COMPOSICION.
Una composición de polietileno que comprende al menos una primera composición y una segunda composición en cantidades de
al menos 70% en peso de la primera composición,
que comprende al menos
(A) hasta 60% en peso de un homopolímero o copolímero de polietileno de bajo peso molecular (LMW), obtenido mediante catálisis de Ziegler-Natta con una densidad de al menos 940 kg/m3; y
(B) hasta 60% en peso de un homopolímero o copolímero de polietileno de alto peso molecular (HMW), obtenido mediante catálisis de Ziegler-Natta con una densidad menor que el componente (A); y
hasta 30% en peso de la segunda composición que comprende:
(C) un homopolímero o copolímero de polietileno, obtenido mediante catálisis en un solo sitio (SSC) y con una densidad de hasta 980 kg/m3;
en donde dicha composición de polietileno tiene una resistencia al impacto charpy a -20ºC, de acuerdo con ISO 179-3 sobre placas moldeadas por compresión de al menos 2,5 kJ/m2 y una densidad de al menos 925 kg/m3
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2005/011323.
Solicitante: BOREALIS TECHNOLOGY OY.
Nacionalidad solicitante: Finlandia.
Dirección: P.O. BOX 330,06101 PORVOO.
Inventor/es: SKAR, MERETE, FOLLESTAD, ARILD, HELLAND, IRENE, NILSEN, JORUNN, PALMLOF, MAGNUS, EGGEN, SVEIN, NORD-VARHAUG,KATRIN, JOHANSEN,ARNO.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 9 de Diciembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08J5/18 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08J PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS; TRATAMIENTO POSTERIOR NO CUBIERTO POR LAS SUBCLASES C08B, C08C, C08F, C08G o C08H (trabajo, p. ej. conformado, de plásticos B29). › C08J 5/00 Fabricación de artículos o modelado de materiales que contienen sustancias macromoleculares (fabricación de membranas semipermeables B01D 67/00 - B01D 71/00). › Fabricación de películas u hojas.
- C08L23/06 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › C08L 23/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono; Composiciones de derivados de tales polímeros. › Polietileno.
- C08L23/08A1
Clasificación PCT:
- C08F2/00 C08 […] › C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › Procesos de polimerización.
- C08F297/08 C08F […] › C08F 297/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por sucesiva polimerización de diferentes sistemas monoméricos utilizando un catalizador de tipo iónico o de coordinación sin desactivar el polímero intermedio. › polimerizando monoolefinas.
- C08J5/18 C08J 5/00 […] › Fabricación de películas u hojas.
- C08L23/06 C08L 23/00 […] › Polietileno.
Fragmento de la descripción:
Composición.
Esta invención se refiere a una composición de polietileno, preferiblemente a una composición de polietileno de alta densidad, y a artículos, tales como artículos moldeados y películas hechas a partir de la misma, que exhiben propiedades mecánicas deseables, tales como una alta resistencia al impacto charpy o una resistencia a la tracción a la rotura, así como una capacidad de tratamiento deseada. En una de sus realizaciones preferidas, la invención concierne a una composición que comprende un componente de polietileno unimodal, de sitio único, mezclado con un componente de polietileno multimodal de Ziegler-Natta.
El polietileno se utiliza ampliamente en la fabricación de artículos moldeados, tales como artículos moldeados por inyección (por ejemplo recipientes y botellas) y en diferentes aplicaciones de películas, por ejemplo revestimiento por extrusión y soplado de películas, debido a sus favorables propiedades físicas y químicas.
Con el fin de que sea adecuado para aplicaciones en todos estos sectores, el polietileno necesita poseer determinadas propiedades mecánicas y de tratamiento. Por lo tanto, resultará obvio que en muchas aplicaciones de moldeo se necesita una buena resistencia mecánica (por ejemplo, una buena resistencia al impacto), y el polietileno necesita ser adecuado para uso con el material que se pretende lleve el artículo. Para las películas, es importante que no se produzca la migración de polímero en un producto que está siendo envasado, y es vital que la película sea fuerte. En muchas aplicaciones se requiere una buena capacidad de tratamiento para cumplir con las altas tasas de producción que se necesitan para aplicaciones industriales.
El químico de polímeros está esforzándose constantemente por mejorar las propiedades de los polímeros que fabrica. Por lo tanto, existe la necesidad de que los polímeros sean fácilmente tratables, por ejemplo extrudibles, con el fin de que se puedan manipular fácilmente. Los polímeros necesitan tener buenas propiedades mecánicas, por ejemplo una alta rigidez, resistencia al impacto, y también deberían poseer una baja permeabilidad a los gases y el agua, etc. El aspecto es también crítico, dado que el consumidor final es muy sensible a la estética. Desgraciadamente, se sabe que las mejoras en determinadas propiedades tienden a afectar de manera adversa a otras propiedades. Así, el químico busca un equilibrio ideal de las propiedades para maximizar el comportamiento del polímero.
