ES2637156T3 - Películas y espumas reforzadas con microcapilares - Google Patents
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Abstract
Una película o espuma reforzada que tiene un primer extremo y un segundo extremo, que comprende: (a) una matriz que comprende un primer material termoplástico; (b) al menos uno o más canales dispuestos paralelamente en dicha matriz desde el primer extremo hasta el segundo extremo de dicha película, de modo que dichos canales (uno o más) están separados entre sí al menos 1 μm y de modo que cada uno de dichos canales (uno o más) tienen un diámetro en el intervalo de al menos 1 μm; y (c) dichos canales (uno o más) están rellenos de un segundo material termoplástico, de forma que dicho segundo material termoplástico es distinto del primer material termoplástico; de forma que dicha película tiene un espesor en el intervalo de 2 μm a 200 μm.
Description
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DESCRIPCION
PeKculas y espumas reforzadas con microcapilares Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a pelfculas y espumas reforzadas con microcapilares.
Antecedentes de la invencion
Es conocido de manera general el uso de materiales fibrosos para mejorar las propiedades mecanicas de pelfculas y/o espumas polimericas. Ademas se sabe que generalmente a medida que aumenta la longitud de estos materiales fibrosos incorporada en las pelfculas y/o espumas, tales propiedades mecanicas mejoran. Tambien es generalmente conocido el uso del proceso de pultrusion para incorporar fibras de vidrio o de carbono en materiales polimericos, reforzando de este modo tales materiales polimericos. Sin embargo, las tecnologfas disponibles actualmente fallan a la hora de obtener todas las propiedades mecanicas requeridas en diversas aplicaciones finales.
De acuerdo con ello, a pesar de los esfuerzos de investigacion para reforzar tales materiales polimericos, todavfa existe la necesidad de espumas y/o pelfculas con microcapilares reforzadas con propiedades mecanicas mejoradas.
Compendio de la invencion
La presente invencion proporciona espumas y/o pelfculas reforzadas con microcapilares. La pelfcula y/o espuma reforzada tiene un primer extremo y un segundo extremo, de modo que la pelfcula y/o la espuma comprende: (a) una matriz que comprende un primer material termoplastico; (b) al menos uno o mas canales dispuestos en paralelo en dicha matriz desde el primer extremo hasta el segundo extremo de la pelfcula y/o espuma, de modo que dichos canales (uno o mas) estan separados entre sf al menos 1 pm y de modo que cada uno de dichos canales (uno o mas) tienen un diametro en el intervalo de al menos 1 pm; y (c) un segundo material termoplastico dispuesto en dichos uno o mas canales, de forma que dicho segundo material termoplastico es distinto del primer material termoplastico; de forma que dicha pelfcula tiene un espesor en el intervalo de 2 pm a 2000 pm.
En una realizacion alternativa, la presente invencion proporciona pelfculas y/o espumas reforzadas con
microcapilares, de acuerdo con cualquiera de las realizaciones precedentes, excepto por el hecho de que el primer material termoplastico se escoge entre los del grupo que consiste en poliolefinas, poliamidas, poli(cloruro de vinilideno), poli(fluoruro de vinilideno), policarbonato, poliestireno, poli (alcohol vimlico) (PVOH), poli(cloruro de vinilo) (PVC), acido polilactico (PLA) y poli(tereftalato de etileno).
En una realizacion alternativa, la presente invencion proporciona pelfculas y/o espumas reforzadas con
microcapilares, de acuerdo con cualquiera de las realizaciones precedentes, excepto por el hecho de que uno o mas canales tienen una forma de seccion transversal escogida en el grupo que consiste en formas circular, rectangular, oval, en estrella, rombica, triangular, cuadrada, similares y combinaciones de ellas.
En una realizacion alternativa, la presente invencion proporciona pelfculas y/o espumas reforzadas con
microcapilares, de acuerdo con cualquiera de las realizaciones precedentes, excepto por el hecho de que el segundo material termoplastico se escoge entre los del grupo que consiste en poliolefinas, poliamidas, poli(cloruro de vinilideno), poli(fluoruro de vinilideno), policarbonato, poliestireno, poli (alcohol vimlico) (PVOH), poli(cloruro de vinilo) (PVC), acido polilactico (PLA) y poli(tereftalato de etileno).
En una realizacion alternativa, la presente invencion proporciona una estructura multicapa que comprende las pelfculas y/o espumas reforzadas con microcapilares, de acuerdo con cualquiera de las realizaciones precedentes.
En una realizacion alternativa, la presente invencion proporciona un artfculo que comprende las pelfculas y/o espumas reforzadas con microcapilares, de acuerdo con cualquiera de las realizaciones precedentes.
Breve descripcion de los dibujos
Con el objetivo de ilustrar la invencion, se muestra en los dibujos una forma a tttulo de ejemplo; sin embargo, debe entenderse que esta invencion no se limita a las disposiciones y medios que se muestran.
La figura 1 es una vista desde arriba de una pelfcula y/o espuma reforzada con microcapilares de la invencion.
La figura 2 es una vista de una seccion longitudinal de una pelfcula y/o espuma reforzada con microcapilares de la invencion.
Las figuras 3a-e son varias vistas transversales de una pelfcula y/o espuma reforzada con microcapilares de la invencion.
La figura 4 es una vista desde arriba de una pelfcula y/o espuma reforzada con microcapilares de la invencion.
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La figura 5 representa un segmento de una vista de unaseccion longitudinal de la peffcula y/o espuma reforzada con microcapilares de la invencion, como se muestra en la figura 2.
La figura 6 es una vista desarrollada de una peffcula y/o espuma reforzada con microcapilares de la invencion.
Las figuras 7a-b son ilustraciones esquematicas de una boquilla para microcapilares.
Las figuras 8a-b son fotograffas de vistas de secciones transversales de la peffcula reforzada con microcapilares 1 de la invencion.
Las figuras 9a-c son fotograffas de vistas de secciones transversales de la peffcula reforzada con microcapilares 2 de la invencion.
Las figuras 10a-b son fotograffas de vistas de secciones transversales de la peffcula de comparacion A.
La figura 11 es una fotograffa de una vista de una seccion transversal de la peffcula de comparacion B.
Y las figuras 12a-b son fotograffas de vistas de secciones transversales de la peffcula de comparacion C. Descripcion detallada de la invencion.
Tomando como referencia los dibujos, en los que numerales similares indican elementos similares, se muestra en las figuras 1-6 una primera realizacion de una peffcula y/o espuma (10) reforzada con microcapilares.
La peffcula y/o espuma reforzada con microcapilares de la invencion (10), segun la presente invencion, tiene un primer extremo (14) y un segundo extremo (16) y comprende: (a) una matriz (18) que comprende un primer material termoplastico (11); (b) al menos uno o mas canales (20) dispuestos paralelamente en la matriz (18) desde el primer extremo (14) hasta el segundo extremo (16) de la peffcula o espuma (10) reforzada con microcapilares, de modo que dichos canales (uno o mas) (20) estan separados entre sf al menos 1 pm y de modo que cada uno de dichos uno o mas canales (20) tienen un diametro en el intervalo de al menos 1 pm; y (c) un segundo material termoplastico (12) dispuesto en dichos canales (uno o mas) (20), de forma que dicho segundo material termoplastico (12) es distinto del primer material termoplastico (11); y de forma que dicha peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10) tiene un espesor en el intervalo de 2 pm a 2000 pm.
La peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10) puede tener un espesor en el intervalo de 2 pm a 2000 pm; por ejemplo, la peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10) puede tener un espesor en el intervalo de 10 pm a 2000 pm; o, de manera alternativa, de 100 a 1000 pm; o, alternativamente, de 200 a 800 pm; o, alternativamente, de 200 a 600 pm; o, alternativamente, de 300 a 1000 pm; o, alternativamente, de 300 a 900 pm; o, alternativamente, de 300 a 700 pm. La proporcion entre el espesor de la peffcula y el diametro de los microcapilares esta en el intervalo de 2:1 a 400:1.
La peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10) puede comprender al menos 10 por ciento en volumen de la matriz (18), respecto del volumen total de la peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10); por ejemplo, la peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10) puede comprender de 10 a 80 por ciento en volumen de la matriz (18) respecto del volumen total de la peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10); o, de forma alternativa, de 20 a 80 por ciento en volumen de la matriz (18) respecto del volumen total de la peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10); o, de forma alternativa, de 30 a 80 por ciento en volumen de la matriz (18) respecto del volumen total de la peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10).
La peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10) puede comprender de 20 a 90 por ciento en volumen de vado, respecto del volumen total de la peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10); por ejemplo, la peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10) puede comprender de 20 a 80 por ciento de volumen de vado, respecto del volumen total de la peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10); o, de manera alternativa, de 20 a 70 por ciento de volumen de vado, respecto del volumen total de la peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10); o, de manera alternativa, de 30 a 60 por ciento de volumen de vado, respecto del volumen total de la peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10).
La peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10) puede comprender de 50 a 100 por ciento en volumen del segundo material termoplastico (12), respecto del volumen vado total, descrito previamente; por ejemplo, la peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10) puede comprender de 60 a 100 por ciento en volumen del segundo material termoplastico (12), respecto del volumen vado total, descrito previamente; o, de forma alternativa, de 70 a 100 por ciento en volumen de segundo material termoplastico (12), respecto del volumen vado total, descrito previamente; o, de forma alternativa, de 80 a 100 por ciento en volumen de segundo material termoplastico (12), respecto del volumen vado total, descrito previamente;
La peffcula o espuma reforzada con microcapilares (10) de la invencion tiene un primer extremo (14) y un segundo extremo (16). Al menos uno o mas canales (20) se disponen en paralelo en la matriz (18) desde el primer extremo (14) hasta el segundo extremo (16). El canal o mas canales (20) estan separados entre sf al menos 1 pm. El canal o mas canales (20) tienen un diametro en el intervalo de al menos 1 pm; por ejemplo de 2 pm a 1998 pm; o, de forma
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alternativa, de 5 a 990 pm; o, de forma alternativa, de 5 a 890 pm; o, de forma alternativa, de 5 a 790 pm; o, de forma alternativa, de 5 a 690 pm o, de forma alternativa, de 5 a 590 pm. El canal o mas canales (20) pueden tener una forma de seccion transversal escogida en el grupo que consiste en formas circular, rectangular, oval, en estrella, rombica, triangular, cuadrada, similares y combinaciones de ellas. El canal o mas canales (20) pueden incluir ademas uno o mas cierres en el primer extremo (14), en el segundo extremo (16), en el espacio entre el primer punto (14) y el segundo extremo (16) y/o combinaciones suyas.
La matriz (18) comprende un primer material termoplastico (o mas) (11). Entre tales primeros materiales termoplasticos (11) se incluyen, aunque las posibilidades no se limitan a ellos: poliolefinas, por ejemplo, polietileno y polipropileno; poliamidas, por ejemplo nylon 6; poli(cloruro de vinilideno); poli(fluoruro de vinilideno); policarbonato; poliestireno; poli(tereftalato de etileno); poliuretano y poliester. La matriz (18) se puede reforzar mediante, por ejemplo, fibras de carbono o de vidrio y/o cualquier otra carga o relleno mineral, tales como talco o carbonato de calcio. Ejemplos de productos de relleno son, aunque las posibilidades no se limitan a ellos: carbonatos d ecalcio naturales, incluyendo cretas, calcitas y marmoles; carbonatos sinteticos; sales de magnesio y calcio, dolomitas, carbonato de magnesio, carbonato de zinc, cal, hidroxido de magnesio, sulfato de bario, barita, sulfato de calcio, sflice, silicatos de magnesio, talco, wollastonita, arcillas y silicatos de aluminio, caolines, mica, oxidos o hidroxidos de metales alcalinos o alcalinoterreos, hidroxido de magnesio, oxidos de hierro, oxido de zinc, fibra o polvo de carbono o de vidrio, fibra o polvo de madera o mezclas de estos compuestos.
Ejemplos del primer material termoplastico (11) son, aunque las posibilidades no se limitan a ellos: homopolfmeros y copolfmeros (incluyendo elastomeros) de una o mas alfa-olefinas tales como etileno, propileno, 1-buteno, 3-metil-1- buteno, 4-metil-1-penteno, 3-metil-1-penteno, 1-hepteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno y 1-dodeceno, que estan tipicamente representados por polfmeros como polietileno, polipropileno, poli-1-buteno, poli-3-metil-1-buteno, poli-3- metil-1-penteno, poli-4-metil-1-penteno; copolfmero de etileno y propileno, copolfmero de etileno y 1-buteno y copolfmero de propileno y 1-buteno; copolfmeros (incluyendo elastomeros) de una alfa-olefina con un dieno conjugado o no conjugado, como esta representado tipicamente por copolfmeros de etileno y butadieno y copolfmeros de etileno y etilideno norborneno; y poliolefinas (incluyendo elastomeros) tales como copolfmeros de dos o mas alfa-olefinas con un dieno conjugado o no conjugado, representados tfpicamente por copolfmeros de etileno, propileno y butadieno, copolfmeros de etileno, propileno y diciclopentadieno, copolfmeros de etileno, propileno y 1,5-hexadieno y copolfmeros de etileno, propileno y etilideno norborneno; copolfmeros de etileno y un compuesto vimlico, tales como copolfmeros de etileno y acetato de vinilo, copolfmeros de etileno y alcohol vimlico, copolfmeros de etileno y cloruro de vinilo, copolfmeros de etileno y acido acnlico o de etileno y acido (met)acnlico y copolfmeros de etileno y (met)acrilato; copolfmeros estirenicos (incluyendo elastomeros), tales como poliestireno, ABS, copolfmeros de estireno y acrilonitrilo, copolfmeros de estireno y a-metilestireno, alcohol vimlico estireno, acrilatos de estireno como metacrilato de estireno, acrilato de butilo estireno, metacrilato de butilo estireno, y butadienos estireno y polfmeros de estireno reticulados; y copolfmeros de bloque de estireno (incluyendo elastomeros) tales como copolfmeros de butadieno y estireno e hidratos suyos y copolfmeros tribloque estireno- isopreno-estireno; compuestos polivimlicos tales como poli(cloruro de vinilo), poli(cloruro de vinilideno), copolfmero de cloruro de vinilo y cloruro de vinilideno, poli(fluoruro de vinilideno), poli(acrilato de metilo) y poli(metacrilato de metilo); poliamidas como el nailon 6, el nailon 6,6 y el nailon 12; poliesteres termoplasticos como poli(tereftalato de etileno) y poli(tereftalato de butileno); poliuretano, policarbonato, poli(oxido de fenileno) y similares; y resinas de tipo vftreo de base hidrocarbonada, incluyendo polfmeros de poli-diciclopentadieno y polfmeros relacionados (copolfmeros, terpolfmeros); mono-olefinas saturadas como acetato de vinilo, propionato de vinilo, versatato de vinilo y butirato de vinilo y similares; esteres vimlicos tales como esteres de acidos monocarboxflicos, incluyendo acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-butilo, acrilato de isobutilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de dodecilo, acrilato de n-octilo, acrilato de fenilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo y metacrilato de butilo y similares; acrilonitrilo, metacrilonitrilo, acrilamida; sus mezclas; resinas producidas mediante polimerizacion por metatesis por apertura del anillo y metatesis cruzada y similares. Estas resinas se pueden usar solas o bien en combinaciones de dos o mas de ellas.
En realizaciones escogidas, los materiales que constituyen el primer material termoplastico (11) pueden comprender, por ejemplo, una o mas poliolefinas escogidas entre las del grupo que consiste en copolfmeros de etileno y alfa- olefinas, copolfmeros de propileno y alfa-olefinas y copolfmeros de bloques de olefinas. En particular, en realizaciones escogidas, los materiales que constituyen el primer material termoplastico (11) pueden comprender una o mas poliolefinas no polares.
En realizaciones espedficas, se pueden usar poliolefinas como polipropileno, polietileno, copolfmeros suyos y mezclas suyas, asf como terpolfmeros etileno-propileno-dieno. En algunas realizaciones, los polfmeros olefmicos de ejemplo incluyen polfmeros homogeneos; polietileno de alta densidad (HDPE, por sus siglas en ingles); polietileno lineal de baja densidad ramificado de manera heterogenea (LLDPE, por sus siglas en ingles); polietileno lineal de densidad ultrabaja ramificado de manera heterogenea (ULDPE, por sus siglas en ingles); copolfmeros lineales de etileno y alfa-olefinas homogeneamente ramificados; polfmeros de etileno y alfa-olefinas sustancialmente lineales, ramificados de manera homogenea; y polfmeros de etileno polimerizados mediante radicales libres, a alta presion y copolfmeros tales como polietileno de baja densidad (LDPE) o polfmeros de acetato de vinilo y etileno (EVA).
