ES2677568T3 - Películas de polímero - Google Patents

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ES2677568T3
ES2677568T3 ES16178591.0T ES16178591T ES2677568T3 ES 2677568 T3 ES2677568 T3 ES 2677568T3 ES 16178591 T ES16178591 T ES 16178591T ES 2677568 T3 ES2677568 T3 ES 2677568T3
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copolymers
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Carmelo Di Costanzo
Angelo Montagano
Michael Pierse
Roberto Troilo
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Irplast SpA
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Abstract

Películas de poliolefina multicapa para ventanas de sobres, que comprenden al menos tres capas en las que la capa central comprende un homopolímero de propileno; la capa de película en la parte exterior del sobre se basa en copolímeros de propileno en mezcla con HDPE, siendo el contenido de HDPE entre 40 y 50% en peso de la mezcla; la capa interna en contacto con el contenido del sobre está basada en copolímeros de propileno, estando la película isotrópica en relación con la resistencia al corte.

Description

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DESCRIPCION
Pelfculas de poKmero
La presente invencion se refiere a pelfculas de poliolefina para la fabricacion de ventanas transparentes antirreflectantes para sobres, productos postales, etc.
Mas particularmente, la presente invencion se refiere a pelfculas multicapa basadas en polipropileno para elaborar ventanas transparentes antirreflectantes para sobres, productos postales, etc. caracterizadas porque tienen un porcentaje de desperdicio de produccion inferior a 0,002%, preferiblemente inferior a 0,001%.
Se conocen pelfculas polimericas usadas para esta aplicacion en las que la pelfcula polimerica esta basada en poliestireno. Vease, por ejemplo, la patente EP2832541. El inconveniente de estas pelfculas es que no permiten obtener un gran numero de ventanas para sobres por unidad de peso de polfmero.
En la tecnica, tambien se conocen pelfculas polimericas basadas en poliolefinas que superan este inconveniente y permiten obtener un mayor numero de ventanas para sobres por cantidad de polfmero utilizado. Vease, por ejemplo, la patente indicada anteriormente. La desventaja de utilizar pelfculas de poliolefina para esta aplicacion radica en el hecho de que el porcentaje de desechos de procesamiento es bastante alto, del orden de 100 a 300 sobres/dfa usando un aplicador que opera a aproximadamente 1.200 sobres/minuto, ya que cuando se corta la ventana de la pelfcula polimerica, no produce sobres que sean aceptables en el mercado.
Para superar este inconveniente, se conoce la patente DE 10 2007 048 090 A1, en la que el espesor de la pelfcula es inferior o igual a 25 pm para poder eliminar sustancialmente los residuos. Los ejemplos comparativos muestran que, si se excede este espesor, los niveles de desperdicio de procesamiento a menudo se vuelven significativos. Se sintio la necesidad de la disponibilidad de pelfculas polimericas multicapa basadas en poliolefinas para ventanas de sobres transparentes, lo que condujo a una reduccion sustancial o incluso a la eliminacion de residuos durante la etapa de aplicacion, para tener sobres que sean aceptables en el mercado.
Ademas, la patente EP2599628 divulga un proceso para obtener una pelfcula de tres capas a base de poliolefina usando tecnologfa LISIM®, una tecnologfa de estiramiento que permite el estiramiento simultaneo de pelfculas plasticas.
El solicitante encontro inesperada y sorprendentemente la solucion a este problema tecnico usando pelfculas tales como las definidas a continuacion.
Un objeto de la presente invencion son pelfculas de poliolefina multicapa para ventanas de sobres que comprenden al menos tres capas en las que:
- la capa central (nucleo) comprende uno o mas homopolfmeros de polipropileno;
- la capa externa de la pelfcula en la parte exterior del sobre (visible), que forma la capa antirreflectante, se basa en copolfmeros de propileno en una mezcla con HDPE, estando el HDPE entre 40 y 50% en peso de la mezcla;
- la capa interna, en contacto con el contenido del sobre, se basa en copolfmeros de propileno,
la pelfcula es isotropica en relacion con la resistencia al corte (resistencia al desgarro).
En la practica, se calcula la resistencia al desgarro en la direccion MD y en la direccion TD y la relacion entre estos dos valores (resistencia al desgarro en MD/resistencia al desgarro en TD), que debe estar comprendida entre 0,85 y 1,20, preferiblemente entre 0,95 y 1,15.
Las pelfculas multicapa de acuerdo con la presente invencion son termoplasticas. El HDPE comprendido entre 40 y 50% en peso en la capa externa de la pelfcula tiene un efecto mate.
La pelfcula de acuerdo con la presente invencion puede tener incluso un numero de capas superior a tres, generalmente 5 o 7 capas, etc., en la que la capa central comprende uno o mas homopolfmeros de propileno en los que la cantidad de extrafbles en n-hexano (50°C durante dos horas) es menor al 10%, preferiblemente menor al 5%, incluso mas preferiblemente menor al 2% en peso, de acuerdo con se determina de acuerdo con la norma FDA 177 1520.