Los autores de esta invención manifiestan que pretenden mejorar las propiedades mecánicas del polietileno para proporcionar polímeros con, entre otros, una excelente resistencia al impacto sin afectar a la capacidad de tratamiento. Los autores de esta invención han encontrado una composición con una distribución específica y multimodal del peso molecular que posee excelentes propiedades mecánicas, ejemplificadas por su alta resistencia al impacto charpy a baja temperatura. La composición reivindicada permite también la formación de artículos, en particular artículos moldeados y películas, que poseen una excelente resistencia al craqueo por estrés ambiental. Todo esto se puede conseguir a una baja viscosidad cuando se utilizan elevadas tasas de cizalla, lo que significa que se mantiene la capacidad de tratamiento.
Además, se ha encontrado que las composiciones de la invención son particularmente útiles en aplicaciones de películas. Las películas se utilizan ampliamente en el envasado de alimentos, por ejemplo en el envasado de cereales. Películas de este tipo requieren propiedades de barrera, es decir deben ser impenetrables a la humedad, para evitar la degradación del producto envasado. Normalmente, esto se consigue estratificando una capa de película sobre una capa de barrera, tal como una capa de aluminio o una capa de poli(tereftalato de polietileno), utilizando técnicas conocidas.
Un requisito esencial para una película utilizada en el envasado es que ésta debe ser fuerte. Por lo tanto, la película necesita mantener su integridad una vez que se abre el envase. Un problema admitido con las películas de polietileno de alta densidad (HDPE - siglas en inglés) es la tendencia a que la película se desgarre. Por ejemplo, cuando se abre un paquete de cereales o similares, a menudo se introduce accidentalmente un rasgado en la película del envase. El rasgado tiene la tendencia a propagarse por toda la película, provocando que se desparrame el contenido.
El documento WO 96/18678 identifica este problema y señala que el problema ha sido resuelto, con un éxito limitado, al combinar HDPE con pequeñas cantidades de LLDPE. La teoría aquí es que la ramificación de larga cadena en el LLDPE podría ayudar a prevenir que se propagase el rasgado. Una consecuencia de la adición del LLDPE es, sin embargo, un gran aumento en el alargamiento a la rotura, haciendo así a polímeros de este tipo inadecuados para uso en bolsas de compra, por ejemplo cuando el alargamiento es inaceptable.
El documento WO 96/18678 propone una solución alternativa al problema de la propagación del rasgado a través de la combinación del HDPE con un componente de caucho.
Las combinaciones de HDPE y LLDPE también se comentan en el documento AU199863688, en el que se describen composiciones de resina sellante que proporcionan una excelente resistencia al impacto y transparencia. Los autores de la invención identifican que la combinación da lugar a una película que tenga una excelente resistencia al impacto a baja temperatura y, así, la película es ideal para aplicaciones en las que se deba congelar el producto envasado.
La combinación de mLLDPE y HDPE ha sido estudiada adicionalmente por Cowell et al en Plastic film & Sheeting, vol. 18, Abril de 2002. Aquí, los científicos comparan las propiedades de barrera y las propiedades ópticas de diversas combinaciones de LLDPE y HDPE para establecer una relación de mezcladura óptima.
Los autores de la presente invención tienen como objetivo resolver un problema diferente. Cuando se abren productos envasados con películas de HDPE, existe una tendencia a que la película se rompa dando un estallido. Con el fin de abrir el paquete, se ha de aplicar fuerza suficiente en dirección transversal para romper el sellado. Una vez que se aplicado fuerza suficiente, el sellado se rompe y el paquete se abre, pero, inevitablemente, se sigue aplicando fuerza y luego se traduce en una fuerza en la dirección de la máquina. Así, si la bolsa no tiene suficiente resistencia en la dirección transversal, puede partirse. Además de ello, el envase requiere una resistencia al desgarre en la dirección de la máquina para resistir el rasgado después de que se rompa el sellado. Para evitar este problema, el químico de polímeros especialista necesita asegurarse que la película posea una excelente resistencia a la tracción a la rotura en la dirección transversal, así como una resistencia al rasgado en la dirección de la máquina. Esto permite que la película sea muy fuerte en la dirección en la que se aplique fuerza, cuando el sellado se rompe.