En una realizacion, el copolfmero de etileno y alfa-olefina puede ser, por ejemplo, un copolfmero o interpolfmero de etileno y buteno, etileno y hexeno, o etileno y octeno. En otras realizaciones concretas, el copolfmero de etileno y
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alfa-olefina puede ser, por ejemplo, un copoKmero o interpoKmero de etileno y propileno o de buteno, etileno y propileno.
En otras determinadas realizaciones, el primer material termoplastico (11) puede ser, por ejemplo, un polfmero semicristalino y puede tener un punto de fusion inferior a 110°C. En otra realizacion, el punto de fusion puede ser una temperatura comprendida entre 25 y 100°C. En otra realizacion, el punto de fusion puede estar comprendido entre 40 y 85°C.
En una realizacion particular, el primer material termoplastico (11) en una composicion de un interpolfmero de propileno y a-olefina que comprende un copolfmero de propileno y a-olefina y, opcionalmente, uno o mas polfmeros, por ejemplo, un copolfmero de polipropileno al azar (RCP por sus siglas en ingles). En una realizacion concreta, el copolfmero de propileno y alfa-olefina se caracteriza por tener secuencias de propileno sustancialmente isotacticas. “Secuencias de propileno sustancialmente isotacticas” quiere decir que las secuencias tienen una triada isotactica (mm) medida mediante RMN de 13C mayor de aproximadamente 0,85; de forma alternativa, mayor de 0,90; en otra alternativa, mayor de aproximadamente 0,92 y, en otra alternativa, mayor de aproximadamente 0,93. Las triadas isotacticas son bien conocidas en la tecnica y se describen, por ejemplo, en el documento de la patente de Estados Unidos numero 5.504.172 y en la Publicacion Internacional numero WO 00/01745, las cuales se refieren a la secuencia isotactica en terminos de una unidad de tnada en las cadenas moleculares de copolfmeros determinadas mediante espectros de RMN de 13C.
El copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 0,1 a 500 g/10 minutos, medido de acuerdo con el ensayo estandar ASTM D-1238 (a 230°C / 2,26 kg). En este documento se incluyen y se describen todos los subintervalos y valores individuales de 0,1 a 500 g/10 min.; por ejemplo, el mdice de fluidez puede tener un valor desde un lfmite inferior de 0,1 g/10 min, 0,2 g/10 min o 0,5 g/10 min hasta un valor superior de 500 g/10 min, 200 g/10 min 100 g/10 min o 25 g/10 min. Por ejemplo, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 0,1 a 200 g/10 minutos; o de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 0,2 a 100 g/10 minutos; o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 0,2 a 50 g/10 minutos; o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 0,5 a 50 g/10 minutos; o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 1 a 50 g/10 minutos; o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa- olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 1 a 40 g/10 minutos; o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 1 a 30 g/10 minutos.
El copolfmero de propileno y alfa-olefina tiene una cristalinidad en el intervalo de al menos 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo) hasta 30 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 50 Julios/gramo). En este documento se incluyen y se describen todos los subintervalos y valores individuales desde 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo) hasta 30 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 50 Julios/gramo); por ejemplo, la cristalinidad puede tener un valor desde un lfmite inferior de 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo), 2,5 por ciento (un calor de fusion de al menos 4 Julios/gramo) o 3 por ciento (un calor de fusion de al menos 5 Julios/gramo) hasta un lfmite superior de 30 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 50 Julios/gramo), 24 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 40 Julios/gramo), 15 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 24,8 Julios/gramo) o 7 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 11 Julios/gramo). Por ejemplo, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener una cristalinidad en el intervalo de al menos 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo)
hasta 24 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 40 Julios/gramo); o, de forma alternativa, el copolfmero
de propileno y alfa-olefina puede tener una cristalinidad en el intervalo de al menos 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo) hasta 15 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 24,8 Julios/gramo); o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener una cristalinidad en el intervalo de al menos 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo) hasta 7 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 11 Julios/gramo); o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener
una cristalinidad en el intervalo de al menos 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo)
hasta 5 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 8,3 Julios/gramo). La cristalinidad se mide mediante el metodo DSC (calorimetna diferencial de barrido, por sus siglas en ingles). El copolfmero de propileno y alfa-olefina comprende unidades derivadas de propileno y unidades polimericas derivadas de uno o mas comonomeros alfa- olefmicos. Ejemplos de comonomeros utilizados para producir el copolfmero de propileno y alfa-olefina son alfa- olefinas de 2 y de 4 a 10 atomos de carbono; por ejemplo, alfa-olefinas de 2, 4, 6 y 8 atomos de carbono.
El copolfmero de propileno y alfa-olefina comprende de 1 a 40 por ciento en peso de uno o mas comonomeros alfa- olefmicos. En este documento se incluyen y se describen todos los subintervalos y valores individuales desde 1 a 40 por ciento en peso; por ejemplo, el contenido de comonomero puede ser un valor desde un lfmite inferior de 1 por ciento en peso, 3 por ciento en peso, 4 por ciento en peso, 5 por ciento en peso, 7 por ciento en peso o 9 por ciento en peso hasta un lfmite superior de 40 por ciento en peso, 35 por ciento en peso, 30 por ciento en peso, 27 por ciento en peso, 20 por ciento en peso, 15 por ciento en peso, 12 por ciento en peso o 9 por ciento en peso. Por ejemplo, el copolfmero de propileno y alfa-olefina comprende de 1 a 35 por ciento en peso de uno o mas comonomeros alfa-olefmicos; o, de forma alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina comprende de 1 a 30 por ciento en peso de uno o mas comonomeros alfa-olefmicos; o, de forma alternativa, el copolfmero de propileno y
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alfa-olefina comprende de 3 a 27 por ciento en peso de uno o mas comonomeros alfa-olefrnicos; o, de forma alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina comprende de 3 a 20 por ciento en peso de uno o mas comonomeros alfa-olefrnicos; o, de forma alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina comprende de 3 a 15 por ciento en peso de uno o mas comonomeros alfa-olefrnicos.
El copolfmero de propileno y alfa-olefina tiene un valor de distribucion de peso molecular (MWD, por sus siglas en ingles), definido como el peso molecular promedio en peso dividido por el peso molecular promedio en numero (Mw/Mn) de 3,5 o menos; alternativamente, de 3,0 o menos; o, en otra alternativa, de 1,8 a 3,0.
Tales copolfmeros de propileno y alfa-olefinas se describen con mas detalle en los documentos de las patentes de Estados Unidos numeros 6.960.635 y 6.525.157. Tales copolfmeros de propileno y alfa-olefinas estan disponibles comercialmente y los suministra la empresa The Dow Chemical Company, con la marca registrada VERSIFY® o la empresa ExxonMobil Chemical Company, con la marca registrada VISTAMAXX®.
En una realizacion, los copolfmeros de propileno y alfa-olefina se caracterizan ademas porque comprenden: (A) entre 60 y menos de 100, preferiblemente entre 80 y 99 y mas preferiblemente entre 85 y 99 por ciento en peso de unidades derivadas de propileno y (B) entre mas de 0 y 40, preferiblemente entre 1 y 20, mas preferiblemente entre 4 y 16 e incluso mas preferiblemente entre 4 y 15 por ciento en peso de unidades derivadas de al menos un compuesto entre etileno y/o y una a-olefina que tiene entre 4 y 10 atomos de carbono; y porque contienen un promedio de al menos 0,001, preferiblemente un promedio de al menos 0,005 y mas preferiblemente un promedio de al menos 0,01 ramificaciones de cadena larga / 1000 atomos de carbono totales. El numero maximo de ramificaciones de cadena larga en el copolfmero de propileno y alfa-olefina no es cntico, pero tipicamente no supera 3 ramificaciones de cadena larga / 1000 atomos de carbono totales. La expresion ramificacion de cadena larga, tal y como se usa en este documento en relacion con los copolfmeros de propileno y alfa-olefina, se refiere a una longitud de cadena de al menos un (1) carbono mas que una ramificacion de cadena corta y la expresion rama de cadena corta tal y como se usa en este documento en relacion con los copolfmeros de propileno y alfa-olefina, se refiere a una longitud de cadena de dos (2) atomos de carbono menos que el numero de carbonos en el comonomero. Por ejemplo, un interpolfmero de propileno y 1-octeno tiene una columna vertebral con ramificaciones de cadena larga de al menos siete (7) atomos de carbono de longitud, pero estos ejes principales tienen tambien ramificaciones de cadena corta de seis (6) atomos de carbono de longitud. Tales copolfmeros de propileno y alfa-olefinas se describen con mas detalle en el documento de la solicitud de patente provisional de Estados Unidos numero 60/988.999 y en el de la solicitud de patente internacional numero PCT/US08/082599.
