Películas con resistencia al impacto superior y resistencia mejorada al fallo catastrófico bajo alta velocidad de deformación.

Una película para estirar con tres o más capas, en donde:

A) al menos una capa comprende un polietileno caracterizado por tener:

i) una densidad de 0,9 g/cm3 a 0,96 g/cm3;

ii) un índice de fluidez de 0,5 5 g/10 minutos a 10 g/10 minutos, medido según la norma ASTM D- 1238, condición 190 °C/2,16 kg; y

iii) una distribución de peso molecular de 2,5 a 4,5; y

iv) un Índice de Amplitud de Distribución de Composición

(CDBI) mayor del 50 por ciento, en donde CBDI se define como el porcentaje en peso de las moléculas del polímero con un contenido en comonómero dentro del 50 por ciento del contenido molar total medio de comonómero, y

B) en donde al menos una capa no superficial comprende al menos un polímero de propileno; y

C) en donde la película para estirar se caracteriza por tener un estiramiento en el punto de rotura de al menos 200 %, una resistencia al impacto por Punzón A de al menos 16,9 g/μ30 g/mil) medido según la norma ASTM D-1709 y una CF del 5 % o menos,

en donde CF se define como la relación del porcentaje de estiramiento en el punto de rotura menos el porcentaje de estiramiento en el punto de fallo catastrófico dividido por el porcentaje de estiramiento en el punto de rotura.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2004/039823.

Solicitante: Dow Global Technologies LLC.

Inventor/es: SEHANOBISH, KALYAN, LIANG, WENBIN, RAMSEY, DAVID, B., PIRTLE,SHAUN,E, DEKUNDER,STACI,A, NIETO,Jesus, PRESA,JOHN L.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Fabricación de artículos o modelado de materiales... > C08J5/18 (Fabricación de películas u hojas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados compuestos esencialmente... > B32B27/32 (teniendo poliolefinas)

PDF original: ES-2523399_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Películas con resistencia al impacto superior y resistencia mejorada al fallo catastrófico bajo alta velocidad de deformación

El uso de películas termoplásticas para envolver por estirado para la envoltura de envases de productos, y en particular, la unificación de cargas paletizadas es una aplicación comerclalmente significativa de películas de polímero, Incluyendo genéricamente, al polietileno. La envoltura de una pluralidad de artículos para proporcionar una carga unitaria se puede lograr mediante una variedad de técnicas. En un procedimiento, la carga a envolver se coloca sobre una plataforma, o plataforma giratoria, que se hace girar y, al hacerlo, toma la película para envolver por estirado suministrada desde un rollo continuo. Al rollo de película se aplica una tensión de frenado de modo que la película se somete de forma continua a una fuerza de estirado o tensado, haciendo que la película envuelva en capas superpuestas a la carga que gira. Generalmente, la película para envoltura por estirado se suministra desde un rollo dispuesto verticalmente posicionado adyacente a la carga paletizada que gira. Son comunes velocidades de rotación de desde 5 a 5 revoluciones por minuto. A la finalización de la operación de envoltura, la plataforma giratoria se detiene por completo y la película se corta y une a una capa subyacente de película empleando un adhesivo de sellado, cinta adhesiva, adhesivos de pulverización, etc. Dependiendo de la anchura del rollo para envoltura por estirado, la carga a envolver se puede envolver con la película mientras el rollo de película dispuesto verticalmente permanece en una posición fija. Alternativamente, el rollo de película, por ejemplo, en el caso de relativamente estrechas anchuras de película y relativamente anchas cargas paletizadas, se puede hacer que el rollo se mueva en una dirección vertical a medida que se envuelve la carga, por lo que se consigue un efecto de envoltura en espiral sobre los productos envasados.

Otro método de envoltura que encuentra aceptación en la industria hoy en día es la envoltura a mano. En este método, la película se dispone de nuevo en un rollo, sin embargo, ésta se mantiene en la mano por el operario que camina alrededor de los productos a envolver, aplicando la película a los productos. El rollo de película usado de este modo se puede instalar sobre una herramienta para envolver de mano para facilidad de uso por el operario.