Preferiblemente, los copolfmeros de la capa externa se basan en propileno con al menos otro comonomero que contiene al menos una insaturacion etilenica elegida entre etileno, alfa-olefinas, lineal o ramificada cuando sea posible, que tiene un numero de atomos de carbono de 4 a 12, la cantidad total de comonomeros esta comprendida entre 0,5 y 25% en peso, preferiblemente entre 1 y 10% en peso del total de monomeros. Los comonomeros que contienen al menos una insaturacion etilenica son, por ejemplo, etileno, buteno, hexeno, octeno, deceno y dodeceno. Preferiblemente, el comonomero es etileno.
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En general, los copoKmeros contienen (en % en peso) etileno <10%, preferiblemente 1-8%. El monomero de alfa- olefina (en % en peso) esta comprendido entre 0 y 10%, preferiblemente entre 0,5 y 6%.
Ejemplos de copolfmeros basados en propileno son propileno/etileno, propileno/etileno/buteno, propileno/buteno/ etileno, etc.
El copolfmero preferido es el copoKmero de propileno/etileno <8%.
La capa interna comprende copolfmeros basados en polipropileno con uno o mas monomeros elegidos de etileno, alfa-olefinas, lineales o ramificados cuando sea posible, que tienen en la cadena una cantidad de atomos de carbono que vanan de 4 a 12. La cantidad de etileno y las alfa-olefinas es menor al 20%, preferiblemente menor al 10% en peso del polfmero total.
En una realizacion preferida, se usa un terpolfmero de propileno/etileno/buteno.
Otros comonomeros (en % en moles) que pueden estar presentes en los copolfmeros son ciclopentadieno y terpenos, en cantidades molares de hasta 10%, preferiblemente 0-5%.
Los copolfmeros de propileno tienen una cantidad de extrafbles inferior al 10% en peso, preferiblemente inferior al 3%.
El mdice de flujo en estado fundido de los copolfmeros de propileno esta comprendido preferiblemente entre 1 y 30 g/10 min (230°C, 10 min, carga 2,16 kg, de acuerdo con la norma ASTM D1238).
En una realizacion preferida, la pelfcula de acuerdo con la invencion esta formada por un nucleo de homopolfmero de propileno, una capa externa formada por un copolfmero de propileno/etileno en el que el etileno <8% en peso, estando el complemento hasta 100 compuesto por propileno; una capa interna que comprende un terpolfmero de propileno/etileno/buteno en el que la cantidad de etileno + buteno es inferior al 10% en peso, estando el complemento hasta 100 compuesto por propileno.
La capa externa de la pelfcula de acuerdo con la presente invencion se extiende con un pegamento sobre la parte en contacto con el papel para permitir la adhesion de la pelfcula al sobre.
Ejemplos de pegamentos son productos en el mercado llamados Eukalin 6415 EF, Fuller Swift-Tak 1304, etc.
Tanto en la capa interna como en la capa externa de la pelfcula, puede haber componentes opcionales elegidos entre agentes deslizantes y agentes antibloqueantes; el nucleo puede contener opcionalmente agentes antiestaticos y/o copolfmeros de poliolefina, etc. Los componentes opcionales en la capa interna y externa se agregan quitando una cantidad igual de copolfmero, mientras que en el nucleo se elimina una cantidad igual de homopolfmero.
Generalmente, los componentes opcionales se anaden en forma de mezclas madre en las que el portador comprende un polfmero de olefina y la cantidad de agente opcional esta comprendida entre 1.000 y 5.000 ppm con respecto al peso total de la capa.
Los agentes de deslizamiento pueden ser amidas de acidos alifaticos superiores, esteres de acidos alifaticos superiores, ceras, sales de acidos grasos con metales y polidimetilsiloxanos. La cantidad es la que generalmente se usa en pelfculas.
Los agentes antibloqueantes pueden ser compuestos inorganicos tales como, por ejemplo, dioxido de silicio. La cantidad generalmente esta comprendida entre 1.000 y 2.000 ppm con respecto al peso de la capa.
Los agentes antiestaticos pueden ser monoestearato de glicerol, aminas terciarias alifaticas con cadenas lineales saturadas que contienen un radical alifatico C10-C20 y sustituido con grupos u>-hidroxi alquilo (C1-C4). Las aminas terciarias pueden ser N,N-bis(2-hidroxietil)alquilamina que contienen grupos alquilo C10-C20, preferiblemente C12-C18. La cantidad de agente antiestatico generalmente esta comprendida entre 1.000 y 2.000 ppm con respecto al peso de la capa.