En otras realizaciones determinadas, el primer material termoplastico (11), por ejemplo, el copolfmero de propileno y alfa-olefina, puede ser, por ejemplo, un polfmero semicristalino y tener un punto de fusion menor de 110°C. En realizaciones preferidas, el punto de fusion puede estar comprendido entre 25 y 100°C. En realizaciones mas preferidas, el punto de fusion puede estar comprendido entre 40 y 85°C.
En otras realizaciones escogidas, se pueden usar como primer material termoplastico (11) copolfmeros de bloques olefrnicos, por ejemplo, copolfmeros multi-bloque de etileno, como los descritos en la publicacion internacional numero WO2005/090427 y en el documento de la solicitud de patente de Estados Unidos numero US 2006/0199930, las cuales describen tales copolfmeros de bloques olefrnicos y los metodos de ensayo para medir las propiedades listadas mas adelante para tales polfmeros. Tales copolfmeros de bloques olefrnicos pueden ser un interpolfmero etileno/a-olefina:
(a) que tiene un valor Mw/Mn de 1,7 a 3,5, al menos un punto de fusion, Tf, en grados Celsius y una densidad d en gramos/centimetro cubico, de tal modo que los valores numericos de Tf y d corresponden a la relacion:
Tf > -2002,9 + 4538,5 (d) - 2422,2 (d)2; o
(b) que tiene un valor Mw/Mn de 1,7 a 3,5 y que se caracteriza por un calor de fusion AH en J/g y una cantidad AT en grados Celsius definida como la diferencia de temperatura entre el pico DSC mas alto y el pico CRYSTAF mas alto tales que los valores numericos de AT y AH tienen las siguientes relaciones:
AT > -0,1299 (AH) + 62,81, para valores de AH mayores de cero y hasta un maximo de 130 J/g;
AT > 48 ° C para valores de AH mayores de 130 J/g;
donde el pico CRYSTAF se determina utilizando al menos 5 % del polfmero acumulado y si es menos del 5 % del polfmero que tiene un pico CRYSTAF identificable, entonces se toma como valor de la temperatura CRYSTAF 30°C; o
(c) que esta caracterizado por un valor de recuperacion elastica, Re, en porcentaje a una tension de 300 por ciento y un ciclo, medido con una pelfcula moldeada por compresion del interpolfmero de etileno y a-olefina, y que tiene una densidad d en gramos/centimetro cubico de tal forma que los valores numericos de Re y d satisfacen la relacion siguiente cuando el interpolfmero de etileno y a-olefina esta sustancialmente libre de una fase reticulada:
Re > 1481 - 1629 (d); o
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(d) que tiene una fraccion molecular que eluye entre 40°C y 130°C cuando se fracciona utilizando TREF, caracterizada porque la fraccion tiene un contenido molar de comonomero al menos cinco por ciento mas alto que el de la fraccion de interpolfmero al azar de etileno que eluye entre las mismas temperaturas, donde dicho interpolfmero de etileno al azar comparable que tiene el mismo o los mismos comonomeros y que tiene mdice de fluidez, densidad y contenido molar de comonomero (respecto de todo el polfmero) dentro de 10 % del interpolfmero etileno / a-olefina; o
(e) que tiene un modulo de almacenamiento a 25°C , G' (25°C), y un modulo de almacenamiento a 100°C, G' (l00°C), de tal forma que la relacion de G' (25°C) a G' (100°C) esta en el intervalo de 1:1 a 9:1.
Tal copolfmero de bloques de olefinas, por ejemplo un interpolfmero etileno / a-olefina, puede tambien:
(a) tener una fraccion molecular que eluye entre 40°C y 130°C cuando se fracciona utilizando TREF, caracterizada porque la fraccion tiene un mdice de bloques de al menos 0,5 y hasta un maximo de 1 y un valor de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, mayor de 1,3; o
(b) tener un mdice de bloques promedio mayor de cero y hasta un maximo de 1 y un valor de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, mayor de 1,3.
En una realizacion, la matriz (18) puede comprender ademas un agente de soplado que facilita de ese modo la formacion de un material en forma de espuma. En una realizacion, la matriz puede ser una espuma, por ejemplo una espuma de celda cerrada. En otra realizacion, la matriz (18) puede comprender ademas uno o mas agentes de relleno que facilitan de este modo la formacion de una matriz microporosa, por ejemplo mediante orientacion, por ejemplo, orientacion biaxial, o cavitacion, por ejemplo orientacion uni o biaxial, o lixiviado, es decir, disolviendo los agentes de relleno. Entre tales agentes de relleno se incluyen, si bien las posibilidades no se limitan a ellos, carbonatos de calcio naturales, incluyendo cretas, calcitas y marmoles; carbonatos sinteticos; sales de magnesio y calcio, dolomitas, carbonato de magnesio, carbonato de zinc, cal, hidroxido de magnesio, sulfato de bario, barita, sulfato de calcio, sflice, silicatos de magnesio, talco wollastonita, arcillas y silicatos de aluminio, caolines, mica, oxidos o hidroxidos de metales alcalinos o alcalinoterreos, hidroxido de magnesio, oxidos de hierro, oxido de zinc, fibra o polvo de carbono o de vidrio, fibra o polvo de madera o mezclas de estos compuestos.
El segundo material termoplastico (uno o mas) (12) es uno de los siguientes materiales, aunque las posibilidades no se limitan a ellos: poliolefinas, por ejemplo, polietileno y polipropileno; poliamidas, por ejemplo nailon 6; poli(cloruro de vinilideno); poli(fluoruro de vinilideno); policarbonato; poliestireno; poli(tereftalato de etileno); poliuretano y poliester. La matriz (18) se puede reforzar mediante, por ejemplo, fibras de carbono o de vidrio y/o cualquier otra carga o relleno mineral, tales como talco o carbonato de calcio. Ejemplos de productos de relleno son, aunque las posibilidades no se limitan a ellos: carbonatos de calcio naturales, incluyendo cretas, calcitas y marmoles; carbonatos sinteticos; sales de magnesio y calcio, dolomitas, carbonato de magnesio, carbonato de zinc, cal, hidroxido de magnesio, sulfato de bario, barita, sulfato de calcio, sflice, silicatos de magnesio, talco wollastonita, arcillas y silicatos de aluminio, caolines, mica, oxidos o hidroxidos de metales alcalinos o alcalinoterreos, hidroxido de magnesio, oxidos de hierro, oxido de zinc, fibra o polvo de carbono o de vidrio, fibra o polvo de madera o mezclas de estos compuestos.
Ejemplos de segundos materiales termoplasticos (12) son, aunque las posibilidades no se limitan a ellos: homopolfmeros y copolfmeros (incluyendo elastomeros) de una o mas alfa-olefinas tales como etileno, propileno, 1- buteno, 3-metil-1-buteno, 4-metil-1-penteno, 3-metil-1-penteno, 1-hepteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno y 1- dodeceno, que estan tfpicamente representados por polfmeros como polietileno, polipropileno, poli-1-buteno, poli-3- metil-1-buteno, poli-3-metil-1-penteno, poli-4-metil-1-penteno; copolfmero de etileno y propileno, copolfmero de etileno y 1-buteno y copolfmero de propileno y 1-buteno; copolfmeros (incluyendo elastomeros) de una alfa-olefina con un dieno conjugado o no conjugado, como esta representado tfpicamente por copolfmeros de etileno y butadieno y copolfmeros de etileno y etilideno norborneno; y poliolefinas (incluyendo elastomeros) tales como copolfmeros de dos o mas alfa-olefinas con un dieno conjugado o no conjugado, representados tfpicamente por copolfmeros de etileno, propileno y butadieno, copolfmeros de etileno, propileno y diciclopentadieno, copolfmeros de etileno, propileno y 1,5-hexadieno y copolfmeros de etileno, propileno y etilideno norborneno; copolfmeros de etileno y un compuesto vimlico, tales como copolfmeros de etileno y acetato de vinilo, copolfmeros de etileno y alcohol vimlico, copolfmeros de etileno y cloruro de vinilo, copolfmeros de etileno y acido acnlico o de etileno y acido (met)acnlico y copolfmeros de etileno y (met)acrilato; copolfmeros estirenicos (incluyendo elastomeros), tales como poliestireno, ABS, copolfmeros de estireno y acrilonitrilo, copolfmeros de estireno y a-metilestireno, alcohol vimlico estireno, acrilatos de estireno como metacrilato de estireno, acrilato de butilo estireno, metacrilato de butilo estireno, y butadienos estireno y polfmeros de estireno reticulados; y copolfmeros de bloque de estireno (incluyendo elastomeros) tales como copolfmeros de butadieno y estireno e hidratos suyos y copolfmeros tribloque estireno- isopreno-estireno; compuestos polivimlicos tales como poli(cloruro de vinilo), poli(cloruro de vinilideno), copolfmero de cloruro de vinilo y cloruro de vinilideno, poli(fluoruro de vinilideno), poli(acrilato de metilo) y poli(metacrilato de metilo); poliamidas como el nailon 6, el nailon 6,6 y el nailon 12; poliesteres termoplasticos como poli(tereftalato de etileno) y poli(tereftalato de butileno); poliuretano, policarbonato, poli(oxido de fenileno) y similares; y resinas de tipo vftreo de base hidrocarbonada, incluyendo polfmeros de poli-diciclopentadieno y polfmeros relacionados (copolfmeros, terpolfmeros); mono-olefinas saturadas como acetato de vinilo, propionato de vinilo, versatato de vinilo
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y butirato de vinilo y similares; esteres vimlicos tales como esteres de acidos monocarboxflicos, incluyendo acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-butilo, acrilato de isobutilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de dodecilo, acrilato de n-octilo, acrilato de fenilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo y metacrilato de butilo y similares; acrilonitrilo, metacrilonitrilo, acrilamida; sus mezclas; resinas producidas mediante polimerizacion por metatesis por apertura del anillo y metatesis cruzada y similares. Estas resinas se pueden usar solas o bien en combinaciones de dos o mas de ellas.
