etilacrilato (EEA); interpolfmeros de etileno estireno (ESI); poliuretanos; asf como poliolefinas funcionalmente modificadas, tales como polfmeros de olefina modificados por injerto con silano o polfmeros de olefina modificados por injerto con anhudrido maleico; y combinaciones de dos o mas de estos polfmeros. Preferiblemente, la pelfcula comprende al menos un polfmero basado en etileno y/o al menos un polfmero basado en propileno.
A. Polimeros basados en etileno para usar en capas internas y externas
Los polfmeros basados en etileno para usar en las capas internas y de tipo piel incluyen homopolfmeros o interpolfmeros de etileno como el unico componente polimerico, o como el principal (> 50 por ciento en peso basado en el peso sumado de polfmeros) componente polimerico. Dichos polfmeros incluyen polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de ultra baja densidad (ULDPE), polietileno de muy baja densidad (VLDPE), polfmeros de etileno lineales homogeneamente ramificados, polfmeros de etileno sustancialmente lineales homogeneamente ramificados, y polfmeros de etileno lineales heterogeneamente ramificados. La cantidad de uno o mas de estos polfmeros, si los hay, en una composicion de pelfcula, variara dependiendo de las propiedades deseadas, de los otros componentes, y del tipo de polietieleno o polietilenos.
Los comonomeros adecuados utiles para polimerizar con etileno incluyen, pero no se limitan a, monomeros etilenicamente insaturados, dienos o polienos conjugados o no conjugados. Los ejemplos de dichos comonomeros incluyen las a-olefinas C3-C20, tales como propileno, isobutileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno, 1-hepteno, 1-octeno, 1-noneno, 1-deceno. Los comonomeros preferidos incluyen propileno, 1-buteno, 1-hexeno, 4- metil-1-penteno y 1-octeno, y mas preferiblemente propileno, 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno, el ultimo de los cuales es especialmente preferido. Otros monomeros adecuados incluyen estireno, estirenos sustituidos con halo-o-alquilo, tetrafluoroetilenos, vinilbenzociclobutanos, butadienos, isoprenos, pentadienos, hexadienos, octadienos y cicloalquenos, por ejemplo, ciclopenteno, ciclohexeno y cicloocteno. Tfpicamente, el etileno se copolimeriza con una a-olefina C3-C20. Los comonomeros preferidos incluyen a-olefinas C3-C8, y preferiblemente propileno, 1-buteno, 1- penteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, y 1-octeno, y mas preferiblemente propileno, 1-buteno, 1-hexeno, y 1-octeno.
El termino "homogeneo" y la expresion "homogeneamente ramificado" se usan en referencia a interpolfmeros de etileno/a-olefina, en el que el comonomero de a-olefina esta distribuido al azar dentro de una molecula de polfmero dada, y sustancialmente todas las moleculas de polfmero tienen la misma relacion de comonomero a etileno.
Los interpolfmeros de etileno homogeneamente ramificados que se pueden usar en la practica de esta invencion incluyen interpolfmeros de etileno lineales homogeneamente ramificados, e interpolfmeros de etileno sustancialmente lineales homogeneamente ramificados. En una realizacion, la capa interna de la pelfcula se forma a partir de una composicion que comprende un interpolfmero de etileno lineal homogeneamente ramificado, o un interpolfmero de etileno sustancialmente lineal homogeneamente ramificado.
Incluidos entre los interpolfmeros de etileno lineales homogeneamente ramificados estan los polfmeros de etileno, que carecen de ramificaciones de cadena larga, (o cantidades medibles de ramificaciones de cadena larga), pero
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tienen ramificaciones de cadena corta, derivadas del comonomero polimerizado en el interpoKmero, y que estan distribuidas de manera homogenea, tanto dentro de la misma cadena del poKmero, y entre las diferentes cadenas del polfmero. Es decir, los interpoKmeros de etileno lineales homogeneamente ramificados carecen de ramificaciones de cadena larga (o cantidades medibles de ramificaciones de cadena larga), tal como es el caso de los polfmeros de polietileno lineales de baja densidad o polfmeros de polietileno lineales de alta densidad, y se preparan usando procedimientos de polimerizacion de ramificaciones uniformes, como ha descrito, por ejemplo, Elston en la patente de EE.UU. 3.645.992. Ejemplos comerciales de interpolfmeros de etileno/a-olefina lineales homogeneamente ramificados incluyen los polfmeros TAFMER suministrados por Mitsui Chemical Company, y los polfmeros EXACT y EXCEEDE suministrados por ExxonMobil Chemical Company.
Los interpolfmeros de etileno sustancialmente lineales homogeneamente ramificados se describen en las patentes de EE.UU. nos 5.272.236; 5.278.272; 5.703.187; 6.054.544; 6.335.410, y 6.723.810. Algunas de estas referencias tambien describen metodos para preparar estos polfmeros.
Ademas, los interpolfmeros de etileno sustancialmente lineales son polfmeros de etileno homogeneamente ramificados que tienen ramificaciones de cadena larga. Las ramificaciones de cadena larga tienen la misma distribucion de comonomeros que la cadena principal del polfmero, y pueden tener aproximadamente la misma longitud que la longitud de la cadena principal del polfmero. La longitud de atomos de carbono de una ramificacion de cadena larga es mas larga que la longitud de atomos de carbono de una ramificacion de cadena corta, formada a partir de la incorporacion de un comonomero en la cadena principal del polfmero. Las ramificaciones de cadena larga se pueden determinar mediante el uso de espectroscopia de resonancia magnetica nuclear de 13C (NMR, por sus siglas en ingles), y se pueden cuantificar usando el metodo de Randall (Rev. Macromol. Chem. Phys., C29 (2 y 3), 1989, paginas 285-297)
Por regla general, "sustancialmente lineal" significa que el polfmero en masa se sustituye, de media, por 0,01 ramificaciones de cadena larga por 1.000 atomos de carbono totales (incluyendo tanto atomos de carbono de cadena principal como de ramificaciones) a 3 ramificaciones de cadena larga por 1.000 atomos de carbono totales. Los polfmeros preferidos se sustituyen por 0,01 ramificaciones de cadena larga por 1.000 atomos de carbono totales, a 1 ramificacion de cadena larga por 1.000 atomos de carbono totales, mas preferiblemente de 0,05 ramificaciones de cadena larga por 1.000 atomos de carbono totales a 1 ramificacion de cadena larga por 1.000 atomos de carbono totales, y especialmente de 0,3 ramificaciones de cadena larga por 1.000 atomos de carbono totales a 1 ramificacion de cadena larga por 1.000 atomos de carbono totales.
Los ejemplos comerciales de interpolfmeros sustancialmente lineales incluyen los polfmeros ENGAGE™ (disponibles de The Dow Chemical Company), y los polfmeros AFFINITY™ (disponibles de The Dow Chemical Company).
Los interpolfmeros de etileno sustancialmente lineales forman una clase unica de polfmeros de etileno homogeneamente ramificados. Estos difieren sustancialmente de la clase bien conocida de interpolfmeros de etileno lineales homogeneamente ramificados convencionales, descritos por Elston en la patente de EE.UU. 3.645.992, y, ademas, estos no estan en la misma clase que los polfmeros de etileno lineales "polimerizados por catalizador Ziegler-Natta" heterogeneos convencionales (por ejemplo, polietileno de ultra baja densidad (ULDpE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) o polietileno de alta densidad (HDPE), producidos, por ejemplo, usando la tecnica descrita por Anderson et al. en la patente de EE.UU. 4.076.698); ni son de la misma clase que los polietilenos altamente ramificados, iniciados por radicales libres, de alta presion, tales como, por ejemplo, polietileno de baja densidad (LDPE), copolfmeros de etileno y acido acnlico (EAA, por sus siglas en ingles) y copolfmeros de etileno y acetato de vinilo (EVA).
Los interpolfmeros de etileno homogeneamente ramificados o sustancialmente lineales se caracterizan por tener una distribucion de peso molecular estrecha (Mw/Mn). Para los polfmeros de etileno lineales o sustancialmente lineales, la distribucion de peso molecular, Mw/Mn, es por ejemplo, menor que, o igual a 5, preferiblemente menor que, o igual a, 4, y mas preferiblemente de 1,5 a 4, y aun mas preferiblemente de 1,5 a 3, y lo mas preferiblemente de 2,5 a 3,5. Todos los valores y subintervalos individuales de 1 a 5, o de 1,05 a 5, se incluyen y describen en la presente memoria.
La distribucion de ramificaciones de comonomero para los interpolfmeros de etileno lineales homogeneos y sustancialmente lineales se caracterizan por su mdice de distribucion de ramificaciones de cadena larga (SCBDI por sus siglas en ingles) o mdice de ramificaciones de distribucion de composicion (CDBI, por sus siglas en ingles), y se define como el porcentaje en peso de las moleculas de polfmero que tienen un contenido de comonomero dentro del 50 por ciento de la mediana del contenido total en moles de comonomero. El CDBI de un polfmero se calcula a partir de los resultados obtenidos por metodos conocidos en la tecnica, tales como, por ejemplo, fraccionamiento por elucion con aumento de temperatura (abreviado en la presente memoria como "TREF" por sus siglas en ingles), como han descrito, por ejemplo, Wild et al., en Journal of Polymer Science, Poly. Phys. Ed., Vol. 20, pagina 441 (1982), o en los documentos de patenteU.S.-A-4.798.081 y 5.008.204. El SCBDI o CDBI para los interpolfmeros lineales homogeneamente ramificados y los interpolfmeros sustancialmente lineales homogeneamente ramificados, utiles en las composiciones de la presente invencion, es preferiblemente mayor que 50 por ciento, especialmente mayor que 70 por ciento, mas preferiblemente mayor que 90 por ciento.
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Los interpoKmeros de etileno lineales heterogeneamente ramificados tambien se pueden usar en la presente invencion. Los interpoUmeros de etileno lineales heterogeneos incluyen interpoKmeros de etileno y una o mas a- olefinas C3 a C8. Los homopoKmeros de etileno tambien se pueden preparar usando los mismos catalizadores que se usan para preparar los sistemas heterogeneos, tales como catalizadores Ziegler-Natta. Tanto la distribucion de peso molecular como la distribucion de ramificaciones de cadena corta, producidas a partir de la copolimerizacion de a-olefina, son relativamente anchas en comparacion con los poKmeros de etileno lineales homogeneos. Los polfmeros de etileno lineales heterogeneos se pueden preparar mediante procedimientos en disolucion, lechada, o fase gaseosa usando un catalizador Ziegler-Natta, y son bien conocidos por los expertos en la tecnica. Por ejemplo, vease la patente de EE.UU. n° 4.339.507.
Tambien se pueden usar mezclas de polfmeros de etileno heterogeneos y homogeneos ("polietileno de material compuesto") para las composiciones de pelfcula de la presente invencion, tales como las descritas por Kolthammer et al., en las patentes de EE.UU. 5.844.045; 5.869.575; y 6.448.341.
Los polfmeros basados en etileno pueden tener una combinacion de dos o mas realizaciones como se describe en la presente memoria.
B. Polimeros basados en propileno para usar en las capas internas y de tipo piel
Los polfmeros basados en propileno adecuados para usar en las capas internas o de tipo piel incluyen homopolfmeros de propileno, interpolfmeros de propileno, asf como copolfmeros de reactor de polipropileno (RCPP, por sus siglas en ingles), que pueden contener de 1 a 20 por ciento en peso de etileno o un comonomero de a- olefina de 4 a 20 atomos de carbono. El homopolfmero de polipropileno puede ser polipropileno isotactico, sindiotactico o atactico. El interpolfmero de propileno puede ser un copolfmero aleatorio o de bloque, o un terpolfmero basado en propileno.
El polfmero basado en propileno es preferiblemente un polfmero semicristalino. Un polfmero basado en propileno cristalino tiene tipicamente al menos 90 por ciento en moles de sus unidades de repeticion derivadas de propileno, preferiblemente al menos 97 por ciento, mas preferiblemente al menos 99 por ciento.
Los comonomeros adecuados para polimerizar con propileno incluyen etileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1- hepteno, 1-octeno, 1-noneno, 1-deceno, 1-unideceno, 1-dodeceno, asf como 4-metil-1-penteno, 4-metil-1-hexeno, 5- metil-1-hexeno, vinilciclohexano, y estireno. Los comonomeros preferidos incluyen etileno, 1-buteno, 1-hexeno, y 1- octeno, y mas preferiblemente etileno.