En la pelfcula de acuerdo con la presente invencion, preferiblemente en el nucleo, tambien se pueden anadir copolfmeros de olefina basados en propileno, por ejemplo, como se indico anteriormente, preferiblemente en una cantidad de 10 a 20 % en peso, reduciendo en consecuencia la cantidad de homopolfmero. Como alternativa, los copolfmeros de etileno pueden usarse con una o mas alfa-olefinas lineales o ramificadas con 3 a 20 atomos de carbono, opcionalmente en presencia de otros comonomeros que contienen mas de un doble enlace ademas del enlace alfa-olefina, conjugado o no, con 4 a 20 atomos de carbono o dclicos en los que el anillo tiene 5 o 6 atomos de carbono, preferiblemente cicloalquenos, tales como vinilciclohexeno, compuestos aromaticos tales como ciclopentadieno. Los monomeros de alfa-olefina y dieno tambien se pueden elegir entre los indicados anteriormente, incluido el propileno. La cantidad total de comonomeros (% en moles) en copolfmeros de etileno esta comprendida
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entre 5 y 50%, preferiblemente entre 10 y 25%, estando comprendido el peso molecular promedio en numero preferiblemente entre 300 y 25.000. La cantidad de copoKmeros (% en peso) en el nucleo vana preferiblemente entre 0 y 20% con respecto a la cantidad de homopolfmeros de propileno de la pelfcula o el nucleo, incluso mas preferiblemente entre 0 y 3%.
La pelfcula de acuerdo la presente invencion preferiblemente esta biorientada.
La pelfcula isotropica de resistencia al corte significa que la resistencia al corte (resistencia al desgarro) en la direccion MD y en la direccion TD es sustancialmente igual.
Para obtener una pelfcula isotropica de resistencia al corte de acuerdo con la presente invencion, los valores de la relacion de estiramiento en MD (direccion de la maquina) estan comprendidos entre 5,9 y 8 y en TD (direccion transversal) entre 5,5 y 8 y de tal manera que se satisface la siguiente relacion (a):
|(relacion(MD) - relacion(TD) | / (A (relacion(MD), relacion(TD)) <13%
es decir, la desigualdad requiere que el valor absoluto de la diferencia entre la relacion de estiramiento en MD y la relacion de estiramiento en TD, dividido por el valor mmimo entre la relacion de estiramiento en MD y el de TD sea menor al 13%.
De acuerdo con la presente invencion, esta definicion conduce a una pelfcula sustancialmente isotropica con respecto a la resistencia al desgarro.
Esta relacion es valida para el estiramiento simultaneo en MD y en TD usando una maquina de estiramiento simultaneo, preferiblemente la LISIM®.
Se debe observar que esta relacion no es valida cuando se usa el estiramiento secuencial, es decir, la pelfcula se estira primero en MD y luego en TD. De hecho, en este caso, el estiramiento en TD cambia la orientacion de las moleculas polimericas obtenidas en la primera etapa de estiramiento secuencial en MD.
Las pelfculas de acuerdo con la presente invencion se pueden obtener preferiblemente por extrusion de granulos de polfmero de poliolefina, ya que las pelfculas se envuelven en rollos que tienen longitudes muy altas, incluso del orden de 20.000 metros. Estos rollos se conocen comunmente como rollos madre extrudidos. A partir de estos, en una etapa de corte posterior, se obtienen los rollos que se utilizaran para formar las ventanas en la etapa de aplicacion a los sobres, que tienen un ancho de 120 mm y se cortan a una longitud de 65 mm.
El espesor de la pelfcula multicapa esta generalmente comprendido entre 15 y 40 pm, preferiblemente> 25,5 pm hasta 35 pm, mas preferiblemente 28-33 pm. El espesor de la capa central vana entre 12 y 38 pm.
El espesor de la capa interna y la capa externa vana en el intervalo entre 0,3-4 pm, preferiblemente 0,5-2,5 pm. El espesor de la capa interna puede ser el mismo o diferente del espesor de la capa externa.
Las pelfculas de acuerdo con la invencion se pueden obtener usando tecnologfa de estiramiento simultaneo. La tecnologfa LISIM® se describe en varias patentes. Vease, por ejemplo, los documentos USP 4.853.602 y USP 5.051.225.
El proceso para obtener las pelfculas multicapa de acuerdo con la invencion comprende las siguientes etapas:
- coextrusion de una lamina multicapa de la pelfcula de acuerdo con la invencion, es decir, de una lamina multicapa que comprende las mismas capas de la pelfcula de acuerdo con la invencion, que tiene un espesor comprendido preferiblemente entre aproximadamente 0,5 mm y aproximadamente 4 mm;
- enfriar la lamina sobre la superficie de un rodillo de enfriamiento enfriado y sumergirla en un bano de agua preferiblemente a una temperatura comprendida entre 5 y 35°C.