En realizaciones escogidas, los materiales que constituyen el segundo material termoplastico (12) pueden comprender, por ejemplo, una o mas poliolefinas escogidas entre las del grupo que consiste en copolfmeros de etileno y alfa-olefinas, copolfmeros de propileno y alfa-olefinas y copolfmeros de bloques de olefinas. En particular, en realizaciones escogidas, los materiales que constituyen el segundo material termoplastico (12) pueden comprender una o mas poliolefinas no polares.
En realizaciones espedficas, se pueden usar poliolefinas como polipropileno, polietileno, copolfmeros suyos y mezclas suyas, asf como terpolfmeros etileno-propileno-dieno. En algunas realizaciones, los polfmeros olefinicos de ejemplo incluyen polfmeros homogeneos; polietileno de alta densidad (HDPE, por sus siglas en ingles); polietileno lineal de baja densidad ramificado de manera heterogenea (LLDPE, por sus siglas en ingles); polietileno lineal de densidad ultrabaja ramificado de manera heterogenea (ULDPE, por sus siglas en ingles); copolfmeros lineales de etileno y alfa-olefinas homogeneamente ramificados; polfmeros de etileno y alfa-olefinas sustancialmente lineales, ramificados de manera homogenea; y polfmeros de etileno polimerizados mediante radicales libres, a alta presion y copolfmeros tales como polietileno de baja densidad (LDPE) o polfmeros de acetato de vinilo y etileno (EVA).
En una realizacion, el copolfmero de etileno y alfa-olefina puede ser, por ejemplo, un copolfmero o interpolfmero de etileno y buteno, etileno y hexeno, o etileno y octeno. En otras realizaciones concretas, el copolfmero de etileno y alfa-olefina puede ser, por ejemplo, un copolfmero o interpolfmero de etileno y propileno o de buteno, etileno y propileno.
En otras determinadas realizaciones, el segundo material termoplastico (12) puede ser, por ejemplo, un polfmero semicristalino y puede tener un punto de fusion inferior a 110°C. En otra realizacion, el punto de fusion puede ser una temperatura comprendida entre 25 y 100°C. En otra realizacion, el punto de fusion puede estar comprendido entre 40 y 85°C.
En una realizacion particular, el segundo material termoplastico (12) en una composicion de un interpolfmero de propileno y a-olefina que comprende un copolfmero de propileno y a-olefina y, opcionalmente, uno o mas polfmeros, por ejemplo, un copolfmero de polipropileno al azar (RCP por sus siglas en ingles). En una realizacion concreta, el copolfmero de propileno y alfa-olefina se caracteriza por tener secuencias de propileno sustancialmente isotacticas. “Secuencias de propileno sustancialmente isotacticas” quiere decir que las secuencias tienen una triada isotactica (mm) medida mediante RMN de 13C mayor de aproximadamente 0,85; de forma alternativa, mayor de 0,90; en otra alternativa, mayor de aproximadamente 0,92 y, en otra alternativa, mayor de aproximadamente 0,93. Las triadas isotacticas son bien conocidas en la tecnica y se describen, por ejemplo, en el documento de la patente de Estados Unidos numero 5.504.172 y en la Publicacion Internacional numero WO 00/01745, las cuales se refieren a la secuencia isotactica en terminos de una unidad de tnada en las cadenas moleculares de copolfmeros determinadas mediante espectros de RMN de 13C.
El copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 0,1 a 500 g/10 minutos, medido de acuerdo con el ensayo estandar ASTM D-1238 (a 230°C / 2,26 kg). En este documento se incluyen y se describen todos los subintervalos y valores individuales de 0,1 a 500 g/10 min.; por ejemplo, el mdice de fluidez puede tener un valor desde un lfmite inferior de 0,1 g/10 min, 0,2 g/10 min o 0,5 g/10 min hasta un valor superior de 600 g/10 min, 200 g/10 min 100 g/10 min o 25 g/10 min. Por ejemplo, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 0,1 a 200 g/10 minutos; o de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 0,2 a 100 g/10 minutos; o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 0,2 a 50 g/10 minutos; o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 0,5 a 50 g/10 minutos; o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 1 a 50 g/10 minutos; o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa- olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 1 a 40 g/10 minutos; o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener un mdice de fluidez en el intervalo de 1 a 30 g/10 minutos.
El copolfmero de propileno y alfa-olefina tiene una cristalinidad en el intervalo de al menos 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo) hasta 30 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 50 Julios/gramo). En este documento se incluyen y se describen todos los subintervalos y valores individuales desde 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo) hasta 30 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 50 Julios/gramo); por ejemplo, la cristalinidad puede tener un valor desde un lfmite inferior de 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo), 2,5 por ciento (un calor de fusion de al menos 4 Julios/gramo) o 3 por ciento (un calor de fusion de al menos 5 Julios/gramo) hasta un lfmite superior de 30 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 50 Julios/gramo), 24 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 40 Julios/gramo), 15 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 24,8 Julios/gramo) o 7 por ciento en peso (un
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calor de fusion de menos de 11 Julios/gramo). Por ejemplo, el copoKmero de propileno y alfa-olefina puede tener una cristalinidad en el intervalo de al menos 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo) hasta 24 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 40 Julios/gramo); o, de forma alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener una cristalinidad en el intervalo de al menos 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo) hasta 15 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 24,8 Julios/gramo); o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener una cristalinidad en el intervalo de al menos 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo) hasta 7 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 11 Julios/gramo); o, de manera alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina puede tener una cristalinidad en el intervalo de al menos 1 por ciento en peso (un calor de fusion de al menos 2 Julios/gramo) hasta 5 por ciento en peso (un calor de fusion de menos de 8,3 Julios/gramo). La cristalinidad se mide mediante el metodo DSC (calorimetna diferencial de barrido, por sus siglas en ingles). El copolfmero de propileno y alfa-olefina comprende unidades derivadas de propileno y unidades polimericas derivadas de uno o mas comonomeros alfa- olefmicos. Ejemplos de comonomeros utilizados para producir el copolfmero de propileno y alfa-olefina son alfa- olefinas de 2 y de 4 a 10 atomos de carbono; por ejemplo, alfa-olefinas de 2, 4, 6 y 8 atomos de carbono.
