Película rígida con una elevada resistencia a la perforación para embalajes y aplicaciones técnicas y procedimiento para su fabricación.

Película con un módulo de elasticidad secante a un alargamiento de 5%, medido según la norma ISO 527

, de 150-600 N/mm2, una resistencia a la rotura según la norma ISO 527 de 30-70 N/mm2 y un alargamiento a la rotura según la norma ISO 527 de 400-1200%, que comprende al menos una capa con un contenido en polipropileno de al menos 45% en peso, y en ésta o en otra capa, un contenido en polietileno, que se puede obtener mediante la producción de una banda de película de partida, calentamiento de la banda de película de partida hasta el estado líquido fundido del polietileno, pero por debajo del estado líquido fundido del polipropileno, y conducción de la banda de película de partida calentada a través de una rendija refrigerada de los rodillos

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/000395.

Solicitante: RKW SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: NACHTWEIDEWEG 1-7 67227 FRANKENTHAL ALEMANIA.

Inventor/es: GREFENSTEIN, ACHIM, MAIER, LEONHARD, BRANDMAIER,FLORIAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación de superficies, p. ej. grabado o estampado... > B29C59/04 (utilizando rodillos o correas sin fin)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > B29C59/00 (Conformación de superficies, p. ej. grabado o estampado en relieve; Aparatos a este efecto)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación por estirado, p. ej. estirado a través... > B29C55/02 (de placas o de hojas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación por estirado, p. ej. estirado a través... > B29C55/18 (por apretado entre dos superficies, p. ej. rodillos)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > B29C55/00 (Conformación por estirado, p. ej. estirado a través de una matriz; Aparatos a este efecto (B29C 61/08 tiene prioridad))

PDF original: ES-2494641_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Película rígida con una elevada resistencia a la perforación para embalajes y aplicaciones técnicas y procedimiento para su fabricación

La presente invención se refiere a películas con una elevada rigidez y una elevada resistencia a la perforación, las cuales se adecúan, en particular, para embalajes y otras aplicaciones técnicas. Además, la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de películas de este tipo.

Una reducción siempre continua del grosor de la película viene limitada, en el caso de muchas aplicaciones para embalajes y también en la aplicación como película protectora de la superficie, por la deficiente tenacidad y, en particular, la deficiente resistencia a la perforación de películas más delgadas. Si se utilizan materiales más tenaces, entonces éstos son a menudo más caros y, por lo general, conducen también a una rigidez claramente reducida, la cual influye negativamente sobre el comportamiento en muchas máquinas de embalaje y requiere velocidades lineales menores.

A partir del documento EP 1 716 83 B1 se conocen películas que, mediante un tratamiento térmico realizado después de la extrusión mediante estampación en caliente y recristalización de la mezcla polimérica, experimentan una clara mejora de las propiedades mecánicas. Estas películas se componen de mezclas a base de polietileno (PE) y polipropileno (PP), formando el polietileno siempre el componente en exceso (máx. 7 partes de PP referidas a 1 partes de PE, es decir, máximo 42% en peso de la porción de polipropileno) y, por consiguiente, la matriz. Estas películas, en virtud de su elevada suavidad, se emplean para aplicaciones de higiene. En virtud de su rigidez relativamente escasa (también en comparación con los valores de medición antes del tratamiento térmico) no entra en consideración su empleo como película de embalaje y tampoco se menciona el mismo.

Planchas y películas tratadas con calor para fines de embalaje se describen en el documento EP 616 88 B1. Sin embargo, sólo se pretende una mejora de las propiedades ópticas tales como la transparencia. Tampoco se mencionan en los ejemplos mezclas a base de los diferentes polímeros. Se trata de planchas y de películas de polipropileno puro.

El documento GB 18736 se refiere a la fabricación de cinta de embalaje a partir de mezclas de materiales sintéticos, p. ej. a partir de PP y PE. Todos los productos allí mencionados se fabrican mediante estirado, p. ej. en el caso de una relación de estirado de 1:5 a 1:8 a temperaturas de 95-15°C, es decir por debajo de la temperatura de fusión del polietileno. El resultado son cintas de embalaje muy rígidas con un alargamiento a la rotura extremadamente pequeño (de 19-25% en los Ejemplos) que no son equiparables en la fabricación ni en sus propiedades con los productos de acuerdo con la invención.