- calentar la lamina preferiblemente usando unidades de radiacion infrarroja en las que la superficie de los paneles IR tiene una temperatura comprendida entre aproximadamente 100°C y aproximadamente 500°C;
- estiramiento y orientacion de la lamina y obtencion de la pelfcula multicapa con un proceso de orientacion simultanea agarrando los bordes de la lamina, que tienen un espesor mayor que la lamina, con una serie de pinzas/mordazas guiadas independientemente por motores de induccion sincronicos lineales, en los que el montaje de pinzas/mordazas se desliza sobre pistas de estiramiento divergentes;
los motores de induccion sincronicos lineales se alimentan con corrientes alternas cuyas fases y frecuencias estan moduladas de modo que las pinzas/mordazas siguen una velocidad lineal programada previamente para obtener las relaciones de estiramiento requeridas en MD;
en el que las relaciones de estiramiento en MD son una funcion del perfil de velocidad lineal longitudinal y las relaciones de estiramiento en TD estan reguladas por la distancia (divergencia) entre los carriles de estiramiento;
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- el marco de estiramiento utilizado para las etapas de estiramiento de la pelfcula comprende una o mas secciones que estan situadas dentro de un horno que tiene una temperatura comprendida entre aproximadamente 150°C y 190°C;
- las relaciones de estiramiento longitudinal en MD estan comprendidas entre 5,9 y 8 y en TD entre 5,5 y 8, funcionando de modo que se cumple la desigualdad (a),
- ajuste de calor final en TD realizado utilizando la convergencia de las pistas de estiramiento en una o mas secciones del
- marco de estiramiento a temperaturas de aproximadamente 130°C-140°C y ajuste de calor en MD obtenido al reducir la velocidad lineal de las pinzas.
Como primera aproximacion, la relacion de estiramiento en MD se puede considerar igual a la relacion entre la velocidad de salida de la pelfcula desde el marco de estiramiento y la velocidad de entrada de la pelfcula en el marco de estiramiento. En relacion con la configuracion del equipo de estiramiento, esta relacion es equivalente a la relacion entre la frecuencia de la corriente alterna suministrada a los motores electricos lineales en la salida del marco de estiramiento y la frecuencia de la corriente alterna suministrada al motor lineal en la entrada del marco de estiramiento. La relacion de estiramiento en TD puede considerarse como una primera aproximacion equivalente a la relacion entre el ancho de la pelfcula en la salida del marco de estiramiento y el ancho de la pelfcula en la entrada del marco de estiramiento.
La capa externa, y opcionalmente tambien la capa interna, se somete a tratamientos superficiales con el fin de facilitar un buen anclaje del pegamento a la pelfcula.
El tratamiento superficial puede ser del tipo corona, llama o plasma.
Como se menciono, las pelfculas de acuerdo con la invencion permiten obtener un numero algo mayor de ventanas para sobres que los polfmeros de poliestireno por unidad de peso de polfmero. Esto lleva al uso de menores cantidades de materiales plasticos, reduciendo por un lado el consumo de energfa requerido para su produccion y, por otro lado, reduciendo la cantidad de CO2 producido y, por lo tanto, menor potencial de calentamiento global (GWP).
La polimerizacion para obtener (co)polfmeros puede realizarse operando con la tecnica de suspension, en un diluyente inerte, en emulsion o en fase gaseosa, con temperaturas generalmente en el intervalo de 0°C a 150°C a presiones generalmente en el intervalo de 1 a 300 bar, opcionalmente usando un regulador de peso molecular, por ejemplo, hidrogeno. La polimerizacion usando metalocenos se puede llevar a cabo usando catalizadores que comprenden el producto de reaccion de:
1) un derivado de bis-ciclopentadienilo que contiene grupos con oxfgeno unido al metal de transicion, elegido del grupo IIIb al grupo Vb o la serie de lantanidos de la tabla periodica de los elementos;
2) un cocatalizador elegido de alumoxanos.
La tecnologfa de polimerizacion con metalocenos es bien conocida en la tecnica y debena referirse a los detalles operativos.
Un objeto adicional de la invencion comprende el uso de las pelfculas de acuerdo con la invencion para obtener ventanas transparentes antirreflectantes para sobres, productos postales, etc. con un porcentaje de residuos de produccion inferior a 0,002%, preferiblemente inferior a 0,001%, utilizando aplicadores que tengan una velocidad de aplicacion entre 1.000 y 1.300 sobres/minuto.
El resultado practico obtenido con la pelfcula de acuerdo con la invencion muestra que con un aplicador que produce 1.200 sobres/minuto, el desecho es inferior a 12 sobres en 8 horas de funcionamiento. Por lo tanto, en un ciclo de produccion de 24 horas, el desecho es inferior a 36 sobres.
En el proceso de acuerdo con la presente invencion, el desecho es preferiblemente inferior a 6 sobres en 8 horas y 18 sobres en 24 horas.
El solicitante ha encontrando inesperada y sorpresivamente que, operando con estas pelfculas, de acuerdo con la interpretacion no vinculante del solicitante de la presente invencion, no hay direcciones preferenciales en las que se pueda realizar el corte, y de esta manera no hay sustancialmente ningun desperdicio.
Los aplicadores no requieren ninguna modificacion para el uso de las pelfculas de acuerdo con la presente invencion con respecto a las pelfculas actualmente utilizadas en el mercado.
Como se menciono, esto conduce a notables ventajas desde un punto de vista industrial en relacion con la sostenibilidad, ya que la disposicion de desechos se reduce notablemente con respecto a las pelfculas de poliolefina descritas para esta aplicacion en la tecnica conocida.