Opcionalmente, el polfmero basado en propileno comprende unidades monomericas derivadas de monomeros que tienen al menos dos dobles enlaces que son preferiblemente dienos o trienos. Los comonomeros de dieno y trieno adecuados incluyen 7-metil-1,6-octadieno; 3,7-dimetil-1,6-octadieno; 5,7-dimetil-1,6-octadieno; 3,7,11 -trimetil-1,6,10- octatrieno; 6-metil-1,5-heptadieno; 1,3-butadieno; 1,6-heptadieno; 1,7-octadieno; 1,8-nonadieno; 1,9-decadieno; 1,10-undecadieno; norborneno; tetraciclododeceno; o mezclas de los mismos; y preferiblemente butadieno; hexadienos; y octadienos; y lo mas preferiblemente 1,4-hexadieno; 1,9-decadieno; 4-metil-1,4-hexadieno; 5-metil- 1,4-hexadieno; diciclopentadieno; y 5-etiliden-2-norborneno (ENB).
Los comonomeros insaturados adicionales incluyen 1,3-butadieno, 1,3-pentadieno, norbornadieno, y diciclopentadieno; compuestos aromaticos de vinilo C8-40, que incluyen estireno, o-, m-, y p-metilestireno, divinilbenceno, vinilbifenilo, vinilnaftaleno; y compuestos aromaticos de vinilo C8-40 sustituidos con halogeno, tales como cloroestireno y fluoroestireno.
Los copolfmeros de propileno adecuados incluyen propileno/etileno, propileno/1-buteno, propileno/1-hexeno, propileno/4-metil-1-penteno, propileno/1-octeno, propileno/etileno/1-buteno, propileno/etileno/ENB, propileno/etileno/1-hexeno, propileno/etileno/1-octeno, propileno/estireno, y propileno/etileno/estireno.
Los polfmeros basados en propileno adecuados se forman por medios dentro de la experiencia en la tecnica, por ejemplo, usando catalizadores de sitio unico (metaloceno o de geometna restringida) o catalizadores Ziegler Natta. El propileno y los comonomeros opcionales, tales como etileno o monomeros de alfa-olefina se polimerizan en condiciones dentro de la experiencia de la tecnica, por ejemplo, como han descrito Galli, et al., Angew en Macromol. Chem., Vol. 120, 73 (1984), o E.P. Moore, et al., en Polypropylene Handbook, Hanser Publishers, New York, 1996, particularmente paginas 11-98. Los polfmeros de polipropileno incluyen el polipropileno homopolfmero KF 6100 de Shell; el copolfmero de polipropileno KS 4005 de Solvay; el terpolfmero de polipropileno KS 300 de Solvay; y las resinas de polipropileno INSPIRE™ disponibles de The Dow Chemical Company.
El polfmero basado en propileno usado en la presente invencion puede ser de cualquier distribucion de peso molecular (MWD). Los polfmeros basados en propileno de MWD ancha o estrecha se forman por medios dentro de la experiencia en la tecnica. Los polfmeros basados en propileno que tienen una MWD estrecha se pueden proporcionar de manera ventajosa mediante viscorreduccion o produciendo calidades de reactor (no viscorreducidas) usando catalisis de sitio unico, o mediante ambos metodos.
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El poKmero basado en propileno puede ser de calidad de reactor, viscorreducido, ramificado o acoplado para proporcionar mayores velocidades de nucleacion y cristalizacion. El termino "acoplado" se usa en la presente memoria para referirse a polfmeros basados en propileno que son de reologfa modificada, de tal modo que presentan un cambio en la resistencia del polfmero fundido para que fluya durante la extrusion (por ejemplo, en la extrusora inmediatamente antes de la boquilla anular). Mientras que "viscorreducido" es en la direccion de escision de cadena, "acoplado" es en la direccion de reticulacion o interconexion. Como un ejemplo de acoplamiento, se anade un agente de acoplamiento (por ejemplo, un compuesto azida) a un polfmero de polipropileno de caudal de masa fundida relativamente alto, de tal modo que despues de la extrusion, la composicion de polfmero de polipropileno resultante alcance un caudal de masa fundida sustancialmente menor que el caudal de masa fundida inicial. Preferiblemente, para el polipropileno acoplado o ramificado, la relacion de MFR posterior a MFR inicial es menor que, o igual a, 0,7:1, mas preferiblemente menor que, o igual a, 0,2:1.
Los polfmeros basados en propileno ramificados adecuados para usar en la presente invencion estan comercialmente disponibles, por ejemplo, de Montell North America, bajo las designaciones comerciales Profax PF- 611 y PF-814. De manera alternativa, los polfmeros basados en propileno ramificados o acoplados adecuados se pueden preparar por medios, dentro de la experiencia de la tecnica, tal como por tratamiento de peroxido o de haz de electrones, por ejemplo, como han descrito DeNicola et al. en la patente de EE.UU. n° 5.414.027 (el uso de radiacion de alta energfa (ionizante) en una atmosfera de oxfgeno reducido); la patente europea EP 0 190 889 de Himont (irradiacion por haz de electrones de polipropileno isotactico a menores temperaturas); la patente de EE.UU. n° 5.464.907 (Akzo Nobel NV); la patente europea Ep 0 754 711Solvay (tratamiento de peroxido); y la solicitud de patente de EE.UU. n° 09/133,576, presentada el 13 de agosto de 1998 (agentes de acoplamiento de azida).
Los polfmeros de propileno/a-olefina adecuados, que contienen al menos 50 por ciento en moles de propileno polimerizado, se situan dentro del alcance de la invencion. Los polfmeros basados en polipropileno adecuados incluyen polfmeros VERSIFY™ (The Dow Chemical Company) y polfmeros VISTAMAXX (ExxonMobil Chemical
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Co.), polfmeros LICOCENE (Clariant), polfmeros EASTOFLEX (Eastman Chemical Co.), polfmeros REXTAC (Hunstman), y polfmeros VESTOPLAST™ (Degussa). Otros polfmeros adecuados incluyen interpolfmeros y copolfmeros de bloque de propileno-a-olefinas, y otros interpolfmeros y copolfmeros de bloque basados en propileno conocidos en la tecnica.
Los comonomeros preferidos incluyen, pero no se limitan a, etileno, isobutileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 3- metil-1-penteno, 4-metil-1-penteno, 1-octeno, dienos no conjugados, polienos, butadienos, isoprenos, pentadienos, hexadienos (por ejemplo, 1,4-hexadieno), octadienos, estireno, estireno sustituido con halo, estireno sustituido con alquilo, tetrafluoroetilenos, vinilbenzociclobuteno, naftenicos, cicloalquenos (por ejemplo, ciclopenteno, ciclohexeno, cicloocteno), y mezclas de los mismos. Tfpicamente y preferiblemente, el comonomero es una a-olefina C2 o una a- olefina C4-C20. Los comonomeros preferidos incluyen etileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno y 1-octeno, y mas preferiblemente incluyen etileno, 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno.
En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/a-olefina o un interpolfmero de propileno/etileno, en la que cada uno tiene una distribucion de peso molecular menor que, o igual a, 5, y preferiblemente menor que, o igual a, 4, y mas preferiblemente menor que, o igual a, 3. Mas preferiblemente, el interpolfmero de propileno/a-olefina tiene una distribucion de peso molecular de 1 a 5, o de 1,05 a 5, y mas preferiblemente de 1 a 4, o de 1,05 a 4 y mas preferiblemente de 1 a 3, o de 1,05 a 3. En otra realizacion, la distribucion de peso molecular es menor que aproximadamente 3,5, preferiblemente menor que aproximadamente 3,0, mas preferiblemente menor que aproximadamente 2,8, mas preferiblemente menor que aproximadamente 2,5, y lo mas preferiblemente menor que aproximadamente 2,3. Todos los valores y subintervalos individuales de 1 a 5, o de 1,05 a 5, se incluyen y describen en la presente memoria.
En otra realizacion, los polfmeros basados en propileno comprenden unidades derivadas de propileno en una cantidad de al menos 60, preferiblemente de al menos 80 y mas preferiblemente de al menos 85, por ciento en peso del polfmero. La cantidad tfpica de unidades derivadas de etileno en copolfmeros de propileno/etileno es de al menos 0,1, preferiblemente de al menos 1 y mas preferiblemente de al menos 5 por ciento en peso, y la cantidad maxima de unidades derivadas de etileno presentes en estos copolfmeros es tfpicamente que no exceda 35, preferiblemente que no exceda 30 y mas preferiblemente que no exceda 20, por ciento en peso del interpolfmero. La cantidad de unidades derivadas del o de los comonomeros insaturados, si estan presentes, es tfpicamente de al menos
0,01, preferiblemente de al menos 1, y mas preferiblemente de al menos 5, por ciento, y la cantidad maxima tfpica de unidades derivadas del o de los comonomeros insaturados por regla general no excede 35, preferiblemente no excede 30 y mas preferiblemente no excede 20, por ciento en peso del interpolfmero. El total combinado de unidades derivadas de etileno y cualquier comonomero insaturado tfpicamente no excede 40, preferiblemente no excede 30 y mas preferiblemente no excede 20, por ciento en peso del copolfmero.
En otra realizacion, el interpolfmero basado en propileno comprende propileno o uno o mas comonomeros insaturados (distintos a etileno), y tfpicamente comprenden unidades derivadas de propileno en una cantidad de al menos 60, preferiblemente de al menos 70 y mas preferiblemente de al menos 80, por ciento en peso del copolfmero. El uno o mas comonomeros insaturados del copolfmero comprenden al menos 0,1, preferiblemente al
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menos 1 y mas preferiblemente al menos 3, por ciento en peso, y la cantidad tipica maxima de comonomero insaturado no excede 40, y preferiblemente no excede 30, por ciento en peso del copoKmero.
En una realizacion, ciertos polfmeros basados en propileno, y especialmente ciertos interpoUmeros de propileno/etileno, se pueden preparar usando un catalizador de centro metalico con ligando heteroarilo en combinacion con uno o mas activadores, por ejemplo, un alumoxano. En ciertas realizaciones, el metal es uno o mas de hafnio y circonio. Mas espedficamente, en ciertas realizaciones del catalizador, se ha descubierto que es preferible usar un metal hafnio en comparacion con un metal circonio para catalizadores con ligando heteroarilo. Los catalizadores en ciertas realizaciones son composiciones que comprenden el ligando y precursor de metal, y, opcionalmente, pueden incluir adicionalmente un activador, combinacion de activadores o paquete activador.
Los catalizadores usados para producir los polfmeros basados en propileno incluyen adicionalmente catalizadores que comprenden complejos ligando-hafnio auxiliares, complejos ligando-circonio auxiliares y opcionalmente activadores, que catalizan reacciones de polimerizacion y copolimerizacion, particularmente con monomeros que son olefinas, diolefinas u otros compuestos insaturados. Se pueden usar composiciones de complejos de circonio, complejos de hafnio. Los complejos de metal-ligando pueden estar en un estado neutro o cargado. La relacion de ligando a metal tambien puede variar, dependiendo la relacion exacta de la naturaleza del ligando y el complejo metal-ligando. El complejo o complejos de metal-ligando pueden adoptar diferentes formas, por ejemplo, pueden ser monomericos, dimericos, o de un orden aun mayor. Las estructuras de catalizadores y ligandos asociados adecuados se describen en la patente de EE.UU. 6.919.407, columna 16, lmea 6 a columna 41, lmea 23.
En una realizacion mas, el polfmero basado en propileno comprende al menos 50 por ciento en peso, preferiblemente mas de 50 por ciento en peso de propileno (basado en el peso total de monomeros polimerizables) y al menos 5 por ciento en peso de etileno (basado en el peso total de monomero polimerizable), y tiene picos de 13C NMR, que corresponden a un regio-error, a aproximadamente 14,6 y 15,7 ppm, y los picos son de aproximadamente igual intensidad, por ejemplo, vease la patente de EE.UU. 6.919.407, columna 12, lmea 64 a columna 15, lmea 51.