Históricamente, las películas para estirar de más alto rendimiento se han preparado con polietileno lineal de baja densidad fabricado usando un catalizador de metaloceno (m-LLDPE, del inglés metallocene-linear low density polyethylene), más a menudo con el m-LLDPE situado en una capa interior. Tales películas han mostrado una notablemente mejorada resistencia al impacto y al punzonamiento además de una mejorada claridad de la película con relación a las equivalentes fabricadas con más LLDPEs tradicionales fabricadas usando catalizadores de Ziegler-Natta. Las películas para estirar que emplean mayores cantidades (hasta 1 por ciento en peso) de m- LLDPE, ya sea como una capa discreta o capas, o como un componente de mezcla en una capa discreta o capas de una película para estirar de múltiples capas, propagan más fácilmente los defectos lo que conduce a la rotura de la banda. Esta propagación de los defectos, también denominada como fallo catastrófico de la película, ha impedido el desarrollo de estructuras de película que contenían concentraciones más altas de m-LLDPE para maximizar la tenacidad.

El Documento de Patente de Número EP-A2- 785 65 describe una película para envoltura por estirado con capas superficiales y al menos una capa de núcleo o intermedia, que incluye al menos el 5 % y hasta el 8 % en peso (de la composición de la capa) de un polímero de propileno, preferiblemente de un homopolímero de propileno. Para la película como un todo, el contenido de propileno varía desde el 5 % al 65 % en peso (de la película). Al menos una de las capas del núcleo o intermedia contiene el polímero de propileno, que es preferiblemente un homopolímero o una mezcla de homopolímero con LLDPE. Las capas superficiales comprenden un polímero de etileno, preferiblemente una composición de LLDPE con pegajosidad. Estas películas tienen una mejorada resistencia al estiramiento, al desgarro y al punzonamiento.

En consecuencia, se desean películas para estirar que presenten buena resistencia al punzonamiento y al impacto mientras que también presenten resistencia a la propagación de los defectos. Las películas de la presente invención tienen un estiramiento en el punto de rotura de al menos 2 por ciento, una resistencia al impacto por punzón de al menos 27,6 g/pm (7 g/mil) y un estiramiento en el punto de fallo catastrófico de al menos 95 por ciento del valor del estiramiento en el punto de rotura (CF, del inglés catastrophic faillure, del 5 por ciento o menos). Según la presente invención, las películas comprenden preferiblemente al menos 3 capas y preferiblemente comprenden al menos 5 por ciento en peso de polímeros de polietileno.

La Figura 1 es un diagrama que muestra una trayectoria adecuada de película para un dispositivo de prueba para la determinación de parámetros tales como el estiramiento en el punto de rotura y el fallo catastrófico de películas.

Las películas de la presente invención son películas para estirar. En consecuencia, tendrán un estiramiento en el punto de rotura de al menos 2 por ciento. Preferiblemente, las películas tendrán un estiramiento en el punto de rotura de al menos 25 por ciento, más preferiblemente al menos 3 por ciento, y puede ser tan alto como 37 por ciento. Preferiblemente, la película para estirar comprende un componente de polímero homogéneo. Más preferiblemente, la película para estirar se fabrica a una velocidad de salida comercial, por ejemplo a una velocidad de al menos 1 kg/h/cm (6 libras/h/pulgada) de anchura de boquilla.

El estiramiento en el punto de rotura (o "US" del inglés ultímate stretch) se determina por el Banco de Pruebas Highlight disponible comercialmente de Highlight Industries, 2694 Prairie Street SW, Wyoming, MI 4959, en el que la película comienza a un por ciento de estiramiento y se estira hasta que la película falla (conocido como el porcentaje de estiramiento en el punto de rotura) y se muestra y gráfica por el banco de pruebas. Se debe entender que el estiramiento en el punto de rotura será dependiente del espesor de la película, y las preferencias indicadas anteriormente se corresponden a una película con un espesor de ,178 mm (,7 mils). La Figura 1 muestra el diagrama de la trayectoria de la película para un dispositivo de pruebas de este tipo. En esta figura, las líneas de puntos en el mandril de la película indican que la película se puede alimentar en cualquier dirección (la película adherente y extensible de un solo lado se debe alimentar de forma que el lado adherente y extenslble esté contra el primer rodillo de retorno). La línea continua (A) en el mandril de alimentación (que gira hacia la Izquierda en la figura), indica la trayectoria preferida para las pruebas de Rotura, Calidad, Roturas/Rodlllo y Retención en Rodillo, mientras que la línea de puntos (B) representa la trayectoria preferida para las pruebas de Punzonamlento y Retención.