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Un objeto adicional de la presente invencion tambien se refiere a sobres provistos con ventanas transparentes antirreflectantes, en los que dichas ventanas se producen con las pelfculas de acuerdo con la presente invencion.
Ejemplos
Resistencia al desgarro
La determinacion se realiza con un pendulo de Elmendorf de acuerdo con la norma ASTM D 1424.
Punto de fusion de los polimeros
El punto de fusion se determino usando DSC.
Contraccion termica de la pelicula
La contraccion termica de la pelfcula se determina de acuerdo con el estandar OPMA TC 4 calentando la muestra que tiene dimensiones de 20 cm x 1 cm a 130°C durante 5 minutos al aire.
La contraccion termica en MD o en TD se calcula con la siguiente formula:
(LI - L2) X 100 LI
en la que:
L1 es la longitud de la pelfcula antes del tratamiento termico;
L2 es la longitud de la pelfcula despues del tratamiento termico.
La contraccion termica tambien se puede indicar con el numero obtenido en la ecuacion anterior precedido por el signo negativo (-).
Extraibles en n-hexano
Determinados de acuerdo con la norma FDA 177-1520.
Indice de flujo en estado fundido
La determinacion se realiza de acuerdo con la norma ASTM D1238, a 230°C durante 10 minutos con una carga de 2,16 kg tanto en direccion MD como TD.
Ejemplo 1
Se preparo una pelfcula de 3 capas por extrusion, compuesta de la siguiente manera:
- capa interna correspondiente a la "capa brillante" en contacto con el contenido del sobre, con un espesor de 0.7 pm, que consiste en (% en peso):
- 95% de terpolfmero 03/02/04 LyondelBasell®: Adsy15C30F®, en el que la cantidad total de C2 y C4 es menor al 20% en peso;
- 5% de mezcla madre del agente deslizante CONSTAB® SAAB 6552.
- capa externa, correspondiente a la "capa mate", es decir, el lado visible de la ventana del sobre que tiene un espesor de 1,7 pm, que consiste en (% en peso):
- 98% de mezcla madre de agente de mate Ampacet® Matif 400219 (mate) formada por una mezcla de un copolfmero de propileno C3/C2/C4 como se describe para la capa interna con HDPE 40% en peso de la mezcla,
- 2% de mezcla madre de agente deslizante CONSTAB® AB6084, en el que el polfmero de la mezcla madre es un homopolfmero de propileno;
- capa central que tiene un espesor de 20,7 pm, que consiste en (% en peso):
- 88,45% de homopolfmero Pp LyondelBasell® HP520H,
- 1,55% de mezcla madre de agente antiestatico Ampacet® en el que el polfmero es un (co)polfmero de propileno,
- 10% de recuperacion de PP.
El espesor total de la pelfcula es 23,1 pm.
La capacidad horaria total de las tres extrusoras es de 1998 kg/h.
La velocidad de produccion de la pelfcula es de 250 m/min.
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La pelmula se obtuvo usando un proceso de formacion de pelmula biaxial simultaneo de boquilla plana, que consiste en las siguientes etapas:
- extrusion de una hoja de tres capas,
- enfriamiento y templado de la lamina,
- precalentamiento en una batena de IR,
- estiramiento en un horno de estiramiento simultaneo LISIM®,
- tratamiento en corona,
- enrollar la pelmula en el rollo madre, que luego se corta en los rollos finales que tienen las dimensiones requeridas por la aplicacion.
Los detalles de las etapas individuales se informan a continuacion.
Extrusion de una lamina de tres capas
La capa interna se produjo con una extrusora de un solo tornillo cuyas condiciones de funcionamiento son las siguientes:
capacidad: 61,4 kg/h,
temperatura de la zona de alimentacion del tornillo: 50°C, intervalo de temperatura: 235°C-250°C,
temperatura de la lmea de filtracion y transporte de la masa fundida a la boquilla: 255°C, velocidad de rotacion del tornillo: 9 rpm.
La capa externa se produjo con una extrusora de un solo tornillo cuyas condiciones de funcionamiento son las siguientes:
capacidad: 145,4 kg/h
zona de alimentacion del tornillo: 50°C,
intervalo de temperatura: 275°C-285°C,
temperatura de la lmea de filtracion y transporte de la masa fundida a la boquilla: 290°C, velocidad de rotacion del tornillo: 21 rpm.
La capa central se produjo con una extrusora de doble tornillo equipada con una bomba de engranajes para la masa fundida cuyas condiciones de funcionamiento son las siguientes:
capacidad total: 2.168 kg/h,
caudal de granulos entrantes (excluido el material reciclado): 1.791 kg/h, intervalo de temperatura de la extrusora: 240°C - 260°C, temperatura de la bomba de fusion: 255°C,
temperatura de la lmea de filtracion y transporte de la masa fundida: 250°C antes del filtro, 257°C en el filtro, 252°C - 237°C despues del filtro,
velocidad de rotacion de la extrusora de doble tornillo = 145 rpm, velocidad de rotacion de la bomba = 35 rpm.