El copolfmero de propileno y alfa-olefina comprende de 1 a 40 por ciento en peso de uno o mas comonomeros alfa- olefmicos. En este documento se incluyen y se describen todos los subintervalos y valores individuales desde 1 a 40 por ciento en peso; por ejemplo, el contenido de comonomero puede ser un valor desde un lfmite inferior de 1 por ciento en peso, 3 por ciento en peso, 4 por ciento en peso, 5 por ciento en peso, 7 por ciento en peso o 9 por ciento en peso hasta un lfmite superior de 40 por ciento en peso, 35 por ciento en peso, 30 por ciento en peso, 27 por ciento en peso, 20 por ciento en peso, 15 por ciento en peso, 12 por ciento en peso o 9 por ciento en peso. Por ejemplo, el copolfmero de propileno y alfa-olefina comprende de 1 a 35 por ciento en peso de uno o mas comonomeros alfa-olefmicos; o, de forma alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina comprende de 1 a 30 por ciento en peso de uno o mas comonomeros alfa-olefmicos; o, de forma alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina comprende de 3 a 27 por ciento en peso de uno o mas comonomeros alfa-olefmicos; o, de forma alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina comprende de 3 a 20 por ciento en peso de uno o mas comonomeros alfa-olefmicos; o, de forma alternativa, el copolfmero de propileno y alfa-olefina comprende de 3 a 15 por ciento en peso de uno o mas comonomeros alfa-olefmicos.
El copolfmero de propileno y alfa-olefina tiene un valor de distribucion de peso molecular (MWD, por sus siglas en ingles), definido como el peso molecular promedio en peso dividido por el peso molecular promedio en numero (Mw/Mn) de 3,5 o menos; alternativamente, de 3,0 o menos; o, en otra alternativa, de 1,8 a 3,0.
Tales copolfmeros de propileno y alfa-olefinas se describen con mas detalle en los documentos de las patentes de Estados Unidos numeros 6.960.635 y 6.525.157. Tales copolfmeros de propileno y alfa-olefinas estan disponibles comercialmente y los suministra la empresa The Dow Chemical Company, con la marca registrada VERSIFY® o la empresa ExxonMobil Chemical Company, con la marca registrada VISTAMAXX®.
En una realizacion, los copolfmeros de propileno y alfa-olefina se caracterizan ademas porque comprenden: (A) entre 60 y menos de 100, preferiblemente entre 80 y 99 y mas preferiblemente entre 85 y 99 por ciento en peso de unidades de propileno y (B) entre mas de 0 y 40, preferiblemente entre 1 y 20, mas preferiblemente entre 4 y 16 e incluso mas preferiblemente entre 4 y 15 por ciento en peso de unidades derivadas de al menos un compuesto entre etileno y/o y una a-olefina que tiene entre 4 y 10 atomos de carbono; y porque contienen un promedio de al menos 0,001, preferiblemente un promedio de al menos 0,005 y mas preferiblemente un promedio de al menos 0,01 tamificaciones de cadena larga / 1000 atomos de carbono totales. El numero maximo de ramificaciones de cadena larga en el copolfmero de propileno y alfa-olefina no es cntico, pero tfpicamente no supera 3 ramificaciones de cadena larga / 1000 atomos de carbono totales. La expresion ramificacion de cadena larga, tal y como se usa en este documento en relacion con los copolfmeros de propileno y alfa-olefina, se refiere a una longitud de cadena de al menos un (1) carbono mas que una ramificacion de cadena corta y la expresion rama de cadena corta tal y como se usa en este documento en relacion con los copolfmeros de propileno y alfa-olefina, se refiere a una longitud de cadena de dos (2) atomos de carbono menos que el numero de carbonos en el comonomero. Por ejemplo, un interpolfmero de propileno y 1-octeno tiene una columna vertebral con ramificaciones de cadena larga de al menos siete (7) atomos de carbono de longitud, pero estos ejes principales tienen tambien ramificaciones de cadena corta de seis (6) atomos de carbono de longitud. Tales copolfmeros de propileno y alfa-olefinas se describen con mas detalle en el documento de la solicitud de patente provisional de Estados Unidos numero 60/988.999 y en el de la solicitud de patente internacional numero PCT/US08/082599.
En otras realizaciones determinadas, el segundo material termoplastico (12), por ejemplo, el copolfmero de propileno y alfa-olefina, puede ser, por ejemplo, un polfmero semicristalino y tener un punto de fusion menor de 110°C. En realizaciones preferidas, el punto de fusion puede estar comprendido entre 25 y 100°C. En realizaciones mas preferidas, el punto de fusion puede estar comprendido entre 40 y 85°C.
En otras realizaciones escogidas, se pueden usar como segundo material termoplastico (12) copolfmeros de bloques olefmicos, por ejemplo, copolfmeros multi-bloque de etileno, como los descritos en la publicacion internacional numero WO2005/090427 y en el documento de la solicitud de patente de Estados Unidos numero US 2006/0199930, las cuales describen tales copolfmeros de bloques olefmicos y los metodos de ensayo para medir las
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propiedades listadas mas adelante para tales poKmeros. Tales copoUmeros de bloques olefmicos pueden ser un interpoKmero etileno/a-olefina:
(a) que tiene un valor Mw/Mn de 1,7 a 3,5, al menos un punto de fusion, Tf, en grados Celsius y una densidad d en gramos/centimetro cubico, de tal modo que los valores numericos de Tf y d corresponden a la relacion:
Tf > -2002,9 + 4538,5 (d) - 2422,2 (d)2; o
(b) que tiene un valor Mw/Mn de 1,7 a 3,5 y que se caracteriza por un calor de fusion AH en J/g y una cantidad AT en grados Celsius definida como la diferencia de temperatura entre el pico DSC mas alto y el pico CRYSTAF mas alto tales que los valores numericos de AT y AH tienen las siguientes relaciones:
AT > -0,1299 (AH) + 62,81, para valores de AH mayores de cero y hasta un maximo de 130 J/g;
AT > 48 ° C para valores de AH mayores de 130 J/g;
donde el pico CRYSTAF se determina utilizando al menos 5 % del polfmero acumulado y si es menos del 5 % del polfmero que tiene un pico CRYSTAF identificable, entonces se toma como valor de la temperatura CRYSTAF 30°C; o
(c) que esta caracterizado por un valor de recuperacion elastica, Re, en porcentaje a una tension de 300 por ciento y un ciclo, medido con una pelmula moldeada por compresion del interpolfmero de etileno y a-olefina, y que tiene una densidad d en gramos/centimetro cubico de tal forma que los valores numericos de Re y d satisfacen la relacion siguiente cuando el interpolfmero de etileno y a-olefina esta sustancialmente libre de una fase reticulada:
Re > 1481 - 1629 (d); o
(d) que tiene una fraccion molecular que eluye entre 40°C y 130°C cuando se fracciona utilizando TREF, caracterizada porque la fraccion tiene un contenido molar de comonomero al menos cinco por ciento mas alto que el de la fraccion de interpolfmero al azar de etileno que eluye entre las mismas temperaturas, donde dicho interpolfmero de etileno al azar comparable que tiene el mismo o los mismos comonomeros y que tiene mdice de fluidez, densidad y contenido molar de comonomero (respecto de todo el polfmero) dentro de 10 % del interpolfmero etileno / a-olefina; o
(e) que tiene un modulo de almacenamiento a 25°C , G' (25°C), y un modulo de almacenamiento a 100°C, G' (100°C), de tal forma que la relacion de G' (25°C) a G' (100°C) esta en el intervalo de 1:1 a 9:1.
Tal copolfmero de bloques de olefinas, por ejemplo un interpolfmero etileno / a-olefina, puede tambien:
(a) tener una fraccion molecular que eluye entre 40°C y 130°C cuando se fracciona utilizando TREF, caracterizada porque la fraccion tiene un mdice de bloques de al menos 0,5 y hasta un maximo de 1 y un valor de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, mayor de 1,3; o
(b) tener un mdice de bloques promedio mayor de cero y hasta un maximo de 1 y un valor de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, mayor de 1,3.
En una realizacion, el segundo material termoplastico (12) puede comprender ademas un agente de soplado que facilita de ese modo la formacion de un material en forma de espuma. En una realizacion, el segundo material termoplastico (12) puede ser una espuma, por ejemplo una espuma de celda cerrada. En otra realizacion, el segundo material termoplastico (12) puede comprender ademas uno o mas agentes de relleno que facilitan de este modo la formacion de una matriz microporosa, por ejemplo mediante orientacion, por ejemplo, orientacion biaxial, o cavitacion, por ejemplo orientacion uni o biaxial, o lixiviado, es decir, disolviendo los agentes de relleno. Entre tales materiales de relleno se incluyen, si bien las posibilidades no se limitan a ellos, carbonatos de calcio naturales, incluyendo cretas, calcitas y marmoles; carbonatos sinteticos; sales de magnesio y calcio, dolomitas, carbonato de magnesio, carbonato de zinc, cal, hidroxido de magnesio, sulfato de bario, barita, sulfato de calcio, sflice, silicatos de magnesio, talco wollastonita, arcillas y silicatos de aluminio, caolines, mica, oxidos o hidroxidos de metales alcalinos o alcalinoterreos, hidroxido de magnesio, oxidos de hierro, oxido de zinc, fibra o polvo de carbono o de vidrio, fibra o polvo de madera o mezclas de estos compuestos.