El documento GB 127623 describe una película biaxialmente estirada a base de mezclas de PE y PP. También estas películas son muy rígidas y poco dilatables (máx. 8% de alargamiento a la rotura).

El documento EP 452 813 A2 se refiere a la producción de piezas moldeadas mediante conformación en frío de mezclas a base de PP y PE a temperaturas entre los puntos de fusión de los dos componentes. El objetivo en este caso es obtener componentes indeformables por calor. No se menciona una posible mejora de las propiedades mecánicas ni tampoco la aplicación del proceso a películas.

El documento US 5 24 799 describe un procedimiento especial para la fabricación de películas estiradas y estampadas al mismo tiempo a partir de poliolefinas. El proceso de estiramiento y de estampación simultáneo tiene lugar según el estado general conocido de la técnica en aquel momento, a temperaturas por debajo del punto de fusión, en el caso de poliolefinas, a 2°F (93°C). El documento no proporciona dato alguno sobre la influencia de la temperatura sobre las propiedades del producto ni relaciones de mezcla preferidas.

El documento WO /589 describe una película colada de poliolefina de tres capas o una película de poliolefina orientada que está prevista, después de una etapa de estampación, para la posterior metalización. En este caso, sobre una capa de núcleo de polipropileno indeformable por calor se emplea al menos una capa externa más fácilmente estampable a base de una poliolefina con un punto de fusión bajo. No se describen ni mezclas de diferentes poliolefinas ni la influencia de la temperatura de estampación.

El objetivo de la invención es habilitar películas con una resistencia a la perforación y una resistencia al desgarre

progresivo significativamente incrementadas con una rigidez y resistencia mecánica simultánea apenas modificadas en comparación con las películas de embalaje habituales hoy en día. En este caso la película no se estira, de acuerdo con la invención, ni de manera uniaxial ni biaxial. Por ello se ha de entender que la banda de película no es estirada en más del 1% en una de las dos direcciones bajo la influencia de la temperatura.

Sorprendentemente, se encontró entonces que películas con PP como componente de la matriz (proporción total en al menos una capa de al menos 45%), mezclado con polietileno, disponen, después de un tratamiento térmico a temperaturas entre los puntos de fusión de los componentes utilizados, de resistencias a la perforación y de resistencia al desgarre progresivo extraordinarias, con una rigidez simultáneamente incrementada frente a películas de embalaje a base de polietileno y las películas de higiene conocidas a partir del documento EP 1 716 83 B1.

En comparación con películas de embalaje típicas a base de mezclas de polietileno de baja densidad (LDPE - siglas en inglés) y polietileno lineal de baja densidad (LLDPE- siglas en inglés) se encontró, en el caso de una rigidez incrementada o casi igual, una tenacidad incrementada en hasta más del triple. Esto se consiguió mediante la porción de polipropileno de al menos 45% en al menos una capa. Preferiblemente, la porción de PP asciende al menos al 5%, en particular al menos al 6%. En el caso de utilizar copolímeros o mezclas heterofásicas a base de PP y PE, su proporción en comonómeros de PE se suma, de acuerdo con la invención, a la fase de PE. Por consiguiente, copolímeros de propileno-etileno, en particular copolímeros aleatorios, pueden ser el único material de las películas de acuerdo con la invención.

En el caso de películas monocapa, se prefieren mezclas de 45 a 95% de PP con 55 a 5% de PE, en particular mezclas de 55 a 8% de PP con 2 a 45% de PE.

Es ventajosa una estructura multicapas. En este caso, puede estar prevista una capa a base de PP y una segunda capa a base de PE. Asimismo, en una o en varias o en todas las capas puede estar presente una mezcla de PP y PE. Es importante que, de acuerdo con la invención, esté presente al menos una capa con al menos 45% de PP, y que en ésta o en al menos una capa adicional, esté presente PE. Por lo tanto, de acuerdo con la Invención, se pueden utilizar películas multicapa con una primera capa con 45 a 1% de PP y una o varias otras capas con hasta 1% de PE. Preferiblemente, en las tres capas está presente una mezcla de PP y PE. Una estructura a base de homopolímero de 1% de PP co-extrudldo con capas de cubrición a base de PE puro ofrece, después de una estampación en caliente a las temperaturas de acuerdo con la invención, sólo una ligera mejora de las propiedades mecánicas.