Los tres flujos de polfmero independientes se superpusieron en una boquilla plana a T= 250°C, para obtener una pelmula coextrudida de tres capas.
Enfriamiento y templado
Despues de la extrusion a traves de la boquilla plana, la pelmula de tres capas se enfrio y se solidifico en un rodillo provisto de un espacio en el que el agua fluye a temperatura de 30°C, girando a la velocidad lineal de 40 m/min, y sumergida en un bano en el que el agua circula a temperatura de 30°C. La pelmula solidificada se conoce como pelmula "fundida".
Precalentamiento con IR
La pelmula fundida, a la velocidad de 40 m/min, se calento en una batena de paneles de IR cuyo intervalo de temperatura es de 220-350°C.
Formacion de pelicula en un horno de estiramiento simultaneo LISIM®.
La pelmula fundida precalentada con IR se estiro en un horno de estiramiento simultaneo LISIM®, con las siguientes condiciones de proceso:
relacion de estiramiento en MD: 6,20.
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relacion de estiramiento en TD: 6,86.
En estas condiciones, el valor (a) es igual a 10,6.
Perfil de temperatura en la zona de precalentamiento: 170°C-173°C-171°C.
Temperature en la zona de estiramiento biaxial: 158°C.
Perfil de temperatura en la zona de recocido: 160°C-166°C-164°C.
Tratamiento en corona y enrollamiento de la pelicula en el rollo madre
A la salida del horno, la pelfcula se sometio a un tratamiento en corona en el lado mate, para obtener un valor de energfa superficial de 54 dinas/cm.
Luego se enrollo en el rollo madre.
La pelfcula obtenida es una pelfcula isotropica como se muestra por la resistencia al corte (resistencia al desgarro) que tiene sustancialmente el mismo valor tanto en la direccion MD como en la direccion TD.
La resistencia al desgarro en MD es de 5 cN, en TD es de 4,4 cN y su relacion es de 1,14.
Ejemplo 2
Se preparo una pelfcula de 3 capas por extrusion, compuesta de la siguiente manera:
Las capas interna y externa tienen la misma composicion que los valores correspondientes de la pelfcula en el Ejemplo 1.
La capa central tiene la misma composicion de pelfcula que la pelfcula en el Ejemplo 1, pero el espesor es de 23,36 pm.
El espesor total de la pelfcula es de 25,76 pm.
La capacidad horaria total de las tres extrusoras es de 2.211 kg/h.
La velocidad de produccion de la pelfcula es de 250 m/min.
La pelfcula se obtuvo usando un proceso de estiramiento de pelfcula biaxial simultaneo con una boquilla plana, que consiste en las siguientes etapas:
- extrusion de una lamina de tres capas,
- enfriamiento y templado de la lamina,
- precalentamiento en una batena IR,
- estiramiento en un horno de estiramiento simultaneo LISIM®,
- tratamiento en corona,
- enrollar la pelfcula en el rollo madre, que luego se corta en los rollos finales que tienen las dimensiones requeridas por la aplicacion.
Los detalles de las etapas individuales se informan a continuacion.
Extrusion de una lamina de tres capas
La capa interna se produjo con una extrusora de un solo tornillo cuyas condiciones de funcionamiento son las siguientes:
capacidad: 61,4 kg/h,
temperatura de la zona de alimentacion del tornillo: 50°C, intervalo de temperatura: 235°C-250°C,
temperatura de la lmea de filtracion y transporte de la masa fundida a la boquilla: 255°C, velocidad de rotacion del tornillo: 9 rpm.
La capa externa se produjo con una extrusora de un solo tornillo cuyas condiciones de funcionamiento son las siguientes:
capacidad: 145,4 kg/h
zona de alimentacion del tornillo: 50°C,
intervalo de temperatura: 275°C-285°C,
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temperatura de la lmea de filtracion y transporte de la masa fundida a la matriz: 290°C, velocidad de rotacion del tornillo: 22 rpm.
La capa central se produjo con una extrusora de doble tornillo equipada con una bomba de engranajes para la masa fundida cuyas condiciones de funcionamiento son:
capacidad total: 2.211 kg/h,
caudal de granulos entrantes: 2.004 kg/h,
intervalo de temperatura de la extrusora: 240°C-260°C,
temperatura de la bomba de fusion: 255°C,
temperatura de la lmea de filtracion y transporte de la masa fundida: 250°C antes del filtro, 257°C en el filtro, 252°C - 237°C despues del filtro,
velocidad de rotacion del doble tornillo: 163 rpm, velocidad de rotacion de la bomba: 39 rpm.
Los tres flujos de polfmero independientes se superpusieron en una boquilla plana a T = 250°C, para obtener una pelmula coextrudida de tres capas.
Enfriamiento y templado
Despues de la extrusion a traves de la boquilla plana, la pelmula de tres capas se enfrio y se solidifico en un rodillo provisto de un espacio en el que el agua fluye a temperatura de 30°C, girando a velocidad lineal de 40 m/min, y sumergida en un bano en el que el agua circula a temperatura de 30°C.