Los autores de la invención han encontrado, sorprendentemente, que películas, en particular películas hechas utilizando condiciones particulares de soplado y utilizando la composición de polietileno de la invención exhiben una notoria resistencia a la tracción a la rotura cuando se compara con HDPE solo.
Así, visto desde un aspecto, la invención proporciona una composición de polietileno que comprende al menos una primera composición y una segunda composición en cantidades de
al menos 70% en peso de la primera composición que comprende al menos:
hasta 30% en peso de la segunda composición que comprende:
en donde dicha composición de polietileno tiene una resistencia...
Reivindicaciones:
1. Una composición de polietileno que comprende al menos una primera composición y una segunda composición en cantidades de
al menos 70% en peso de la primera composición, que comprende al menos
hasta 30% en peso de la segunda composición que comprende:
en donde dicha composición de polietileno tiene una resistencia al impacto charpy a -20ºC, de acuerdo con ISO 179-3 sobre placas moldeadas por compresión de al menos 2,5 kJ/m2 y una densidad de al menos 925 kg/m3.
2. Una composición según la reivindicación 1, en donde la densidad de componente (C) es menor que 960 kg/m3, preferiblemente menor que 945 kg/m3.
3. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el componente (C) es un copolímero con uno o más de buteno, hexeno y octeno.
4. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el polímero de etileno de bajo peso molecular, componente (A), es un componente homopolímero y tiene una densidad de al menos 965 kg/m3.
5. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el etileno de bajo peso molecular, componente (A), es un homopolímero y tiene un Pmp/Pmn de 3,5 a 20.
6. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el etileno de alto peso molecular, componente (B), es un copolímero de etileno y tiene una densidad de menos de 960 kg/m3.
7. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el copolímero de etileno de alto peso molecular, componente (B), tiene un Pmp/Pmn de 3,5 a 20.
8. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el copolímero de etileno de alto peso molecular, componente (B), comprende buteno.
9. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el copolímero de etileno de alto peso molecular, componente (B), forma el 35 a 65% en peso de la mezcla de componente (A) y componente (B).
10. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la densidad de dicha composición es de al menos 940 kg/m3.
11. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el componente (C) forma entre 3 y 15% en peso de la composición.
12. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el componente (A) de bajo peso molecular tiene una MFR2 de 10 a 2000.
13. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el Pm del componente (C) es menor que 150.000.
14. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que satisface la ecuación:
en donde B = -0,26 y A es 6.
15. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, para la cual la relación:
está entre 4,7 y 9.
16. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que satisface la ecuación:
en donde K es -0,03.
17. Uso de una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el moldeo o la fabricación de películas.
18. Artículos moldeados o películas, que comprenden la composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
19. Un procedimiento para la preparación de un artículo moldeado, que comprende:
con lo que se forma una composición que tiene una resistencia al impacto charpy a -20ºC, de acuerdo con ISO 179-1, en placas moldeadas por compresión de al menos 2,5 kJ/m2 y una densidad de al menos 925 kg/m3; y
20. Un procedimiento para la preparación de una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende:
21. Un procedimiento según la reivindicación 20, que comprende las etapas (I) a (III) de la reivindicación 19.
22. Un procedimiento para la fabricación de una película polímera, que comprende:
obtener una composición polímera según la reivindicación 1, en donde el componente (C) comprende 3 a 30% en peso de dicha composición y es un mLLDPE unimodal;
extrudir y después soplar dicha composición a una relación de soplado de 2:1 a 4:1,
con el fin de obtener una película con una resistencia a la tracción a la rotura en la dirección transversal de al menos 550%.
23. Un procedimiento según la reivindicación 22, en el que la composición polímera comprende 15 a 25% en peso de mLLDPE.
24. Un procedimiento según la reivindicación 22 ó 23, que tiene una resistencia a la tracción a la rotura en la dirección transversal de al menos 600% (para una película de 30 micras).
25. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24, que está exento de una capa de barrera.
26. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 25, en el que la película se sopla con un cuello menor que 2 veces el diámetro de la boquilla de extrusión.
27. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 26, en el que la película se sopla sin un cuello.
28. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 27, en el que la WVTR puede ser menor que 6 g/m2 cada 24 horas (para una película de 30 micras).
29. Una película, obtenida mediante un procedimiento según se describe en una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 28.
30. Uso de la película de la reivindicación 29, para el envasado de alimentos.
31. Una película según la reivindicación 18, que comprende 3 a 30% en peso de un mLLDPE unimodal como componente (C), y comprende 15 a 25% en peso de mLLDPE, y dicha película tiene una resistencia a la tracción a la rotura en la dirección transversal de al menos 550% (por ejemplo, para una película de 30 micras).
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