En produccion, el equipo de extrusion comprende un tornillo extrusor impulsado por un motor. El primer material termoplastico (11) se funde y se transporta a una boquilla (24), como se muestra en las figuras 7a y 7b. El material termoplastico fundido (11) pasa a traves de la boquilla (24), como se muestra en las figuras 7a y 7b, y se conforma con la forma y seccion transversal deseadas. En referencia a las figuras 7a y 7b, la boquilla (24) incluye una seccion de entrada (26), una seccion de convergencia (28) y un orificio (30), el cual tiene una forma predeterminada. El primer material termoplastico fundido entra por la seccion de entrada (26) de la boquilla (24) y se le da forma de manera gradual en la seccion de convergencia (28) hasta que el fundido sale por el orificio (30). La boquilla (24) incluye tambien inyectores (32). Cada inyector (32) tiene una seccion de cuerpo (34) que tiene un conducto (36) que esta en conexion de fluidos con una fuente (38) del segundo material termoplastico (12) por medio de un segundo conducto (40) que pasa a traves de las paredes de la boquilla (24) alrededor del cual debe fluir el material
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termoplastico fundido para atravesar el orificio (30). El inyector (30) incluye ademas una salida (42). El inyector (32) se dispone de tal forma que la salida (42) se situe dentro del orificio (30). A medida que primer material termoplastico
(11) fundido sale por el orificio del molde (30), se inyecta y coextruye segundo material termoplastico fundido (12) dentro primer material termoplastico (11) fundido, formando de este modo microcapilares rellenos con el segundo material termoplastico (12). En una realizacion, el primer material termoplastico (11) fundido sale por el orificio de la boquilla (30), el segundo material termoplastico (12) fundido se coextruye y se inyecta continuamente en el primer material termoplastico (11) formando de este modo microcapilares rellenos con el segundo material termoplastico
(12) . En otra realizacion, el primer material termoplastico (11) fundido sale por el orificio de la boquilla (30), el segundo material termoplastico (12) fundido se coextruye y se inyecta intermitentemente en el primer material termoplastico (11) formando de este modo microcapilares con segmentos rellenos con el segundo material termoplastico (12) y segmentos vacms, mostrando estructuras de tipo espuma.
Las pelmulas o espumas reforzadas segun la presente invencion se pueden usar como materiales para envasado y empaquetado (por ejemplo, piezas termoformadas reforzadas para bandejas, cintas para envolver, cubos, recipientes, cajas); cascos de barcos termoformados, paneles para construccion, dispositivos de asientos, piezas de carrocena de automoviles, piezas de fuselaje, molduras y embellecedores interiores de vehmulos y similares.
Una o mas pelmulas o espumas reforzadas de la invencion pueden formar una o mas capas en una estructura multicapa, por ejemplo, una estructura multicapa laminada o una estructura multicapa coextruida. Las pelmulas o espumas reforzadas pueden comprender una o mas filas paralelas de microcapilares (canales como se muestran en la figura 3b). Los canales 20 (microcapilares) se pueden disponer en cualquier lugar de la matriz (10), como muestran las figuras 3a-e.
Ejemplos
La pelicula reforzada de la invencion 1 se preparo segun el siguiente procedimiento.
El material de la matriz comprendfa polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), disponible con la marca registrada DOWLEX™ NG 5056 G, comercializado por la empresa The Dow Chemical Company, con una densidad de aproximadamente 0,919 g/cm3, segun ASTM-D792 y un mdice de fluidez (I2) de aproximadamente 1,1 g/10 minutos, segun ISO 1133 a 190°C y 2,16 kg. El segundo material termoplastico dispuesto en microcapilares era polipropileno homopolfmero (hPP) disponible con la marca registrada DOW™ Polypropylene H502-25RG, de la empresa The Dow Chemical Company, con una densidad de 0,900 g/cm3, segun ISO 1183 y un mdice de fluidez en masa de 25 g/10 minutos, medido de acuerdo con ISO 1133 a 230°C y 2,16 kg.
Los extrusores primario y secundario eran ambos extrusores de un solo husillo. El extrusor primario era un Betol 1820J que tema un husillo de aproximadamente 20 mm de diametro, que estaba conectado a la bomba de engranajes, proporcionando un flujo de polfmero no pulsatil.. Corriente abajo de la boquilla de la pelmula con microcapilares habfa un conjunto de rodillos presores con un espacio entre rodillos ajustable (Dr. Collin GmbH “Techline” CR72T). El extrusor secundario era un Betol 1420J que tema un husillo de aproximadamente 12 mm de diametro, conectado a la entrada de la boquilla para pelmula con microcapilares a traves de una tubena Swagelok de 0,635 cm (un cuarto de pulgada), calentada. La tubena era una tubena corta cuidadosamente conformada de 0,635 cm (un cuarto de pulgada), (SS-T4-S-049-6ME) que estaba envuelta con 0,61 m (2 pies) de cintas de calentamiento (Omega HTWC102-002), que a su vez estaba envuelta en un aislamiento de lana mineral Superwool encapsulada con cinta adhesiva. La tubena inclma termopares de alambre de tipo k (3M 70-0062-8328-0). Para ayudar a la transferencia termica se unto una pequena cantidad de grasa de cobre (Coppaslip) en las puntas de los termopares.
La boquilla para pelmula de microcapilares se diseno para asegurar que las caras abiertas de los inyectores fueran coincidentes con la salida de la boquilla. El material de la matriz se extrudio a traves de una boquilla para pelmula de microcapilares que contema 14 cabezales inyectores de microcapilares, con un diametro de aproximadamente 900 pm.
La pelmula de microcapilares reforzada de la invencion (10) (LLDPE/hPP) se muestra en las figuras 8a y b. Se ensayaron las propiedades de la pelmula de microcapilares reforzada de la invencion (10) (LLDPE/hPP) y esas propiedades se reportan en la tabla 1. La pelmula de microcapilares reforzada de la invencion (10) (LLDPE/hPP) tema 14 microcapilares rellenos con el segundo hPP, un espesor de aproximadamente 608 pm y cada microcapilar tema un diametro de aproximadamente 360 pm.
La pelicula reforzada de la invencion 2 se preparo segun el siguiente procedimiento.
El material de la matriz comprendfa polipropileno homopolfmero (hPP) disponible con la marca registrada DOW™ Polypropylene H502-25RG, de la empresa The Dow Chemical Company, con una densidad de 0,900 g/cm3, segun ISO 1183 y un mdice de fluidez en masa de 25 g/10 minutos, medido de acuerdo con ISO 1133 a 230°C y 2,16 kg. El segundo material termoplastico dispuesto en microcapilares era polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), disponible con la marca registrada DOWLEX™ NG 5056 G, comercializado por la empresa The Dow Chemical Company, con una densidad de aproximadamente 0,919 g/cm3, segun ASTM-D792 y un mdice de fluidez (I2) de aproximadamente 1,1 g/10 minutos, segun ISO 1133 a 190°C y 2,16 kg.
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Los extrusores primario y secundario eran ambos extrusores de un solo husillo. El extrusor primario era un Betol 1820J que tema un husillo de aproximadamente 20 mm de diametro, que estaba conectado a la bomba de engranajes, proporcionando un flujo de polfmero no pulsatil.. Corriente abajo de la boquilla para la pelmula de microcapilares ha^a un conjunto de rodillos presores con un espacio entre rodillos ajustable (Dr. Collin GmbH “Techline” CR72T). El extrusor secundario era un Betol 1420J que tema un husillo de aproximadamente 12 mm de diametro, conectado a la entrada de la boquilla de la pelmula con microcapilares a traves de una tubena Swagelok de 0,635 cm (un cuarto de pulgada), calentada. La tubena era una tubena corta cuidadosamente conformada de 0,635 cm (un cuarto de pulgada), (SS-T4-S-049-6ME) que estaba envuelta con 0,61 m (2 pies) de cintas de calentamiento (Omega HTWC102-002), que a su vez estaba envuelta en un aislamiento de lana mineral Superwool encapsulada con cinta adhesiva. La tubena inclrna termopares de alambre de tipo k (3M 70-0062-8328-0). Para ayudar a la transferencia termica se unto una pequena cantidad de grasa de cobre (Coppaslip) en las puntas de los termopares.