Precalentamiento con IR
La pelmula a velocidad de 40 m/min se calento en una batena de paneles de IR cuyo intervalo de temperatura es de 240-370°C.
Formacion de pelicula en un horno de estiramiento simultaneo LISIM®
La pelmula fundida precalentada con IR se recubrio en un horno de estiramiento simultaneo LISIM®, con las siguientes condiciones de proceso:
relacion de estiramiento en MD: 6,20. relacion de estiramiento en TD: 6,86.
Bajo estas condiciones, el valor (a) es 10,6.
Perfil de temperatura en la zona de precalentamiento: 173°C-176°C-174°C.
Temperatura en la zona de estiramiento biaxial: 159°C.
Perfil de temperatura de la zona de recocido: 161°C-167°C-165°C.
Tratamiento en corona y bobinado en el rollo madre
En la salida del horno, la pelmula se sometio a un tratamiento en corona en la capa externa, para obtener un valor de energfa superficial de 54 dinas/cm.
La pelmula se enrollo luego en el rollo madre.
La pelmula es isotropica tal como se muestra por la resistencia al corte que tiene sustancialmente el mismo valor tanto en la direccion MD como en la direccion TD.
La resistencia al desgarro en MD es 5,7 cN, en TD es 5,3 cN y su relacion es 1,08.
EJEMPLO 3 COMPARATIVO
Se repitio el Ejemplo 1 pero la pelmula tiene un espesor de 35 micrometros y se preparo usando una maquina de estiramiento secuencial con una relacion de estiramiento en MD de 5,0 y en tD de 7,5.
En estas condiciones, el valor (a) es del 40%.
La pelmula obtenida no es una pelmula isotropica como se muestra por la resistencia al corte que tiene un valor inferior en la direccion MD que en la direccion TD.
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La resistencia al desgarro en MD es 10 cN, en TD es 6,6 cN y su relacion es 1,52 lo que indica que la peKcula no es isotropa en relacion con la resistencia al desgarro.
EJEMPLO 4 DE APLICACION
Los rollos utilizados tienen un ancho de 120 mm y se cortaron durante la aplicacion a una longitud de 120 mm.
La pelfcula del Ejemplo 1 se uso en una maquina Winker-Dunnebier AG 102 RE que produce ventanas para sobres en los que la parte visible de la ventana tiene unas dimensiones de 100 x 45 mm y la ventana tiene unas dimensiones totales de 120 x 65 mm, siendo fijado el lado mate a los sobres usando pegamento Eukalin 6415 EF vendido por Henkel. La maquina produce 1.300 sobres/minuto. En 24 horas se rechazaron dos sobres.
EJEMPLO 5 DE APLICACION
Ejemplo 4 de aplicacion se repitio, pero usando la pelfcula del Ejemplo 2. Los resultados son sustancialmente iguales a aquellos obtenidos en el Ejemplo 4 de aplicacion.
EJEMPLO 5 COMPARATIVO DE APLICACION
Ejemplo 4 de aplicacion se repitio, pero usando la pelfcula del Ejemplo 3 comparativo. Los resultados mostraron un nivel claramente mayor de desperdicio, equivalente a 135 sobres en 24 horas.

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. PeKculas de poliolefina multicapa para ventanas de sobres, que comprenden al menos tres capas en las que la capa central comprende un homopoKmero de propileno; la capa de pelfcula en la parte exterior del sobre se basa en copoKmeros de propileno en mezcla con HDPE, siendo el contenido de HDPE entre 40 y 50% en peso de la mezcla; la capa interna en contacto con el contenido del sobre esta basada en copolfmeros de propileno,
    estando la pelfcula isotropica en relacion con la resistencia al corte.
  2. 2. La pelfcula de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que la capa central es un homopolfmero de propileno que contiene una concentracion de extrafbles en n-hexano (50°C durante dos horas) inferior al 10%.
  3. 3. La pelfcula de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en la que los copolfmeros de la capa externa estan basados en polipropileno con al menos otro comonomero que contiene al menos una insaturacion etilenica, siendo seleccionado dicho comonomero entre etileno y alfa-olefinas lineales, o cuando sea posible ramificadas, que tienen 2 atomos de carbono o un numero variable de 4 a 12, estando la cantidad total de comonomeros comprendida entre 0,5 y 25% en peso del total de monomeros, comprendiendo la capa externa HDPE como agente mate en una cantidad de 40- 50% en peso
  4. 4. La pelfcula de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que el comonomero es etileno.
  5. 5. La pelfcula de acuerdo con la reivindicacion 3 o 4, en la que el etileno (% en peso) es inferior al 10% y el monomero de alfa-olefina esta comprendido entre el 0 y el 10%.