Los polfmeros basados en propileno se pueden preparar por cualquier procedimiento de polimerizacion conveniente. En una realizacion, los reactivos de procedimiento, es decir, (i) propileno, (ii) etileno y/o uno o mas comonomeros insaturados, (iii) catalizador, y, (iv) opcionalmente, disolvente y/o un regulador de peso molecular (por ejemplo, hidrogeno), se alimentan a un recipiente de reaccion unico de cualquier diseno adecuado, por ejemplo, deposito agitado, bucle, o lecho fluidizado. Los reactivos de procedimiento se ponen en contacto dentro del recipiente de reaccion en condiciones apropiadas (por ejemplo, disolucion, lechada, fase gaseosa, suspension, alta presion) para formar el polfmero deseado, y despues el producto del reactor se recupera para procesamiento post-reaccion. Todo el producto del reactor se puede recuperar de una sola vez (como en el caso de un reactor de una sola pasada o por lotes), o se puede recuperar en forma de corriente de descarga, que forma solo una parte, tfpicamente un parte menor, de la masa de reaccion (como en el caso del reactor de proceso continuo, en el que una corriente de producto se descarga del reactor, a la misma velocidad a la que se anaden los reactivos para mantener la polimerizacion en condiciones de estado estacionario). "Masa de reaccion" significa los contenidos dentro de un reactor, tfpicamente durante, o posteriormente a, la polimerizacion. La masa de reaccion incluye reactantes, disolventes (si los hay), catalizador, y productos y subproductos. El disolvente y monomeros sin reaccionar se pueden reciclar de vuelta al recipiente de reaccion. Las condiciones de polimerizacion adecuadas se describen en la patente de EE.UU. 6.919.407, columna 41, lmea 23 a columna 45, lmea 43.
Los polfmeros basados en propileno pueden tener una combinacion de dos o mas realizaciones como se describe en la presente memoria.
C. Aditivos
Se pueden anadir estabilizantes y antioxidantes a una formulacion de resina para proteger la resina de la degradacion, causada por reacciones con oxfgeno, las cuales son inducidas por cosas tales como calor, luz o catalizador residual de las materias primas. Los antioxidantes estan comercialmente disponibles de Ciba-Geigy, situada en Hawthorn, N.Y., e incluyen Irganox® 565, 1010 y 1076 que son antioxidantes fenolicos impedidos. Estos son antioxidantes primarios, que actuan como captadores de radicales libres, y se pueden usar solos o en combinacion con otros antioxidantes, tales como antioxidantes de fosfito, como Irgafos® 168, disponible de Ciba- Geigy. Los antioxidantes de fosfito se consideran antioxidantes secundarios, no se usan generalmente solos, y se usan principalmente como descomponedores de peroxido. Otros antioxidantes incluyen, pero no se limitan a, Cyanox® LTDP, disponible de Cytec Industries en Stamford, Conn., y Ethanox® 1330, disponible de Albemarle Corp. en Baton Rouge, Louisiana. Muchos otros antioxidantes estan disponibles para usar solos, o en combinacion con otros de dichos antioxidantes. Otros aditivos de resina incluyen, pero no se limitan a, absorbedores de luz ultravioleta, agentes antiestaticos, pigmentos, tintes, agentes nucleantes, cargas, agentes de deslizamiento, retardantes de llamas, plastificantes, auxiliares de procesamiento, lubricantes, estabilizantes, inhibidores de humo, agentes de control de viscosidad y agentes antibloqueo.
Una composicion usada para formar una capa de pelmula puede comprender uno o mas aditivos como se describio anteriormente.
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En una realizacion, una composicion de pelmula comprende al menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste en antioxidantes, absorbedores de luz ultravioleta, agentes antiestaticos, pigmentos, tintes, agentes nucleantes, cargas, agentes de deslizamiento, retardantes de llamas, plastificantes, auxiliares de procesamiento, lubricantes, estabilizantes, inhibidores de humo, agentes de control de viscosidad y agentes antibloqueo y combinaciones de los mismos.
En una realizacion, una composicion de pelmula comprende al menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste en antioxidantes, absorbedores de luz ultravioleta, agentes antiestaticos, pigmentos, tintes, agentes nucleantes, cargas, agentes de deslizamiento, retardantes de llamas, plastificantes, auxiliares de procesamiento, agentes antibloqueo y combinaciones de los mismos.
MI. PeMculas multicapas
A. Capa de tipo piel (externa)
Los polfmeros adecuados para usar en la capa de tipo piel incluyen homopoMmeros basados en etileno e interpoMmeros basados en etileno y homopolfmeros basados en propileno e interpoMmeros basados en propileno. Los ejemplos de dichos polfmeros incluyen, pero no se limitan a, polfmeros basados en etileno, tales como, DOwLeX™ y ELITE™, polfmeros basados en propileno, tales como, INSPIRE™ (todos de The DOW Chemical Company). Cada capa de tipo piel puede contener un poMmero, o dos o mas polfmeros, tal como una mezcla de polfmeros, como UlDpE y LLDpE, dos LLDPE diferentes, o HDPE y ULDPE.
Las propiedades espedficas de una capa de tipo piel dependeran del poMmero o de la mezcla de poMmeros usada. Las propiedades proporcionadas mas adelante son representativas de resinas de poliolefina y otras resinas polimericas que se situan dentro de las propiedades indicadas. Las propiedades proporcionadas mas adelante no pretenden limitar el alcance de esta invencion, en terminos del intervalo de poliolefinas y otros polfmeros y mezclas adecuadas para usar en la invencion.
En una realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara tfpicamente por un mdice de fluidez en masa fundida (I2), a 190°C, y carga de 2,16 kg (ASTM D-1238), mayor que, o igual a, 0,1 g/10 min, preferiblemente mayor que, o igual a, 0.4 g/10 min, y mas preferiblemente mayor que, o igual a, 0.7 g/10 min. En otra realizacion, el poMmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara tfpicamente por un mdice de fluidez en masa fundida (I2), a 190°C y carga de 2,16 kg (ASTM D-1238), menor que, o igual a, 10 g/10 min, preferiblemente menor que, o igual a, 3 g/10 min, y mas preferiblemente menor que, o igual a, 2 g/10 min. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1- hexeno o 1-octeno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara tfpicamente por un mdice de fluidez en masa fundida (I2), a 190°C, y carga de 2,16 kg (ASTM D-1238), de 0,01 a 40 g/10 min, preferiblemente de 0,1 a 20 g/10 min, mas preferiblemente de 0,2 a 10 g/10 min, y aun mas preferiblemente de 0,5 a 5 g/10 min. Todos los valores y subintervalos individuales de 0,01 a 40 g/10 min se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpoMmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara tfpicamente por un caudal de masa fundida (MFR), a 230°C, y carga de 2,16 kg (ASTM D- 1238), mayor que, o igual a, 0,1 g/10 min, preferiblemente mayor que, o igual a, 1 g/10 min, y mas preferiblemente mayor que, o igual a, 2 g/10 min. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara tfpicamente por un caudal de masa fundida (MFR), a 230°C y carga de 2,16 kg (ASTM D-1238), menor que, o igual a, 20 g/10 min, preferiblemente menor que, o igual a, 10 g/10 min, y mas preferiblemente menor que, o igual a, 5 g/10 min. En una realizacion mas, el poMmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopoMmero de propileno o interpoMmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el poMmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara tfpicamente por un caudal de masa fundida, a 230°C, y carga de 2,16 kg (ASTM D-1238), de 0,1 a 50 g/10 min, preferiblemente de 0,2 a 25 g/10 min, mas preferiblemente de 0,5 a 15 g/10 min, y aun mas preferiblemente de 1 a 10 g/10 min. Todos los valores y subintervalos individuales de 0,1 a 50 g/10 min se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion adicional, el poMmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopoMmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno
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es un homopoUmero de propileno. En otra realizacion, el poKmero basado en propileno es un interpoKmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, tendra tipicamente una densidad mayor que, o igual a, 0,900 g/cm3, preferiblemente mayor que, o igual a, 0.910 g/cm3, y mas preferiblemente mayor que, o igual a, 0,917 g/cm3. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, tendra tfpicamente una densidad menor que, o igual a, 0,950 g/cm3, preferiblemente menor que, o igual a, 0,940 g/cm3, y mas preferiblemente menor que, o igual a, 0,926 g/cm3. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, tendra tfpicamente una densidad de 0,890 g/cm3 a 0,950 g/cm3, y preferiblemente de 0,900 g/cm3 a 0,940 g/cm3, y mas preferiblemente de 0,910 g/cm3 a 0,930 g/cm3. Todos los valores y subintervalos individuales de 0,890 g/cm3 a 0,950 g/cm3 se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a- olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara por un peso molecular medio en peso (Mw) de 20.000 a 1.000.000, y todos los valores y subintervalos individuales entremedias se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1- hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, tendra tfpicamente un porcentaje total de cristalinidad de menos de 60 por ciento, y preferiblemente de menos de 50 por ciento, como se ha medido por DSC. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el poifmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara tfpicamente por un punto de fusion por DSC de 50°C a 250°C, preferiblemente de 70°C a 200°C, mas preferiblemente de 100°C a 180°C, y aun mas preferiblemente de 110°C a 170°C. Todos los valores y subintervalos individuales de 50°C a 250°C se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1- hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, tendra tfpicamente una distribucion de peso molecular, Mw/Mn, de 1 a 20, o de 1,05 a 20, preferiblemente de 1 a 10, o de 1,05 a 10, y mas preferiblemente de 1 a 5, o de 1,05 a 5, y aun mas preferiblemente de 1,5 a 3,5. Todos los valores y subintervalos individuales de 1 a 20, o de 1,05 a 20, se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo
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piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un poKmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopoKmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
El polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, estara presente tfpicamente en una cantidad de 50 por ciento en peso a 100 por ciento en peso, en base al peso total de los componentes de la capa de tipo piel. Todos los valores y subintervalos individuales de 50 por ciento en peso a 100por ciento en peso se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1- octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
El polfmero usado en la capa de tipo piel, como un unico componente o como un componente de mezcla, puede tener una combinacion de dos o mas de las propiedades respectivas de las realizaciones anteriores.
B. Capa interna - Nucleo blando
Los ejemplos de polfmeros adecuados para esta capa incluyen, pero no se limitan a, polfmeros basados en polietileno, tales como, AFFINITY™ y FLEXOMER™, y polfmeros basados en propileno, tales como, polfmeros VERSIFY™ (todos de The DOW Chemical Company). Los sistemas de polfmeros distintos a los sistemas basados en poliolefina tambien se pueden usar para la capa interna. La capa interna puede contener un polfmero o dos o mas polfmeros, tal como un mezcla de polfmeros.
Las propiedades espedficas de la capa interna dependeran del polfmero o de la mezcla de polfmeros usada. Las propiedades proporcionadas mas adelante son representativas de resinas de poliolefina y otras resinas polimericas que se situan dentro de las propiedades indicadas. Las propiedades proporcionadas mas adelante no pretenden limitar el alcance de esta invencion, en terminos del intervalo de poliolefinas y otros polfmeros y mezclas adecuadas para usar en la invencion.