Las películas de la presente invención pueden ser de hasta ,762 mm (3 mlls) de espesor, preferiblemente en el intervalo de ,12 mm (,4 mils) a ,254 mm (1, mil) de espesor y aún más preferido de ,178 mm (,7 mils) de espesor.

Las películas de la presente Invención tienen tres o más capas.

Las capas pueden ser de cualquier espesor deseado, y de cualquier composición polimérica deseada. Se debe entender que pueden ser idénticas dos o más de las capas,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una película para estirar con tres o más capas, en donde:

A) al menos una capa comprende un polietileno caracterizado por tener:

i) una densidad de ,9 g/cm3 a ,96 g/cm3;

¡i) un índice de fluidez de ,5 g/1 minutos a 1 g/1 minutos, medido según la norma ASTM D- 1238, condición 19 °C/2,16 kg; y

iii) una distribución de peso molecular de 2,5 a 4,5; y

iv) un índice de Amplitud de Distribución de Composición (CDBI) mayor del 5 por ciento, en donde CBDI se define como el porcentaje en peso de las moléculas del polímero con un contenido en comonómero dentro del 5 por ciento del contenido molar total medio de comonómero, y

B) en donde al menos una capa no superficial comprende al menos un polímero de propileno; y

C) en donde la película para estirar se caracteriza por tener un estiramiento en el punto de rotura de al menos 2 %, una resistencia al impacto por Punzón A de al menos 16,9 g/pm (43 g/mil) medido según la norma ASTM D-179 y una CF del 5 % o menos,

en donde CF se define como la relación del porcentaje de estiramiento en el punto de rotura menos el porcentaje de estiramiento en el punto de fallo catastrófico dividido por el porcentaje de estiramiento en el punto de rotura.

2. La película para estirar de la reivindicación 1, en donde la película comprende al menos 5 % en peso de polietileno.

3. La película para estirar de la reivindicación 1, en donde la película está en el intervalo de ,12 a ,762 mm (,4 a 3 mils) de espesor.

4. La película para estirar de la reivindicación 3, en donde la película está en el intervalo de ,178 mm a ,762 mm (,7 mils a 3 mils).

5. La película para estirar de la reivindicación 1, con una resistencia al impacto por Punzón A mayor de 22,4 g/pm (57 g/mil).

6. La película para estirar de la reivindicación 1, con una resistencia al impacto por Punzón A mayor de 27,6 g/pm (7 g/mil).

7. La película para estirar de la reivindicación 1, con una CF del 3 % o menos.

8. La película para estirar de la reivindicación 1, con un estiramiento en el punto de rotura de al menos 3 %.

9. La película para estirar de la reivindicación 1, que comprende un componente de polímero homogéneo.

1. La película para estirar de la reivindicación 1, en donde la película se fabrica a una velocidad de salida de al menos 1 kg/h/cm (6 libras/h/pulgada) de anchura de boquilla.

11. La película para estirar de la reivindicación 1, en donde la película tiene una tensión de tracción en el punto de rotura de al menos 345 bar (5. psi).

12. La película para estirar de la reivindicación 11, caracterizada además por tener una resistencia al impacto por Punzón A de al menos 16,9 g/pm (43 g/mil).