  6. 6. La pelfcula de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en la que los monomeros de los copolfmeros basados en propileno de la capa interna se eligen entre etileno y alfa-olefinas, lineales o, cuando sea posible, ramificadas, que tienen un numero variable de atomos de carbono en una cadena de 4 a 12, siendo la cantidad de comonomeros de etileno y alfa-olefina inferior al 20% en peso del polfmero total.
  7. 7. La pelfcula de acuerdo con la reivindicacion 6, en la que se usa un terpolfmero de propileno/etileno/buteno en el que la cantidad de etileno y buteno es <10%.
  8. 8. La pelfcula de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en la que la capa interna y externa contienen componentes opcionales elegidos entre agentes deslizantes, agentes antibloqueantes y el nucleo contiene opcionalmente agentes antiestaticos y/o copolfmeros de poliolefina.
  9. 9. La pelfcula de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en la que los copolfmeros de olefina basados en propileno de acuerdo con la reivindicacion 3 o copolfmeros de etileno con una o mas alfa-olefinas lineales o ramificadas con 3 a 20 atomos de carbono se agregan en el nucleo, opcionalmente en presencia de otros comonomeros que contienen mas de un doble enlace ademas del enlace alfa-olefina, conjugado o no, con 4 a 20 atomos de carbono o dclico, en el que el anillo tiene 5 o 6 atomos de carbono, estando la cantidad total de comonomeros (% en moles) comprendida entre 5 y 50%, estando el peso molecular promedio en numero preferiblemente comprendido entre 300 y 25.000.
  10. 10. La pelfcula de acuerdo con la reivindicacion 9, en la que la cantidad de copolfmeros en el nucleo (% en peso) vana entre 0 y 20%, con respecto a la cantidad de homopokmeros de propileno de la pelfcula o del nucleo.
  11. 11. La pelfcula de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en la que las pelfculas estan biorientadas.
  12. 12. La pelfcula multicapa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en la que el espesor de la pelfcula multicapa esta comprendido entre 15 y 40 pm, la capa central tiene un espesor de 12-38 pm, la capa interna y la capa externa tiene un espesor en el intervalo de 0,3-4 pm, igual o diferente una de la otra.
  13. 13. El proceso para obtener la pelfcula de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, que comprende las siguientes etapas:
    - coextrusion de una lamina multicapa de la pelfcula de acuerdo con la invencion, con un espesor comprendido preferiblemente entre aproximadamente 0,5 mm y aproximadamente 4 mm;
    - enfriar la lamina sobre la superficie de un rodillo de enfriamiento enfriado y sumergirla en un bano de agua preferiblemente a una temperatura comprendida entre 5 y 35°C.
    - calentar la lamina preferiblemente usando unidades de radiacion infrarroja en las que la superficie de los paneles IR tiene una temperatura comprendida entre aproximadamente 100°C y aproximadamente 500°C;
    - estiramiento y orientacion de la lamina, obteniendo la pelfcula multicapa con un proceso de orientacion simultanea agarrando los bordes de la lamina, que tienen un espesor mayor que la lamina, con una serie de
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    pinzas/mordazas guiadas independientemente por motores de induccion sincronicos lineales, en los que el montaje de pinzas/mordazas se desliza sobre pistas de estiramiento divergentes;
    los motores de induccion sincronicos lineales se alimentan con corrientes alternas cuyas fases y frecuencias estan moduladas de modo que las pinzas/mordazas siguen una velocidad lineal programada previamente para obtener las relaciones de estiramiento requeridas en MD;
    en el que las relaciones de estiramiento en MD son una funcion del perfil de velocidad lineal longitudinal y las relaciones de estiramiento en TD estan reguladas por la distancia (divergencia) entre los carriles de estiramiento;
    en el que el marco de estiramiento utilizado para las etapas de estiramiento de la pelfcula comprende una o mas secciones que estan situadas dentro de un horno que tiene una temperatura comprendida entre aproximadamente 150°C y 190°C; manteniendo las relaciones de estiramiento longitudinal en MD comprendidas entre 5,9 y 8 y las relaciones de estiramiento transversal en TD entre 5,5 y 8, funcionando de modo que se cumple la desigualdad (a),
    |(relacion(MD) - relacion(TD) | / (A (relacion(MD), relacion(TD)) <13%
    en la que:
    se satisface la relacion (MD) es la relacion de estiramiento en MD y la relacion (TD) es la relacion de estiramiento en TD,
    - ajuste final de calor en TD realizado utilizando la convergencia de las pistas de estiramiento en una o mas secciones del marco de estiramiento a temperaturas de aproximadamente 130°C-140°C y ajuste de calor en MD obtenido al reducir la velocidad lineal de las pinzas.
  14. 14. Uso de la pelfcula de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 para obtener ventanas transparentes antirreflectantes para sobres, productos postales, etc., con un porcentaje de desechos de aplicacion inferiores al 0,002%, usando aplicadores que tienen una velocidad de aplicacion comprendida entre 1.000 y 1.300 sobres/minuto.
  15. 15. Sobres provistos de ventanas transparentes antirreflectantes, en los que dichas ventanas estan formadas por una pelfcula de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-12.
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