En una realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara tfpicamente por un mdice de fluidez en masa fundida (I2), a 190°C, y carga de 2,16 kg (ASTM D-1238), de 0,1 a 20 g/10 min, preferiblemente de 0,2 a 10 g/10 min, mas preferiblemente de 0,2 a 5 g/10 min, y aun mas preferiblemente de 0,2 a 2 g/10 min. Todos los valores y subintervalos individuales de 0,1 a 20 g/10 min se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara tfpicamente por un caudal de masa fundida, a 230°C, y carga de 2,16 kg (ASTM D-1238), de 0,2 a 50 g/10 min, preferiblemente de 0,5 a 20 g/10 min, mas preferiblemente de 1 a 10 g/10 min, y aun mas preferiblemente de 1 a 5 g/10 min. Todos los valores y subintervalos individuales de 0,2 a 50 g/10 min se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion adicional, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, tendra tfpicamente una densidad de 0,840 g/cm3 a 0,920 g/cm3, y preferiblemente de 0,850 g/cm3 a 0,910 g/cm3, y mas preferiblemente de 0,860 g/cm3 a 0,900 g/cm3. Todos los valores y subintervalos individuales de 0,840 g/cm3 a 0,920 g/cm3 se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a- olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, sera por regla general sustancialmente amorfo, y tendra un porcentaje total de cristalinidad de menos de 50 por ciento, y preferiblemente de menos de 30 por ciento, como se ha medido por DSC. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-
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hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el poKmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpoUmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara tfpicamente por un punto de fusion por DSC, o intervalo de fusion, de 30°C a 150°C, preferiblemente de 40°C a 120°C, mas preferiblemente de 50°C a 110°C, y aun mas preferiblemente de 60°C a 100°C. Todos los valores y subintervalos individuales de 30°C a 150°C se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, tendra tfpicamente un peso molecular medio en peso (Mw) de 10.000 a 200,000, y todos los valores y subintervalos individuales entremedias se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1- hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, tendra tfpicamente una distribucion de peso molecular, Mw/Mn, de 1 a 20, o de 1,05 a 20, preferiblemente de 1 a 10, o de 1,05 a 10, y mas preferiblemente de 1 a 5, o de 1,05 a 5, y aun mas preferiblemente de 1,5 a 3,5. Todos los valores y subintervalos individuales de 1 a 20, o de 1,05 a 20, se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
El polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, esta presente en una cantidad de 50 por ciento en peso a 100 por ciento en peso, en base al peso total de los componentes de la capa interna. Todos los valores y subintervalos individuales de 50 por ciento en peso a 100 por ciento en peso se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, tiene un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos cinco veces menor, preferiblemente al menos seis veces menor, y mas preferiblemente al menos siete veces menor, que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa externa (piel).
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina lineal homogeneamente ramificado o un interpolfmero de etileno/a- olefina sustancialmente lineal homogeneamente ramificado, y preferiblemente un interpolfmero de etileno/a-olefina sustancialmente lineal homogeneamente ramificado.
El polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, puede tener una combinacion de dos o mas de las propiedades respectivas de las realizaciones anteriores.
C. Capa interna - Nucleo duro
Los ejemplos de polfmeros adecuados para esta capa incluyen, pero no se limitan a, polfmeros basados en polietileno de alta densidad y de densidad media, tales como, HDPE y MDPE; homopolfmeros de polipropileno e
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interpoUmeros de propileno. Cada capa interna puede contener un poKmero o dos o mas poKmeros, tal como un mezcla de poUmeros.
Las propiedades espedficas de una capa interna dependeran del poKmero o de la mezcla de polfmeros usada. Las propiedades proporcionadas mas adelante son representativas de las resinas de poliolefina y otras resinas polimericas que se situan dentro de las propiedades indicadas. Las propiedades proporcionadas mas adelante no pretenden limitar el alcance de esta invencion, en terminos del intervalo de poliolefinas, y otros polfmeros y mezclas, adecuados para usar en la invencion.
En una realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara tfpicamente por un mdice de fluidez en masa fundida (I2), a 190°C, y carga de 2,16 kg (ASTM D-1238), de 0,01 a 5 g/10 min, preferiblemente de 0,05 a 4 g/10 min, mas preferiblemente de 0,1 a 3 g/10 min, y aun mas preferiblemente de 0,1 a 2 g/10 min. Todos los valores y subintervalos individuales de 0,01 a 5 g/10 min se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara tfpicamente por un caudal de masa fundida, a 230°C, y carga de 2,16 kg (ASTM D-1238), de 0,01 a 10 g/10 min, preferiblemente de 0,05 a 8 g/10 min, mas preferiblemente de 0,1 a 5 g/10 min, y aun mas preferiblemente de 0.5 a 5 g/10 min. Todos los valores y subintervalos individuales de 0,01 a 10 g/10 min se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion adicional, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, tendra tfpicamente una densidad mayor que, o igual a, 0,930 g/cm3, preferiblemente mayor que, o igual a, 0.935 g/cm3, y mas preferiblemente mayor que, o igual a, 0,940 g/cm3. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, tendra tfpicamente una densidad menor que, o igual a, 0,970 g/cm3, preferiblemente menor que, o igual a, 0,960 g/cm3, y mas preferiblemente menor que, o igual a, 0,950 g/cim3. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, tiene una densidad menor que, o igual a, 0,93 g/cm3, preferiblemente menor que, o igual a, 0,92 g/cm3, y mas preferiblemente menor que, o igual a, 0,91 g/cm3. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, tiene una densidad mayor que, o igual a, 0,86 g/cm3, preferiblemente mayor que, o igual a, 0.87 g/cm3, y mas preferiblemente mayor que, o igual a, 0,88 g/cm3. En una realizacion, el polfmero es un polfmero basado en propileno. En una realizacion mas, el polfmero es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara tfpicamente por un punto de fusion por DSC de 50°C a 250°C, preferiblemente de 70°C a 200°C, mas preferiblemente de 100°C a 180°C, y aun mas preferiblemente de 120°C a 170°C. Todos los valores y subintervalos individuales de 50°C a 250°C se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1- hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, se caracterizara por un peso molecular medio en peso (Mw) de 20.000 a 1.000.000, y todos los valores y subintervalos individuales entremedias se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1- hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, tendra tfpicamente un porcentaje total de cristalinidad de menos de 60 por ciento, y preferiblemente de
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menos de 50 por ciento, como se ha medido por DSC. En una realizacion mas, el poKmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpoKmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, tendra tfpicamente una distribucion de peso molecular, Mw/Mn, de 1 a 20, o de 1,05 a 20, preferiblemente de 1 a 10, o de 1,05 a 10, y mas preferiblemente de 1 a 5, o de 1,05 a 5, y aun mas preferiblemente de 1,5 a 3,5. Todos los valores y subintervalos individuales de 1 a 20, o de 1,05 a 20, se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a-olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o un interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
El polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, estara presente tfpicamente en una cantidad de 50 por ciento en peso a 100 por ciento en peso, en base al peso total de los componentes de la capa interna. Todos los valores y subintervalos individuales de 50 por ciento en peso a 100 por ciento en peso se incluyen y describen en la presente memoria. En una realizacion mas, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un interpolfmero de etileno/a- olefina, y en una realizacion adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno. En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, es un polfmero basado en propileno, y mas preferiblemente un homopolfmero de propileno o interpolfmero de propileno/etileno. En una realizacion, el polfmero basado en propileno es un homopolfmero de propileno. En otra realizacion, el polfmero basado en propileno es un interpolfmero de propileno/etileno.
En otra realizacion, el polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, tiene un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos dos veces mayor, preferiblemente al menos tres veces mayor, y mas preferiblemente al menos cuatro veces mayor, que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel.
El polfmero usado en la capa interna, como un unico componente o como un componente de mezcla, puede tener una combinacion de dos o mas de las propiedades respectivas de las realizaciones anteriores.
IV. Algunas peliculas multicapas
Las pelfculas de la invencion contienen una capa interna que es menor que, o igual a, 15 por ciento del espesor total de la pelfcula, y preferiblemente menor que, o igual a, 10 por ciento del espesor total de la pelfcula. En otra realizacion, la capa interna es de 2 a 15 por ciento del espesor total de la pelfcula, preferiblemente de 5 a 15 por ciento del espesor total de la pelfcula, y mas preferiblemente de 8 a 15 por ciento del espesor total de la pelfcula.
Las pelfculas de la invencion contienen preferiblemente tres o cinco capas de pelfcula. En una realizacion preferida, las dos capas de tipo piel de las pelfculas multicapa se forman a partir de la misma composicion polimerica. En otra realizacion, la pelfcula multicapa contiene al menos dos capas internas no contiguas, que tienen un espesor sumado menor que, o igual a, 20 por ciento del espesor total de la pelfcula, preferiblemente menor que, o igual a, 15 por ciento del espesor total de la pelfcula, y mas preferiblemente menor que, o igual a, 10 por ciento del espesor total de la pelfcula.
Las pelfculas de la invencion tienen preferiblemente un espesor total menor que, o igual a, 1.000 pm (micrometros), preferiblemente menor que, o igual a, 500 pm (micrometros), mas preferiblemente menor que, o igual a, 100 pm (micrometros), y aun mas preferiblemente menor que, o igual a, 50 pm (micrometros). En otra realizacion, las pelfculas de la invencion tienen preferiblemente un espesor total mayor que, o igual a, 25 pm (micrometros), preferiblemente mayor que, o igual a, 30 pm (micrometros), y mas preferiblemente mayor que, o igual a, 35 pm (micrometros).
En otra realizacion, las pelfculas de la invencion tienen capas externas o de tipo piel realizadas a partir de un polfmero basado en etileno, de un tipo, o mezclas de dos o mas tipos, o mezclas de polietileno con otras poliolefinas. En una realizacion preferida, las dos capas externas se forman a partir de la misma composicion polimerica.
En otra realizacion, la capa interna se forma a partir de un polfmero basado en propileno (homopolfmero, copolfmero aleatorio, copolfmero de impacto, mezclas de los mismos), o se forma a partir de un polfmero basado en etileno con una densidad mayor que 0,939 g/cm3, o combinaciones de los mismos.
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En otra realizacion, la capa interna se forma a partir de un interpoUmero de etileno/a-olefina con una densidad de 0,85 g/cm3 a 0,89 g/cm3, y preferiblemente de 0,855 g/cm3 a 0,88 g/cm3. En una realizacion adicional, la capa interna de la pelmula se forma a partir de un interpolfmero de etileno/a-olefina lineal homogeneamente ramificado o a partir de un interpolfmero de etileno/a-olefina sustancialmente lineal homogeneamente ramificado.
En otra realizacion, la capa de tipo piel se forma a partir de una composicion que comprende un interpolfmero de etileno/a-olefina que tiene una densidad de 0,910 g/cm3 a 0,930 g/cm3, un mdice de fluidez en masa fundida (I2) de 0,5 a 1,5 g/10 min, y una relacion I10/I2 de 5 a 10, y preferiblemente de 6 a 9. En una realizacion adicional, el interpolfmero de etileno/a-olefina comprende de 5 a 20 por ciento en peso, preferiblemente de 10 a 15 por ciento en peso de la a-olefina, en base al peso total de los monomeros polimerizables. Preferiblemente, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno, mas preferiblemente de 1-hexeno y 1-octeno, y lo mas preferiblemente de 1-octeno. La capa de tipo piel es particularmente adecuada para usar en combinacion con al menos una capa interna como se describe mas adelante.
En otra realizacion, una capa de tipo piel se forma a partir de una composicion que comprende un interpolfmero de etileno/a-olefina heterogeneamente ramificado, y un interpolfmero de etileno/a-olefina homogeneamente ramificado, y mas preferiblemente un interpolfmero de etileno/a-olefina sustancialmente lineal homogeneamente ramificado. En una realizacion mas, la composicion tiene una densidad de 0,90 a 0,94 g/cm3, y preferiblemente de 0,91 a 0,93 g/cm3, y un mdice de fluidez en masa fundida (12) de 0,5 a 2 g/10 min, y preferiblemente de 0,5 a 2 g/10 min. Preferiblemente, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno, mas preferiblemente de 1- hexeno y 1-octeno, y lo mas preferiblemente de 1-octeno. En otra realizacion, la composicion se forma a partir de una mezcla en el reactor. La capa de tipo piel es particularmente adecuada para usar en combinacion con al menos una capa interna como se describe mas adelante.
En una realizacion, la capa interna se forma a partir de una composicion que comprende un homopolfmero de
polietileno que tiene una densidad de 0,940 g/cm3 a 0,970 g/cm3,
y preferiblemente de 0,950 g/cm3 a 0,970 g/cm3, un
mdice de fluidez en masa fundida (I2) de 1 a 5 g/10 min, y preferiblemente de 1,5 a 4 g/10 min. En una realizacion mas, el homopolfmero de polietileno tiene un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD que es al menos el doble que el de una capa externa (piel).
En otra realizacion, la capa interna se forma a partir de una composicion que comprende un interpolfmero de etileno/a-olefina lineal homogeneamente ramificado o sustancialmente lineal homogeneamente ramificado, y mas preferiblemente un interpolfmero de etileno/a-olefina sustancialmente lineal homogeneamente ramificado. En una realizacion mas, el interpolfmero de etileno/a-olefina tiene una densidad de 0,85 a 0,89 g/cm3, y preferiblemente de 0,86 a 0,88 g/cm3, y un mdice de fluidez en masa fundida (I2) de 0,1 a 2 g/10 min, y preferiblemente de 0,2 a 1 g/10 min. Preferiblemente, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno, mas preferiblemente de 1-hexeno y 1-octeno, y lo mas preferiblemente de 1-octeno. En una realizacion adicional, el interpolfmero de etileno/a-olefina homogeneamente ramificado tiene un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD que es al menos cinco veces menor que el de una capa externa (piel).