Se prefiere una estructura de al menos tres capas, presentándose el PP en una capa central o en la capa de núcleo, y las capas de cubrición a base de PE tienen una escasa proporción de PP de < 3% hasta capas de cubrición exentas de PP. La capa de núcleo puede estar hecha por completo de PP, o a base de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Película con un módulo de elasticidad secante a un alargamiento de 5%, medido según la norma ISO 527, de 15-6 N/mm2, una resistencia a la rotura según la norma ISO 527 de 3-7 N/mm2 y un alargamiento a la rotura según la norma ISO 527 de 4-12%, que comprende al menos una capa con un contenido en polipropileno de al menos 45% en peso, y en ésta o en otra capa, un contenido en polietileno, que se puede obtener mediante la producción de una banda de película de partida, calentamiento de la banda de película de partida hasta el estado líquido fundido del polietileno, pero por debajo del estado líquido fundido del polipropileno, y conducción de la banda de película de partida calentada a través de una rendija refrigerada de los rodillos.

2. Película según la reivindicación 1, caracterizada por que la película es monocapa.

3. Película según la reivindicación 2, caracterizada por que la una capa contiene como máximo 55% en peso, preferiblemente como máximo 4% en peso, en particular como máximo 2% en peso de polietileno.

4. Película según una de las reivindicaciones 2 a 3, caracterizada por que el componente polipropileno de la una capa se compone predominantemente de un copolímero aleatorio de propileno con un punto de fusión por debajo de 15 °C.

5. Película según la reivindicación 1, caracterizada por que la película es multicapa, preferiblemente es de tres capas, y en todas las capas está presente una mezcla de polipropileno y polietileno.

6. Película según la reivindicación 5, caracterizada por que la película comprende una capa de núcleo con un contenido en polipropileno de al menos 45% en peso y una o dos capas de cubrición con un contenido en polietileno de al menos 55, preferiblemente de al menos 7% en peso.

7. Película según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el polipropileno se elige de homopolímeros, copolímeros aleatorios, copolímeros de bloques, copolímeros de bloques heterofásicos o mezclas de dos o más de los mismos.

8. Película según la reivindicación 7, caracterizada por que el polipropileno es un copolímero con etileno, preferiblemente un copolímero aleatorio con etileno y, en particular, un copolímero aleatorio con menos de 3% en peso de etileno como comonómero y un punto de fusión por debajo de 15 °C.

9. Película según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el polietileno se elige de polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad con buteno, hexeno u octeno como comonómero, y mezclas de dos o más de los mismos o mezclas de los mismos con etileno y acetato de vinilo.

1. Película según la reivindicación 9, caracterizada por que el polietileno es una mezcla de polietileno de baja densidad con polietileno lineal de baja densidad con buteno, hexeno u octeno como comonómero.

11. Película según una de las reivindicaciones 4 a 1, caracterizada porque la proporción total de polipropileno en la película es de al menos 45% en peso.

12. Película según al menos una de las reivindicaciones 4 a 11, caracterizada por que las capas de cubrición son más delgadas que la capa de núcleo.

13. Película según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la banda de película de partida presenta un grosor en el intervalo de 5 a 8 pm, preferiblemente de 2 a 6 pm.

14. Procedimiento para la producción de una película según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que se produce una banda de película de partida que comprende al menos una capa con un contenido en polipropileno de al menos 45% en peso, y con un contenido en polietileno en la misma o en otra capa, la banda de película de partida se calienta hasta el estado líquido fundido del polietileno, pero por debajo del estado líquido fundido del polipropileno, y la banda de película de partida calentada se conduce a través de una rendija refrigerada de los rodillos.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado por que los rodillos de refrigeración presentan una

superficie lisa o una superficie estructurada.

16. Uso de una película según al menos una de las reivindicaciones 1 a 13 como película de embalaje, película protectora de la superficie o película de higiene.