La boquilla para la pelmula de microcapilares se diseno para asegurar que las caras abiertas de los inyectores fueran coincidentes con la salida de la boquilla. El material de la matriz se extrudio a traves de una boquilla de pelmula de microcapilares que contema 14 cabezales inyectores de microcapilares, con un diametro de aproximadamente 900 pm.
La pelmula de microcapilares reforzada de la invencion (10) (hPP/LLDPE) se muestra en las figuras 9a-c. La pelmula de microcapilares reforzada de la invencion (10) (hPP/LLDPE) tema 14 microcapilares rellenos con el segundo LLDPE, un espesor de aproximadamente 624 pm y cada microcapilar tema un diametro de aproximadamente 210 pm.
Se preparo la pelicula para comparacion A segun el siguiente procedimiento.
La pelmula de comparacion A comprendfa polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), disponible con la marca registrada DOWLEX™ NG 5056 G, comercializado por la empresa The Dow Chemical Company, con una densidad de aproximadamente 0,919 g/cm3, segun ASTM-D792 y un mdice de fluidez (I2) de aproximadamente 1,1 g/10 minutos, segun ISO 1133 a 190°C y 2,16 kg. La pelmula de comparacion A se formo mediante un extrusor Betol 1820J que tema un husillo de aproximadamente 20 mm de diametro, que estaba conectado a la bomba de engranajes, proporcionando un flujo de polfmero no pulsatil. Corriente abajo de la boquilla de la pelmula de microcapilares habfa un conjunto de rodillos presores con un espacio entre rodillos ajustable (Dr. Collin GmbH “Techline” CR72T). La boquilla no inclrna un inserto o pieza con inyectores.
Se ensayaron las propiedades de la pelmula de comparacion A (LLDPE), mostrada en las figuras 10 a-b, y estas propiedades se reportan en la tabla 1. La pelmula de comparacion A (LLDPE) no tiene microcapilares y tiene un espesor de aproximadamente 457 pm.
Se preparo la pelicula para comparacion B segun el siguiente procedimiento.
El material de la matriz comprendfa polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), disponible con la marca registrada DOWLEX™ NG 5056 G, comercializado por la empresa The Dow Chemical Company, con una densidad de aproximadamente 0,919 g/cm3, segun ASTM-D792 y un mdice de fluidez (I2) de aproximadamente 1,1 g/10 minutos, segun ISO 1133 a 190°Cy 2,16 kg.
La pelmula de comparacion B se formo mediante un extrusor Betol 1820J que tema un husillo de aproximadamente 20 mm de diametro, que estaba conectado a la bomba de engranajes, proporcionando un flujo de polfmero no pulsatil. Corriente abajo de la boquilla de la pelmula de microcapilares habfa un conjunto de rodillos presores con un espacio entre rodillos ajustable (Dr. Collin GmbH “Techline” CR72T).
La boquilla para pelmula de microcapilares, que inclrna el inserto con inyectores, se diseno para asegurar que las caras abiertas de los inyectores fueran coincidentes con la salida de la boquilla. El material de la matriz se extrudio a traves de una boquilla de pelmula de microcapilares que contema 19 cabezales inyectores de microcapilares, con un diametro de aproximadamente 400 pm.
En la figura 11 se muestra la pelmula para comparacion B (LLDPE / aire). Se ensayaron las propiedades de la pelmula de comparacion B (LLDPE / aire) y esas propiedades se reportan en la tabla 1. La pelmula de comparacion B (LLDPE / aire) tema 19 microcapilares rellenos con aire, un espesor de aproximadamente 519 pm y cada microcapilar tema un diametro de aproximadamente 145 pm.
Se preparo la pelicula para comparacion C segun el siguiente procedimiento.
El material de la matriz comprendfa: (1) 97,5 por ciento en peso de polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), disponible con la marca registrada DOWLEX™ NG 5056 G, comercializado por la empresa The Dow Chemical Company, con una densidad de aproximadamente 0,919 g/cm3, segun ASTM-D792 y un mdice de fluidez (I2) de aproximadamente 1,1 g/10 minutos, segun ISO 1133 a 190°C y 2,16 kg; y (2) 2,5 % en peso de una mezcla madre (“masterbatch”) de LDPE/TO2 (que comprendfa 60 por ciento en peso de TiO2).
La pelfcula de comparacion C se formo mediante un extrusor Betol 1820J que tema un husillo de aproximadamente 20 mm de diametro, que estaba conectado a la bomba de engranajes, proporcionando un flujo de polfmero no pulsatil. Corriente abajo de la boquilla para pelfcula de microcapilares habfa un conjunto de rodillos presores con un espacio entre rodillos ajustable (Dr. Collin GmbH “Techline” CR72T).
5 La boquilla de pelfcula de microcapilares, que inclrna el inserto con inyectores, se diseno para asegurar que las caras abiertas de los inyectores fueran coincidentes con la salida de la boquilla. El material de la matriz se extrudio a traves de una boquilla de pelfcula de microcapilares que contema 19 cabezales inyectores de microcapilares, con un diametro de aproximadamente 400 pm.
En las figuras 12 a-c se muestra la pelfcula para comparacion C (LLDPE + mezcla madre LDPE/TiO2 / aire). Se 10 ensayaron las propiedades de la peifcula de comparacion C (LLDPE + mezcla madre LDPE/TiO2 / aire) y esas propiedades se reportan en la tabla 1. La pelfcula de comparacion C (LLDPE + mezcla madre LDPE/TiO2 / aire) tema 19 microcapilares rellenos con aire, un espesor de aproximadamente 602 pm y cada microcapilar tema un diametro de aproximadamente 105 pm.
Tabla 1
- Metodo de ensayo Pelfcula reforzada de la invencion 1 Pelfcula de comparacion A Pelfcula de comparacion B Pelfcula de comparacion C
- Alargamiento en porcentaje (%)
- ISO 527-3 789 714 716 684
- Lfmite de elasticidad (MPa)
- ISO 527-3 11,3 6,5 6,9 8,5
- Resistencia (MJ/m3)
- ISO 527-3 132 93 95 95
- Muestra de ensayo (anchura en mm)
- Cinta / pelfcula (6,52 mm) Cinta / pelfcula (6,32 mm) Cinta / pelfcula (6,50 mm) Cinta / pelfcula (7,30 mm)
15
Claims (8)
- 510152025REIVINDICACIONES1. Una peKcula o espuma reforzada que tiene un primer extremo y un segundo extremo, que comprende:(a) una matriz que comprende un primer material termoplastico;(b) al menos uno o mas canales dispuestos paralelamente en dicha matriz desde el primer extremo hasta el segundo extremo de dicha pelfcula, de modo que dichos canales (uno o mas) estan separados entre s^ al menos 1 pm y de modo que cada uno de dichos canales (uno o mas) tienen un diametro en el intervalo de al menos 1 pm; y(c) dichos canales (uno o mas) estan rellenos de un segundo material termoplastico, de forma que dicho segundo material termoplastico es distinto del primer material termoplastico; de forma que dicha pelfcula tiene un espesor en el intervalo de 2 pm a 200 pm.
- 2. La pelfcula o espuma de la reivindicacion 1, en la que dicho primer material termoplastico se escoge entre los del grupo que consiste en poliolefinas, poliamidas, poli(cloruro de vinilideno), poli(fluoruro de vinilideno), policarbonato, poliestireno, poli (etileno alcohol vimlico) (PVOH), poli(cloruro de vinilo) (PVC), acido polilactico (PLA) y poli(tereftalato de etileno).
- 3. La pelfcula o espuma de la reivindicacion 2, en la que dicha poliolefina es polietileno o polipropileno.
- 4. La pelfcula o espuma de la reivindicacion 2, en la que dicha poliamida es nailon 6.
- 5. La pelfcula o espuma de la reivindicacion 1, en la que dichos canales (uno o mas) tienen una forma de seccion transversal escogida en el grupo que consiste en formas circular, rectangular, oval, en estrella, rombica, triangular, cuadrada, similares y combinaciones de ellas.
- 6. La pelfcula o espuma de la reivindicacion 1, en la que dicho segundo material termoplastico se escoge entre los del grupo que consiste en poliolefinas, poliamidas, poli(cloruro de vinilideno), poli(fluoruro de vinilideno), policarbonato, poliestireno, poli (etileno alcohol vimlico) (PVOH), poli(cloruro de vinilo) (PVC), acido polilactico (PLA) y poli(tereftalato de etileno).
- 7. Una estructura multicapas que comprende la pelfcula o espuma de la reivindicacion 1.
- 8. Un artfculo que comprende la pelfcula o espuma de la reivindicacion 1.
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