En otra realizacion, la capa interna se forma a partir de una composicion que comprende: (i) un interpolfmero de etileno/a-olefina homogeneamente ramificado, y mas preferiblemente un interpolfmero de etileno/a-olefina sustancialmente lineal homogeneamente ramificado; y (ii) un homopolfmero de polietileno. En una realizacion mas, el interpolfmero de etileno/a-olefina tiene una densidad de 0,85 a 0,89 g/cm3, y preferiblemente de 0,86 a 0,88 g/cm3, y un mdice de fluidez en masa fundida (I2) de 0,1 a 2 g/10 min, y preferiblemente de 0,2 a 1 g/10 min. Preferiblemente, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno, mas preferiblemente de 1- hexeno y 1-octeno, y lo mas preferiblemente de 1-octeno. En una realizacion adicional, el homopolfmero de polietileno tiene una densidad de 0,940 g/cm3 a 0,970 g/cm3, y preferiblemente de 0,950 g/cm3 a 0,970 g/cm3, un mdice de fluidez en masa fundida (I2) de 1 a 5 g/10 min, y preferiblemente de 1,5 a 4 g/10 min.
En otra realizacion, la capa interna se forma a partir de una composicion que comprende un homopolfmero de polipropileno que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,920 g/cm3, y preferiblemente de 0,890 g/cm3 a 0,910 g/cm3, un caudal de masa fundida (MFR) de 1 a 6 g/10 min, y preferiblemente de 2 a 5 g/10 min. En una realizacion mas, el homopolfmero de polipropileno tiene un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD que es al menos el doble que el de una capa externa (piel).
En otra realizacion, la capa interna se forma a partir de una composicion que comprende un interpolfmero de propileno/etileno que tiene una densidad de 0,840 g/cm3 a 0,920 g/cm3, y preferiblemente de 0,850 g/cm3 a 0,910 g/cm3, un caudal de masa fundida (MFR) de 1 a 5 g/10 min, y preferiblemente de 1,5 a 4 g/10 min. En una realizacion mas, el interpolfmero de propileno/etileno tiene un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD que es al menos cinco veces menor que el de una capa externa (piel).
En otra realizacion, la capa interna se forma a partir de elastomeros o plastomeros poliolefmicos, tales como
TM TM TM
polfmeros ENGAGE , polfmeros AFFINITY o polfmeros VERSIFY (todos de The Dow Chemical Company).
En el caso de una capa interna de menor modulo, los materiales preferidos son polfmeros basados en etileno como
™ 1 1 TM
polfmeros AFFINITY , o polfmeros basados en propileno como polfmeros VERSIFY . Otros polfmeros adecuados
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incluyen poKmeros TAFMER™ suministrados por Mitsui Chemical Company, poKmeros EXACT™ suministrados por
TM TM
Exxon Chemical Company, poKmeros VISTAMAXX (ExxonMobil Chemical Co.), polfmeros LICOCENE (Clariant),
TM TM TM
polfmeros EASTOFLEX (Eastman Chemical Co.), polfmeros REXTAC (Hunstman), y poUmeros VESTOPLAST (Degussa).
En el caso de una capa interna de mayor modulo, los materiales preferidos son polipropileno homopolfmero, polipropileno copoKmero aleatorio y polietileno de alta densidad (HDPE). Otros materiales adecuados son polipropileno copolfmero de impacto, poliestireno, polietileno de densidad media (MDPE), copolfmeros de olefina dclicos o polfmeros polares, como poliester, policarbonato o similar. Polfmeros adicionales incluyen polipropileno modificado de impacto y poliestireno modificado de impacto.
Las ca^as de tipo piel pueden ser cualquier material basado en polietileno, como polfmeros DOWLEX™ o polfmeros ELITE (ambos disponibles de The Dow Chemical Company), o mezclas como, por ejemplo, DOWLEX™ y ATTANE™ (ambos disponibles de The Dow Chemical Company).
La invencion se refiere al area de la tecnologfa de extrusion de polfmeros, principalmente a pelfculas sopladas para envasado. Al usar una capa interna mas delgada de un polietileno de alta densidad, polipropileno, u otro material de alta rigidez en una pelfcula polimerica, se puede lograr una combinacion mejorada y deseable de mayor rigidez, propiedades opticas, propiedades de adherencia en caliente y resistencia al desgarro. Si la capa interna delgada es
TM TM
un polfmero elastomerico como polfmeros AFFINITY o polfmeros VERSIFY , se pueden lograr mejores propiedades opticas, resistencia al desgarro y al impacto de dardo.
Como se analizo anteriormente, la capa interna, o un polfmero usado para formar dicha capa interna tiene uno de los siguientes modulos:
A) un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos dos veces mayor, preferiblemente al menos tres veces mayor, y mas preferiblemente al menos cuatro veces mayor, que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de externa (piel), o
B) un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos cinco veces menor, preferiblemente al menos seis veces menor, y mas preferiblemente al menos siete veces menor, que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de externa (piel).
Los ejemplos de algunos polfmeros y sus correspondientes modulos se muestran a continuacion en la Tabla 1.
Tabla 1: Polfmeros y modulos
Pelfcula*
Modulo secante al 2% de traccion CD Modulo secante al 2% de traccion, MD Relacion modulo MD piel/nucleo.
MPa MPa
PE E51 (Piel)
234 200
PE19
669 583 2,92
50% en peso de PE815 + 50% en peso de PE19
PP24
NA 8,4 (estimado)
PE815
NA 16 0,08
PP2N
602 618 3,09
PE D56 (Piel)
238 198
PE19
669 583 2,94
50% en peso de PE815 + 50% en peso de PE19
Pelfcula*
Modulo secante al 2% de traccion CD Modulo secante al 2% de traccion, MD Relacion modulo MD piel/nucleo.
PE04 (ejemplo comp.)
147 140 0,71
DOWLEX™ 2740
420 370 1,87
*Pelfculas sopladas, 50 pm (ISO 527-3, ASTM D-882); vease seccion experimental para una descripcion de cada polfmero.
Como se puede observar en la Tabla 1, el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de la resina interna o nucleo (o uno de sus componentes) es al menos dos veces mayor que la resina de tipo piel, o al menos cinco veces menor que la resina de tipo piel. En el caso de la mezcla del PE19 y PE815, la mezcla tiene un modulo similar a la 5 resina de tipo piel; sin embargo, el componente PE19 tiene un modulo considerablemente mayor que el polfmero usado para formar la capa de tipo piel. Y el PE815 tiene un modulo considerablemente menor que la capa de tipo piel.
En otra realizacion, la capa interna, o un polfmero usado para formar dicha capa interna, tiene una densidad delta de mas de 0,02 g/cm3 con respecto a la resina de tipo piel. Los ejemplos de algunos polfmeros y sus correspondientes 10 densidades se muestran a continuacion en la Tabla 2.
Tabla 2: Polfmeros y densidades
Pelfcula*
Densidad Densidad A
g/cm3 g/cm3
PE E51 (Piel)
0,920 0
PE19
0,956 + 0,036
50% en peso de PE815 + 50% en peso de PE19
0,9099 -0,01
PP24
0,8585 - 0,0615
PE815
0,868 - 0,052
PP2N
0,900 -0,02
PE D56 (Piel)
0,919 0
PE19
0,956 + 0,037
50% en peso de PE815 + 50% en peso de PE19
0,9099 - 0,009
PE04 (ejemplo comp.)
0,918 - 0,002
*Pelfculas sopladas, 50 pm (ISO 527-3, ASTM D-882); vease seccion experimental para una descripcion de cada polfmero.
Como se puede observar en la Tabla 2, preferiblemente la resina interna o nucleo, o al menos un componente en la resina nucleo (preferiblemente todos), tienen una densidad delta de mas de 0,02 g/cm3 con respecto a la resina de 15 tipo piel. Para pelfculas de 50 pm (micrometros), la resistencia la desgarro MD debiera ser preferiblemente de al menos 900 g, el brillo debiera ser de al menos 60, la turbidez debiera ser menor que 10.
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La pelmula no contiene una capa adhesiva entre dos capas de pelmula. En una realizacion preferida, la pelmula de la invencion contiene tres capas. En una realizacion mas, cada capa externa o de tipo piel se forma a partir de una composicion que comprende una cantidad mayoritaria (mas de 50 por ciento en peso, en base al peso total de la composicion) de uno de los siguientes polfmeros, A1 y A2; y la capa interna se forma a partir de una composicion que comprende una cantidad mayoritaria (mas de 50 por ciento en peso, en base al peso total de la composicion) de uno de los siguientes polfmeros o mezclas adecuadas, B1, B2, B3, C1 y C2.
A1 (capa de tipo piel): un interpolfmero de etileno/a-olefina lineal de baja densidad, donde la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno, y preferiblemente de 1-hexeno y 1-octeno, y mas preferiblemente de 1- octeno; y donde el interpolfmero tiene una densidad de 0,90 g/cm3 a 0,93 g/cm3, y un mdice de fluidez en masa fundida (I2) de 0,5 a 2 g/10 min, y una relacion 10/I2 de 5 a 10, y preferiblemente de 6 a 10.
A2 (capa de tipo piel): una mezcla en reactor que comprende un interpolfmero de etileno/a-olefina lineal de baja densidad, donde la a-olefina se selecciona preferiblemente de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno, y preferiblemente de 1-hexeno y 1-octeno, y mas preferiblemente de 1-octeno; y un interpolfmero de etileno/a-olefina sustancialmente lineal homogeneamente ramificado, donde la a-olefina se selecciona preferiblemente de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno, y preferiblemente de 1-hexeno y 1-octeno, y mas preferiblemente de 1-octeno; y donde la mezcla tiene una densidad de 0,90 g/cm3 a 0,94 g/cm3, preferiblemente de 0,91 g/cm3 a 0,93 g/cm3, y un mdice de fluidez en masa fundida (I2) de 0,5 a 3 g/10 min, y preferiblemente de 0,5 a 2 g/10 min.
B1 (capa interna): un homopolfmero de polietileno de alta densidad, donde el homopolfmero tiene una densidad de 0,94 g/cm3 a 0,97 g/cm3, y preferiblemente de 0,95 g/cm3 a 0,97 g/cm3, y un mdice de fluidez en masa fundida (I2) de 1 a 5 g/10 min, y preferiblemente de 1,5 a 4 g/10 min; y el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD que es al menos el doble que el de la capa externa.
B2 (capa interna): un interpolfmero de etileno/a-olefina lineal homogeneamente ramificado o sustancialmente lineal homogeneamente ramificado, donde la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno, y preferiblemente de 1-hexeno y 1-octeno, y mas preferiblemente de 1-octeno; y donde el interpolfmero tiene una densidad de 0,85 g/cm3 a 0,89 g/cm3 , y preferiblemente de 0,86 g/cm3 a 0,88 g/cm3, y un mdice de fluidez en masa fundida (I2) de 0,1 a 2 g/10 min, y preferiblemente de 0,1 a 2 g/10 min, y un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD que es al menos cinco veces menor que el de la capa externa.
B3 (capa interna): 50 por ciento en peso de B1 y 50 por ciento en peso de B2, en base a la suma de los pesos de B1 y B2.
C1 (capa interna): un copolfmero de propileno/etileno con 2 a 20 por ciento en peso de etileno, y preferiblemente de 3 a 16 por ciento en peso de etileno, y una densidad de 0,84 g/cm3 a 0,92 g/cm3, y preferiblemente de 0,85 g/cm3 a 0,91 g/cm3, y un caudal de masa fundida (MFR) de 1 a 5 g/10 min, y preferiblemente de 1,5 a 4 g/10 min, y un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD que es al menos cinco veces menor que el de la capa externa (piel).
C2 (capa interna): Un homopolfmero de propileno con una densidad de 0,85 g/cm3 a 0,91 g/cm3, y preferiblemente de 0,89 g/cm3 a 0,91 g/cm3, y un mdice de fluidez en masa fundida (I2) de 1 a 6 g/10 min, y preferiblemente de 2 a 5 g/10 min, y un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD que es al menos el doble que el de la capa externa (piel).