13. Una película para estirar según la reivindicación 1, con un estiramiento en el punto de rotura de al menos 2 %, una resistencia al impacto por Punzón A de al menos 16,9 g/pm (43 g/mil) y una CF del 5 % o menos, y que comprende al menos tres capas, en donde una capa no superficial comprende un polímero de propileno, y al menos otra capa comprende una composición de polímero de etileno,

en donde la composición de polímero de etileno comprende:

(A) del 1 por ciento (en peso de la composición total) al 95 por ciento (en peso de la composición total) de al menos un interpolímero de etileno con:

(i) una densidad de ,89 g/cm3 a ,935 g/cm3,

(¡i) un índice de fluidez (l2) de ,1 g/1 minutos a 1 g/1 minutos, preferiblemente de ,1 g/1 minutos a 1 g/1 minutos, más preferiblemente de ,1 g/1 minutos a ,5 g/1 minutos,

(i¡¡) una pendiente del coeficiente de endurecimiento por deformación mayor de o igual a 1,3, y

(¡v) un índice de Amplitud de Distribución de Composición (CDBI) mayor del 5 por ciento; y

B) del 5 por ciento (en peso de la composición total) al 9 por ciento (en peso de la composición total) de al menos un polímero de etileno con una densidad de ,93 g/cm3 a ,965 g/cm3 y una fracción de polímero lineal, determinada usando el fraccionamiento por elución a temperatura creciente (TREF).

14. Una película para estirar según la reivindicación 1, con un estiramiento en el punto de rotura de al menos 2 %, una resistencia al impacto por Punzón A de al menos 16,9 g/pm (43 g/mll) y una CF del 5 % o menos, y que comprende al menos tres capas, en donde una capa no superficial comprende un polímero de propileno, y al menos una capa comprende una composición de polímero de etileno,

en donde la composición de polímero de etileno comprende:

(A) del 1 por ciento (en peso de la composición total) al 1 por ciento (en peso de la composición total) de al menos un interpolímero de etileno con:

(i) una densidad de ,89 g/cm3 a ,935 g/cm3,

(ii) un índice de fusión (l2) de ,1 g/1 minutos a 1 g/1 minutos,

(¡II) una distribución de peso molecular, Mw/Mn, de 2 a 4, y

(¡v) un índice de Amplitud de Distribución de la Composición (CDBI) mayor del 5 por ciento; y

(B) opclonalmente, del 5 por ciento o menos (en peso de la composición total) al 9 por ciento (en peso de la composición total) de al menos un polímero de etileno con una densidad de ,93 g/cm3 a ,965 g/cm3 y una fracción de polímero lineal, determinada usando el fraccionamiento por elución a temperatura creciente (TREF).

15. La película para estirar de la reivindicación 14, en donde (A) tiene un índice de fluidez de ,1 g/1 minutos a 1 g/1 minutos.

16. La película para estirar de la reivindicación 14, en donde (A) tiene un índice de fluidez de ,1 g/1 minutos a ,5 g/1 minutos.

17. Una película para estirar según la reivindicación 1, con un estiramiento en el punto de rotura de al menos 2 %, una resistencia al Impacto por Punzón A de al menos 16,9 g/pm (43 g/mil) y una CF del 5 % o menos, y que comprende al menos tres capas, en donde una capa no superficial comprende un polímero de propileno, y al menos otra capa comprende una composición de polímero de etileno,

en donde la composición comprende:

(A) un interpolímero con una estrecha distribución de peso molecular y un estrecho índice de amplitud de distribución de composición (CDBI), definido como el porcentaje en peso de las moléculas del polímero con un contenido de comonómero dentro del 5 por ciento del contenido molar total medio de comonómero, que es mayor del 5 por ciento y un grado de ramificación menor de o igual a 2 metilos/1. átomos de carbonos del 15 por ciento (en peso) o menos y con un contenido de residuo de aluminio de menos de o igual a 25 ppm presente en la composición del interpolímero, estando dicho interpolímero A presente en una cantidad de desde el 15 al 85 % en peso basado en el peso combinado de los Componentes A y B; y

(B) un interpolímero con una amplia distribución de peso molecular y una amplia distribución de composición y un grado de ramificación menor de o igual a 2 metilos/1. átomos carbonos del 1 por ciento (en peso) o más y un grado de ramificación mayor de o igual a 25 metilos/1. átomos de carbono de desde el 25 por ciento (en peso) o menos presente en la composición del interpolímero, estando dicho interpolímero B presente en una cantidad de desde el 15 al 85 % en peso basado en el peso combinado de los Componentes A y B.

18. La película de cualquiera de las reivindicaciones 13-17, en donde la composición de polímero de etileno comprende una capa de superficie.