Las combinaciones de pelmulas de tres capas preferiblemente incluyen las siguientes: A1B1/A1; A1/B3/A1; A2/B1/A2; A2/B2/A2; A2/B3/A2; A2/C1/A2, y A2/C2/A2.
VI. Procedimientos para formar composiciones de peliculas de la invencion
Una composicion de pelmula de la invencion se puede preparar seleccionando los polfmeros termoplasticos adecuados para realizar cada capa; formando una pelmula de cada capa, y uniendo las capas, o coextrudiendo o moldeando por colada una o mas capas. Deseablemente, las capas de pelmula se unen de manera continua en el area interfacial entre las pelmulas. Preferiblemente, la pelmula se forma usando un procedimiento de pelmula soplada.
Para cada capa, tfpicamente, es adecuado mezclar con extrusion los componentes y cualquier aditivo adicional, tal como agentes de deslizamiento, agentes antibloqueo, y auxiliares de procesamiento de polfmero. La mezcla con extrusion debe llevarse a cado de una manera, que se logre un grado adecuado de dispersion. Los parametros de mezcla con extrusion variaran necesariamente dependiendo de los componentes. Sin embargo, tfpicamente la deformacion total del polfmero, es decir, el grado de mezclamiento, es importante, y se controla mediante, por ejemplo, el diseno del husillo y la temperatura de fusion. La temperatura de fusion durante la formacion de la pelmula dependera de los componentes de la pelmula.
Despues de mezclar con extrusion, se forma una estructura de pelmula. Las estructuras de pelmula se pueden realizar mediante tecnicas de fabricacion convencionales, por ejemplo, pelmulas sopladas, extrusion de burbuja, procedimientos de orientacion biaxial (tales como procedimientos de tensado o de doble burbuja), extrusion por colada/lamina, coextrusion y laminacion. Los procedimientos de extrusion de burbuja convencionales (tambien
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conocidos como procedimientos de pelmula soplada en caliente) se describen, por ejemplo, en The Encyclopedia of Chemical Technology, de Kirk-Othmer, tercera edicion, John Wiley & Sons, New York, 1981, Vol. 16, paginas 416417 y Vol. 18, paginas 191-192. Los procedimientos de fabricacion de pelmula de orientacion biaxial, tales como se describen en el procedimiento de "burbuja doble" de la solicitud de patente de EE.UU. n° -A-3.456.044 (Pahlke), y los procedimientos descritos en la solicitud de patente de EE.UU. n° 4.352.849 (Mueller), las solicitudes de patente de EE.UU. nos -A-4.820.557 y-A-4.837.084 (ambas de Warren), la solicitud de patente de EE.UU. n° -A- 4.865.902 (Golike et al.), la solicitud de patente de EE.UU. n° -A-4.927.708 (Herran et al.), la solicitud de patente de EE.UU. n° - A-4.952,451 (Mueller), y las solicitudes de patente de EE.UU. nos -A-. 4.963.419 y 5.059.481 (ambas de Lustig et al.), tambien se pueden usar para producir las estructuras de pelmula nuevas de esta invencion.
Las tecnicas de fabricacion para producir las estructuras de la invencion incluyen tecnicas de formado-llenado- sellado en vertical, tales como las descritas en Packaging Machinery Operation, Capftulo 8: Form-Fill-Sealing, de C. Glenn Davis (Packaging Machinery Manufacturers Institute, 2000 K Street, N.W., Washington, D.C. 20006); The Wiley Encyclopedia of Packaging Technology, Marilyn Bakker, Editor jefe, paginas 364-369 (John Wiley & Sons); las patentes de EE.UU. 5.288.531 (Falla et al.), 5.721.025 (Falla et al.), 5.360.648 (Falla et al.) y 6.117.465 (Falla et al.); otras tecnicas de fabricacion de pelmulas, tales como las analizadas en Plastic Films, Technology and Packaging Applications (Technomic Publishing Co., Inc. (1992)), de Kenton R. Osborn y Wilmer A Jenkens, paginas 39-105.
Otras tecnicas de fabricacion de pelmulas se describen en la patente de EE.UU. 6.723.398 (Chum et al.). Tecnicas de post-procesamiento, tales como tratamiento de radiacion y tratamiento de corona, especialmente para aplicaciones de impresion, tambien se pueden lograr con los materiales de la invencion. La pelmula producida a partir de la invencion tambien se puede curar con silano, o los polfmeros usados para realizar el artmulo de la invencion puede ser injertado, post-fabricacion (tal como polfmeros injertados con antndrido maleico, que incluyen tecnicas descritas en las patentes de EE.UU. 4.927.888 (Strait et al.), 4.950.541 (Tabor et al.), 4.762.890 (Strait et al.), 5.346.963 (Hughes et al.), 4.684.576 (Tabor et al.).
Despues de que se haya formado la composicion de la pelmula, esta se puede estirar. El estiramiento se puede lograr de cualquier manera, convencionalmente usada en la tecnica. Las composiciones de pelmula se pueden enviar a un convertidor para fabricar bolsas.
En una realizacion, las laminas de la composicion de pelmula se pueden adherir mediante termosellado o mediante el uso de un adhesivo. El termosellado se puede llevar a cabo usando tecnicas convencionales, que incluyen, pero no se limitan a, una barra caliente, calentamiento por impulsos, soldadura lateral, soldadura ultrasonica, u otros mecanismos de calentamiento alternativos como se analizo anteriormente.
Las composiciones de pelmula de los procedimientos anteriormente mencionados se pueden realizar con cualquier espesor dependiendo de la aplicacion. Tfpicamente, las pelmulas multicapas tienen un espesor menor que, o igual a, 1.000 pm (micrometros), preferiblemente menor que, o igual a, 500 pm (micrometros), y mas preferiblemente menor que, o igual a, 100 pm (micrometros). En una realizacion preferida, las pelfculas tienen un espesor total de 5 a 300 pm (micrometros), preferiblemente de 20 a 200 pm (micrometros), mas preferiblemente de 40 a 100 pm (micrometros). La permeabilidad de la pelmula tambien se puede ajustar dependiendo de la aplicacion.
Definiciones
Cualquier intervalo numerico mencionado en la presente memoria, incluye todos los valores desde el valor inferior hasta el valor superior, en incrementos de una unidad, siempre que haya una separacion de al menos 2 unidades entre cualquier valor inferior y cualquier valor superior. A modo de ejemplo, si se afirma que la cantidad de un componente, o un valor de una propiedad composicional o ffsica, tal como, por ejemplo, la cantidad de componente de mezcla, la temperatura de reblandecimiento, el mdice de fluidez en masa fundida, etc., esta entre 1 y 100, se pretende que todos los valores individuales, tales como, 1, 2, 3, etc., y todos los subintervalos, tales como, 1 a 20, 55 a 70, 197 a 100, etc., se enumeren expresamente en esta especificacion. Para valores que son inferiores a uno, una unidad se considera que es 0,0001, 0,001, 0,01 o 0,1, como apropiada. Estos son solo ejemplos de lo que se pretende espedficamente, y todas las combinaciones posibles de valores numericos enumerados entre el valor mas bajo y el valor mas alto, se deben de considerar como indicados expresamente en esta solicitud. Los intervalos numericos se han mencionado, como se analiza en la presente memoria, en referencia al espesor de pelmula, mdice de fluidez en masa fundida, caudal de masa fundida, peso molecular medio en peso, distribucion de peso molecular, porcentaje de cristalinidad, densidad, y otras propiedades.
La expresion "pelmula multicapa," como se usa en la presente memoria, se refiere a una estructura de pelmula con mas de una capa o estrato.
El termino "pelmula," como se usa en la presente memoria, se refiere a una estructura de pelmula con al menos una capa o estrato. Las pelmulas de la invencion, como se describen en la presente memoria, contienen al menos tres capas o estratos.
La expresion "capa interna," como se usa en la presente memoria, se refiere a una capa de pelmula interior que es co-contigua con otra pelmula en cada superficie.
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El termino "piel" o las expresiones "capa de tipo piel," o "capa externa," como se usan en la presente memoria, se refieren a una capa de pelfcula exterior mas externa.
El termino "composicion", como se usa en esta memoria, incluye una mezcla de materiales que comprende la composicion, asf como los productos de reaccion y los productos de descomposicion formados a partir de los materiales de la composicion.
El termino "polfmero", como se usa en esta memoria, se refiere a un compuesto polimerico preparado por la polimerizacion de monomeros, del mismo o diferente tipo. El termino generico polfmero por lo tanto abarca el termino homopolfmero, usualmente empleado para referirse a polfmeros preparados a partir de un solo tipo de monomero, y el termino interpolfmero como se define mas adelante.
El termino "interpolfmero", como se emplea en esta memoria, se refiere a polfmeros preparados por la polimerizacion de al menos dos tipos diferentes de monomeros. De este modo, el termino generico interpolfmero incluye copolfmeros, usualmente empleado para hacer referencia a polfmeros preparados a partir de dos tipos diferentes de monomeros, y polfmeros preparados a partir de dos tipos de monomeros diferentes.
Las expresiones "polfmero termoplastico" o "composicion termoplastica," y expresiones similares, significan un polfmero o composicion polimerica que es sustancialmente extrudible o deformable termicamente, aunque se pueden requerir condiciones relativamente agresivas.
El termino "mezcla" o la expresion "mezcla polimerica," como se usan en esta memoria, significan una mezcla de dos o mas polfmeros. Dicha mezcla puede ser o no ser miscible (no separada en fases a nivel molecular). Dicha mezcla puede estar o no estar separada en fases. Dicha mezcla puede contener o no contener una o mas configuraciones de dominio, como se determino mediante espectroscopfa electronica de transmision, dispersion de luz, dispersion de rayos X, y otros metodos conocidos en la tecnica.
La expresion, "polfmero basado en etileno," como se usa en esta memoria, se refiere a un polfmero que comprende mas de 50 por ciento en moles de monomero de etileno polimerizado, en base a la cantidad total de monomero o monomeros polimerizables.
La expresion, "interpolfmero basado en etileno," como se usa en esta memoria, se refiere a un polfmero que comprende mas de 50 por ciento en moles de monomero de etileno polimerizado, en base a la cantidad total de monomeros polimerizables, y al menos un comonomero.
La expresion, "interpolfmero de etileno/a-olefina," como se usa en esta memoria, se refiere a un polfmero que comprende mas de 50 por ciento en moles de monomero de etileno polimerizado, en base a la cantidad total de monomeros polimerizables, un comonomero de a-olefina, y opcionalmente, uno o mas de otros comonomeros.
La expresion, "polfmero basado en etileno," como se usa en esta memoria, se refiere a un polfmero que comprende mas de 50 por ciento en moles de monomero de propileno polimerizado, en base a la cantidad total de monomero o monomeros polimerizables.
La expresion, "interpolfmero basado en propileno," como se usa en esta memoria, se refiere a un polfmero que
comprende mas de 50 por ciento en moles de monomero de propileno polimerizado, en base a la cantidad total de
monomeros polimerizables, y al menos un comonomero.
La expresion, "interpolfmero de propileno/a-olefina," como se usa en esta memoria, se refiere a un polfmero que comprende mas de 50 por ciento en moles de monomero de propileno polimerizado, en base a la cantidad total de monomeros polimerizables, un comonomero de a-olefina, y opcionalmente, uno o mas de otros comonomeros.
La expresion, "interpolfmero de propileno/etileno," como se usa en esta memoria, se refiere a un polfmero que
comprende mas de 50 por ciento en moles de monomero de propileno polimerizado, en base a la cantidad total de
monomeros polimerizables, comonomero de etileno, y opcionalmente, uno o mas de otros comonomeros.
La expresion polfmero "no polar", como se usa en esta memoria, se refiere a un polfmero que no contiene restos polares, que incluyen, pero no se limitan a, grupo hidroxilo, grupo carbonilo, grupo ester, grupo amina, grupo amino, grupo amida, grupo imida, grupo ciano, grupo tiol, y grupo acido carboflico. Los ejemplos de polfmeros no polares incluyen polfmeros de poliolefina.
La expresion polfmero "polar", como se usa en esta memoria, se refiere a un polfmero que contiene uno o mas restos polares, que incluyen, pero no se limitan a, grupo hidroxilo, grupo carbonilo, grupo ester, grupo amina, grupo amino, grupo amida, grupo imida, grupo ciano, grupo tiol, y grupo acido carboflico. Los ejemplos de polfmeros polares incluyen poliesteres, poliamidas, poliimidas, acidos poliacnlicos, polieteres, polieter bloque amidas, polieteramidas, polieterimidas, policarbonatos, oxidos de polifenileno, alcoholes de polivinilo y cloruros de polivinilo.
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PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO
Los parametros espedficos de ensayo dentro de cada ensayo dependeran del poUmero o mezcla de poKmeros usados. Algunos de los ensayos descritos mas adelante describen parametros de ensayo que se indican como representativos de las resinas de poliolefinas. Los parametros particulares de un ensayo no pretenden limitar el alcance de esta invencion. Los expertos en la tecnica entenderan las limitaciones de un conjunto particular de parametros de ensayo, y seran capaces de determinar parametros apropiados para otros tipos de polfmeros y mezclas.
La densidad de los homopolfmeros de etileno e interpolfmeros basados en etileno, y otras poliolefinas se mide segun ASTM D-792-00, que tambien se puede usar para medir la densidad de otros polfmeros como se indica en este ensayo.
El mdice de fluidez en masa fundida (I2) de los homopolfmeros de etileno e interpolfmeros basados en etileno se mide segun ASTM D-1238-04, condicion 190°C/2,16 kg. El caudal de masa fundida (MFR) de los homopolfmeros de propileno e interpolfmeros basados en propileno se mide segun ASTM D-1238-04, condicion 230°C/2,16 kg.
Los pesos moleculares medios y las distribuciones de pesos moleculares para polfmeros basados en etileno, se pueden determinar con un sistema cromatografico que consiste, o bien en un modelo PL-210 de Polymer Laboratories o bien en un modelo PL-220 de Polymer Laboratories. Los compartimientos de columna y carrusel se hacen funcionar a 140°C para polfmeros basados en etileno. Las columnas son tres columnas "de 10- pm (micrometros) Mixed-B" de Polymer Laboratories. El disolvente es 1,2,4 triclorobenceno. Las muestras se preparan a una concentracion de 0,1 gramo de polfmero en 50 mililitros de disolvente. El disolvente usado para preparar las muestras contiene 200 ppm de hidroxitolueno butilado (BHT). Las muestras se preparan agitando suavemente durante 2 horas a 160°C. El volumen de inyeccion es de 100 microlitros y el caudal es de 1,0 mililitros/minuto. La calibracion del conjunto de columnas de GPC se realiza con patrones de poliestireno con distribucion de peso molecular estrecha, adquiridos en Polymer Laboratories (UK). Los pesos moleculares de pico de los patrones de poliestireno se convierten en pesos moleculares de polietileno usando la siguiente ecuacion (como se describe en Williams y Ward, J. Polym. Sci., Polym. Let., 6, 621 (1968)):
Mpolycthylent — A X (Mpoiystyreae)
donde M es el peso molecular, A tiene un valor de 0,4315 y B es igual a 1,0.
Los calculos de peso molecular equivalente de polietileno se realizan usando un programa informatico Viscotek TriSEC Version 3.0. Los pesos moleculares para los polfmeros basados en propileno se pueden determinar usando las relaciones de Mark-Houwink segun ASTM D6474.9714-1, donde, para poliestireno, a = 0,702 y log K = -3,9, y para polipropileno, a = 0,725 y log K = -3,721. Pare muestras basadas en propileno, los compartimientos de columna y carrusel se hacen funcionar a 160°C.
El porcentaje de cristalinidad para polfmeros basados en etileno y basados en propileno se puede determinar por calorimetna diferencial de barrido (DSC), usando un calonmetro diferencial de barrido Modelo Q1000 de TA Instruments. Una muestra de tamano aproximado de cinco a ocho mg se corta del material a someter a ensayo, y se coloca directamente en la bandeja de DSC para analisis. Para materiales de mayor peso molecular, una pelfcula delgada se presiona normalmente de la muestra, pero para algunas muestras de menor peso molecular, estas pueden ser o bien muy pegajosas o fluyen con demasiada facilidad durante el prensado. Sin embargo, las muestras para ensayos se pueden cortar a partir de placas que son preparadas, y usadas, para ensayos de densidad. La muestra primero se calienta a una velocidad de aproximadamente 10°C/min a 180°C para polfmeros de polietileno (230°C para polfmeros de polipropileno), y se mantiene isotermicamente durante tres minutos a esa temperatura para asegurar una completa fusion (el primer calentamiento). Despues, la muestra se enfna a una velocidad de 10°C por minuto a -60°C para polfmeros basados en etileno (-40°C polfmeros basados en propileno), y se mantiene allf isotermicamente durante tres minutos, despues de lo cual, se calienta de nuevo (el segundo calentamiento) a una velocidad de 10°C por minuto hasta una completa fusion. El termograma para este segundo calentamiento es referido como la "segunda curva de calentamiento." Los termogramas se representan graficamente en vatios/gramos frente a temperatura.
El porcentaje de cristalinidad en los polfmeros basados en etileno se pueden calcular usando resultados de calor de fusion, generados en la segunda curva de calentamiento (el calor de fusion se computa por lo general automaticamente mediante equipos de DSC comerciales tfpicos por integracion del area relevante debajo de la curva de calentamiento). La ecuacion para polfmeros basados en etileno es:
porcentaje de crist. = (Hf 292 J/g) x 100; y la ecuacion para polfmeros basados en propileno es:
porcentaje de crist. = (Hf 165 J/g) x 100; El "porcentaje de crist." representa el porcentaje de cristalinidad y
"Hf" representa el calor de fusion del polfmero en Julios por gramo (J/g).
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El o los puntos de fusion (Tm) de los poUmeros se pueden determinar a partir de la segunda curva de calentamiento obtenida de DSC, como se describio anteriormente. La temperatura de cristalizacion (Tc) se puede determinar a partir de la primera curva de enfriamiento.
Mediciones de propiedades de peliculas
El modulo de Young y el modulo secante al 2 por ciento se determinaron segun ISO 527-3-95. Las dimensiones de la pelfcula para "probetas de tipo 2" fueron de 150 mm de longitud y 15 mm de anchura (espesor de la pelfcula menor que 1 mm). Las probetas se acondicionaron a 23°C, durante 40 horas, atmosfera ambiente, antes de someter a ensayo. La distancia entre las mordazas (con pasadores de centrado) en el medidor de traccion (Modelo No. 5564 de INSTRON) fue de 100 mm, y la velocidad de ensayo fue de 5 mm/min. Se sometieron a ensayo cinco muestras de pelfcula para cada composicion en la direccion transversal (CD) y en la direccion de la maquina (MD).
A modo de ejemplo, las probetas de pelfculas, que incluyen probetas de pelfcula monocapa, se cortaron a partir de pelfculas sopladas, se prepararon en equipos de pelfcula soplada convencionales conocidos en la tecnica. Los parametros de procesamiento de pelfcula soplada para un polfmero o mezcla de polfmeros en particular, y para una configuracion de pelfcula en particular, pueden ser determinados por lo expertos en la tecnica. Los parametros de fabricacion de pelfcula soplada para algunas pelfculas de la invencion y pelfculas comparativas se proporcionan mas adelante en la seccion experimental (espesor de pelfcula de 50 pm (micrometros)). El experto en la tecnica tambien puede preparar otros tipos de pelfculas, tal como pelfculas moldeadas por colada, usando parametros de fabricacion de pelfcula conocidos en la tecnica.
Los valores de resistencia al desgarro se obtuvieron usando un medidor de resistencia al desgarro de Elmendorf de conformidad con ASTM D-1922-06a. Para cada muestra de pelfcula, se sometieron a ensayo diez probetas tanto en la direccion de la maquina (MD) como en la direccion transversal (CD).
La resistencia al impacto por cafda de dardo se determino por medio de un medidor de impacto de dardo, de acuerdo con la norma ISO 7765-1-88, usando el metodo A.
Se midieron la turbidez y transparencia usando un medidor de turbidez BYK-Gardner segun ASTM D-1003-97 y ASTM D-1746-03, respectivamente. La turbidez se define como el porcentaje de luz transmitida dispersada por la pelfcula en mas de 2,5 grados del haz incidente normal, mientras que la transparencia se define como el porcentaje de luz transmitida que es dispersada en menos de 4 grados.
El brillo se midio en la direccion de la maquina, y bajo un angulo de 45°, por medio de un brillometro micro-gloss de BYK-Gardner, de conformidad con ASTM D-2457-03. El brillo es una medida de la capacidad de una pelfcula de reflejar la luz incidente. El valor medido se relaciona a un patron que es un espejo negro. Los resultados se muestran en las tablas 9A y 9B, a continuacion.
Parte experimental
Una serie de estructuras de pelfcula soplada multicapa que contienen principalmente PE E51 o PE D56, cada una como se describe a continuacion en la Tabla 3, en las capas de tipo piel, y una delgada capa interna de modulo y/o densidad diferenciados se prepararon, y se sometieron a ensayo, para determinar diversas propiedades, como se analiza mas adelante. Los polfmeros usados en las capas de tipo piel e internas se enumeran en las tablas 3-5, a continuacion. Tfpicamente, uno o mas estabilizantes, y opcionalmente, otro u otros aditivos se anaden al polfmero.
Tabla 3: Polfmeros basados en etileno usados en las capas de tipo piel (externas)
Tipo Densidad (g/cm3) I2 (g/10 min) I10/I2 Comonomero Procedimiento
PE E51
PE de Mezcla en reactor 0,920 0,85 7,4 1-octeno disolucion, mezcla en reactor (CGC/ZN) tecnologfa INSITE
PE D56
LLDPE 0,919 1,1 8,0 1-octeno disolucion, catalisis con ZN
Para la incorporacion de capas delgadas de modulo diferenciado, se usaron diferentes calidades de polipropileno y polietileno, puros, o en forma de mezclas, como se muestra en las tablas 4 y 5, a continuacion.
Tabla 4: Polfmeros basados en propileno para usar en la capa interna
Tipo Densidad (g/cm3) MFR (g/10min) 230°C/2,16 kg Comonomero Procedimiento
PP03
Homopolfmero de polipropileno 0,900 3,5 -
PP2N
Copolfmero aleatorio basado en propileno 0,900 2 Etileno
PP24
Copolfmero aleatorio de propileno/etileno 0,8585 2 Etileno disolucion
Tabla 5: PoKmeros basados en etileno para usar en la capa interna
Tipo Densidad (g/cm3) I2 (g/10min) 190°C/2,16 kg Comonomero Procedimiento
PE04
LDPE 0,918 0,85 1-Hexeno Reactor de una sola disolucion
PE19
HDPE 0,956 2 - Procedimiento en suspension
PE815
LLDPE 0,868 0,5 1-octeno Reactor de una sola disolucion (CGC)
Fabricacion de pelmula
Las muestras se fabricaron en una lmea de coextrusion de pelmula soplada Collin (tipo 180/400). Para la produccion 5 de pelmulas de tres capas, la lmea consistia en tres extrusoras (A, C, D), mientras que la produccion de pelmulas de cinco capas requirio cuatro extrusoras (A, B, C, D). Con el fin de obtener cinco capas, la extrusora B se doto de una unidad de cambio de fundido para separar el flujo del fundido. Las especificaciones de la extrusora se resumen en la Tabla 6.
Tabla 6: Especificaciones de la extrusora y configuracion de capa
Extrusora
A B C B D
Capa
Interna Barrera/Union Nucleo Barrera/Union Externa
Longitud de husillo [mm]
625 750 750 750 625
Diametro de husillo [mm]
25 30 30 30 25
10
Las corrientes de fundido de una sola extrusora se unieron a una configuracion (composicion) multicapa usando un distribuidor de mandril en espiral (modelo RWT40) que tiene un diametro de 60 mm y una abertura de boquilla de 1,2 mm. El tubo de pelmula multicapa conformado se enfrio usando un anillo de refrigeracion de aire de doble labio.
Las temperaturas de extrusion se ajustaron consecuentemente, para obtener una temperatura de fusion de 15 aproximadamente 220°C para polietileno y de aproximadamente 230°C para polipropileno. Las temperaturas de procesamiento exactas se desviaron segun las necesidades de producir pelmulas de calidad apropiadas. Todas las pelmulas se produjeron usando los siguientes parametros constantes: produccion total = 8 kg/h; relacion de soplado (BUR) = 2,5; abertura de la boquilla = 1,2, altura de la lmea de congelacion (FLH) “ 100-150 mm, y espesor de la pelmula = 50 pm.
20 Las relaciones de capas se determinaron por las relaciones de masas de las composiciones en las extrusoras usadas para formar la pelmula multicapa. Algunas pelmulas tambien se examinaron por microscopfa electronica para confirmar las relaciones. Cada relacion de capa se basa en el espesor total de la pelmula.
5
10
15
20
25
30
Mediciones de propiedades de las peliculas
La resistencia al desgarro, la resistencia al impacto por cafda de dardo, el modulo secante al 2 por ciento, el modulo de Young, la turbidez y el brillo se midieron cada uno en las pelmulas multicapa formuladas. Los resultados se muestran en la Tabla 7, a continuacion.
El Ejemplo comparativo 1 (pelmula), se produjo en una lmea de pelmula soplada Collin GmbH, con un espesor total de 50 pm (micrometros) y con todas las tres capas realizadas a partir de PE E51. El Ejemplo 2, es otra pelmula realizada en la misma lmea con un espesor total de 50 pm (micrometros), que comprende tres capas con la estructura A/B/A donde A es PE E51 y B es PE19 (polietileno de alta densidad (procedimiento en suspension, I2=2 dg/min)), y el espesor relativo es de 45 por ciento / 10 por ciento / 45 por ciento. El Ejemplo 2, tiene mayor brillo (69 frente a 52), mayor resistencia al desgarro (en MD, 968 g frente a 666 g), mayor modulo de Young (329 frente a 281) y mayor modulo secante al 2 por ciento (225 frente a 198).
El Ejemplo 5, es una pelmula similar al Ejemplo 2, pero donde la capa B esta formada por PE815 (comonomero 1- octeno, I2 = 0,5 dg/min, densidad = 0,868 g/cm3). El Ejemplo 5 tiene, con respecto al Ejemplo comparativo 1, resistencia al impacto por dardo mejorada, brillo mejorado, turbidez mejorada, resistencia al desgarro MD mejorada, con modulo ligeramente menor. En el Ejemplo 3, la capa B es una mezcla 50/50 de PE19 y PE815. El Ejemplo 3 tiene brillo, turbidez y resistencia al desgarro MD mejorados, con respecto al Ejemplo comparativo 1, que tiene un modulo similar. En el Ejemplo 4, la capa B se forma a partir de PP24, y tiene propiedades mejoradas (resistencia al impacto, opticas, resistencia al desgarro) en comparacion con el Ejemplo comparativo 1. En el Ejemplo 6, la capa interna B se forma a partir de un copolfmero de polipropileno aleatorio, PP2N, y esta pelmula tiene mejores modulo, resistencia al desgarro en ambas direcciones y propiedades opticas en comparacion con el Ejemplo comparativo 1. El Ejemplo 8 (pelmula de cinco capas) tambien mostro propiedades mejoradas con respecto al Ejemplo comparativo 1.
Otro ejemplo comparativo, el Ejemplo Comparativo 9, tiene todas las tres capas formadas a partir de PE D56 (1- octeno, I2 = 1,1dg/min, densidad = 0,919 g/cm3). En el Ejemplo 10, la capa interna B se forma a partir de PE19, y en el Ejemplo 11, la capa interna B se forma a partir de una mezcla 50/50 de PE19 y PE815. Como se muestra en la Tabla 8, ambas pelmulas obtuvieron propiedades mejoradas con respecto al Ejemplo comparativo 9.
Otro ejemplo comparativo, el Ejemplo Comparativo 12, contema una capa interna formada a partir de PE04 (copolfmero 1-hexeno LLDPE con I2 = 0,85dg/min, densidad = 0,918 g/cm3). En esta pelmula, la capa interna se forma a partir de un polfmero muy similar en composicion y dureza al material de capas de tipo piel (PE D56). No se observaron mejoras significativas en propiedades mecanicas y en propiedades opticas en esta pelmula.
Tabla 7: Ejemplos y Ejemplos comparativos (PE E51 en capas de tipo piel)
ID
Fines Material interno Capa (%) Resistenci a al Impacto (g) Brill o (%) Turbide z (%) Resistenci a al desgarro CD (g) Resistenci a al desgarro MD (g) Modul o sec al 2% CD (MPa) Modul o Young CD (MPa)
1
Ejemplo comparativo Monocap a PE E51 45/10/45 794 51,9 14,3 1.100 666 198 281
2
Capa interna de HDPE diferente PE19 45/10/45 585 69,4 10,1 1.210 968 225 329
3
Mezcla de capa interna 50% en peso de PE815 + 50% en peso de PE19 45/10/45 691 74,4 9,1 1.200 936 200 281
4
Capa interna basada en PP PP24 45/10/45 822 57,6 12,7 1.250 884 180 256
5
Capa interna basada en PE PE815 45/10/45 913 64,6 9,8 1.120 792 174 245
ID
Fines Material interno Capa (%) Resistenci a al Impacto (g) Brill o (%) Turbide z (%) Resistenci a al desgarro CD (g) Resistenci a al desgarro MD (g) Modul o sec al 2% CD (MPa) Modul o Young CD (MPa)
6
Copolfmero aleatorio de PP interno PP2N 45/10/45 534 58,1 12,4 1.430 876 241 347
7
Homopolfmer o de PP interno PP03 45/10/45 386 74,6 9,9 1.460 947 265 390
8
Homopolfmer o de PP partido interno PP03 25/5/40/5/2 5 514 61,6 14,5 1.200 729 281 406
Tabla 8: Ejemplos y Ejemplos comparativos (PE D56 en capas de tipo piel)
ID
Fines Material interno Capa (%) Resistencia al Impacto (g) Brillo (%) Turbidez (%) Resistencia al desgarro CD (g) Resistencia al desgarro MD (g) Modulo sec al 2% CD (MPa) Modulo Young CD (MPa)
9
Ejemplo comparativo Monocapa de PE D56 45/10/45 476 83,7 5,1 1.070 858 174 232
10
Capa interna de HDPE diferente PE19 45/10/45 382 87,1 4,6 1.090 919 182 263
11
Mezcla de capa interna 50% en peso de PE815 + 50% en peso de PE19 45/10/45 526 87,6 4,7 1.080 925 158 217
12
Ej. comp., 1- Hexeno LLDPE en capa interna PE04 45/10/45 421 82,1 5,5 1.120 889 158 220
Espesor de la capa interna
5 Como se muestra en la Tabla 9, una serie de pelfculas se produjeron para someter a ensayo el intervalo de espesor de la capa interna en el cual se obtuvieron las mejoras en las propiedades opticas y de resistencia al desgarro.
Tabla 9: Las composiciones multicapa que tienen diferentes espesores de capa interna
ID
Estructura Fines Capa % D (Mm) ((micrometros))
13
PE E51 referencia de monocapa 45/10/45 50
14
PE E51/ PE19 /PE E51 aumentar espesor de capa interna, disminuir espesor de capa de tipo piel 45/10/45 50
15
PE E51/ PE19 /PE E51 40/20/40 50
16
PE E51/ PE19 /PE E51 37/26/37 50
17
PE E51/ PE19 /PE E51 33/33/33 50
18
PE E51/ PE19 /PE E51 25/50/25 50
Los resultados en resistencia al impacto por dardo, resistencia al desgarro de Elmendorf, brillo, turbidez y modulo se muestran en las figuras 1 a 4.
5 En terminos de resistencia al desgarro de Elmendorf MD, el intervalo de 5 a 20 por ciento muestra mejora, mientras que para las propiedades opticas (brillo) el intervalo con mejoras se extiende a mas de 25 por ciento. Las pelfculas que tienen un espesor de capa interna de 20 por ciento o menos tienen una combinacion mejorada de propiedades opticas, resistencia al impacto por dardo y resistencia al desgarro.

Claims (16)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Una pelmula que comprende al menos tres capas, y en donde al menos una capa es una capa interna con un espesor de 15 por ciento o menos del espesor total de la pelmula, en donde dicha capa interna se forma a partir de un componente polimerico (a) como un unico componente o una mezcla que comprende de 50 a 100 por ciento en peso del componente polimerico (a), y en donde dicha capa interna o componente polimerico (a) tiene una de las siguientes propiedades:
    A) un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos dos veces mayor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel, o
    B) un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD al menos cinco veces menor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel; y
    en donde el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de la capa interna, o del componente polimerico (a) usado para formar la capa interna, se mide en una pelmula monocapa formada a partir de la composicion de dicha capa interna, o del componente polimerico (a) usado para formar dicha capa interna, y de acuerdo con ISO 527-395; y
    en donde el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de la capa de tipo piel se mide en una pelmula monocapa formada a partir de la composicion de dicha capa de tipo piel, y de acuerdo con ISO 527-3-95;
    en donde la capa interna, o al menos un componente polimerico de la capa interna, tiene una de las siguientes propiedades:
    C) un mdice de fluidez en masa fundida, I2 (190°-C/2,16 kg) menor que o igual a, 2 g/10 min (ASTM D- 1238-04), o
    D) un caudal de masa fundida, MFR (230°C/2,16 kg) menor que o igual a, 5 g/10 min (ASTM D-1238-04); y en donde, la pelmula no contiene una capa adhesiva entre dos capas de pelmula.
  2. 2. La pelmula segun la reivindicacion 1, en donde la al menos una capa interna tiene un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de al menos dos veces mayor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel.
  3. 3. La pelmula segun la reivindicacion 1, en donde la al menos una capa interna tiene un modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de al menos cinco veces menor que el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de una capa de tipo piel.
  4. 4. La pelmula segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la al menos una capa interna tiene un mdice de fluidez en masa fundida, I2 (190°C/2,16 kg), menor que, o igual a, 2 g/10 min.
  5. 5. La pelmula segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la al menos una capa interna tiene un caudal de masa fundida, MFR (230°C/2,16 kg), menor que o igual a, 5 g/10min.
  6. 6. La pelmula segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el espesor de dicha capa interna es menor que el espesor de la capa de tipo piel.
  7. 7. La pelmula segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde cada una de las capas de tipo piel es adyacente a una superficie respectiva de la capa interna.
  8. 8. La pelmula segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la al menos una capa interna tiene un espesor de 10 a 15 por ciento del espesor total de la pelmula.
  9. 9. La pelmula segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el espesor total de la pelmula es menor que o igual a, 50 pm (micrometres).
  10. 10. La pelreula segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la pelreula consiste en tres capas.
  11. 11. La pelreula segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la al menos una capa interna se forma a partir de una composicion que comprende un homopolfmero de propileno, un interpolfmero de propileno/a- olefina, un interpolfmero de propileno/etileno, un interpolfmero de etileno/a-olefina, una mezcla que comprende un homopolfmero de propileno, una mezcla que comprende un interpolfmero de propileno/a-olefina, una mezcla que comprende un interpolfmero de propileno/etileno, o una mezcla que comprende un interpolfmero de etileno/a-olefina.
  12. 12. La pelreula segun la reivindicacion 11, en donde la capa interna se forma a partir de una composicion que comprende un homopolfmero de propileno, un interpolfmero de propileno/a-olefina, un interpolfmero de
    propileno/etileno, una mezcla que comprende un homopoKmero de propileno, una mezcla que comprende un interpoKmero de propileno/a-olefina, o una mezcla que comprende un interpoUmero de propileno/etileno.
  13. 13. La pelfcula segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la pelfcula es una pelfcula soplada.
  14. 14. La pelfcula segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde es la capa interna la que tiene una 5 de las propiedades A) o B), y en donde el modulo secante al 2 por ciento de traccion MD de la capa interna se mide
    en una peifcula monocapa formada a partir de la composicion de la capa interna segun ISO 527-3-95.
  15. 15. La pelfcula segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde es la capa interna o componente polimerico (a) que tiene una de las propiedades C) o D).
  16. 16. La pelfcula segun la reivindicacion 15, en donde es la capa interna la que tiene una de las propiedades C) o D).
    10 17. Un artfculo que comprende al menos un componente formado a partir de la pelfcula segun cualquiera de las
    reivindicaciones precedentes.
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