PELÍCULA DE PET TERMO-CONTRÁCTIL Y MÉTODO DE FABRICACIÓN DE LA MISMA.

Una película de PET termo-contráctil fabricada soplando una película de un material de PET de una composición de PET modificado,

que comprende: ácido tereftálico; etilenglicol; un primer modificador seleccionado entre el grupo que consiste en 1,3-dihidroxi-2-metilpropano, 1,3-dihidroxi-2- 5 metilpropano alcoxilado, 2,5-dimetil-2,5-hexanodiol y combinaciones de los mismos; y cíclico; un agente de ramificación de cadena seleccionado entre uno de un compuesto no cíclico y un compuesto en el que dicho compuesto no cíclico tiene, al menos, tres grupos funcionales; en el que dicho compuesto cíclico, después de la apertura del anillo, tiene al menos tres grupos funcionales; y en el que cada uno de dichos grupos funcionales de cada uno de dicho compuesto no cíclico y dicho compuesto cíclico se seleccionan entre el grupo que consiste en grupo hidroxilo, grupo carboxilo, grupo amina, grupo epoxi, NCO y COOR, en la que R representa un grupo alquilo C1-C18; y caracterizado por que dicho agente de ramificación de cadena varía del 0,01 al 2% en moles basado en un mol de etilenglicol

Esta invención se refiere a un material de PET y a un método de fabricación del mismo, más particularmente a una película de PET termo-contráctil, producida a partir de un material de PET fabricado a partir de una composición que contiene un agente de ramificación de cadena para potenciar la resistencia a fusión del mismo. 5

Los materiales de polietilentereftalato (PET) convencionales se fabrican a partir de una composición de PET que contiene un modificador de PET, tal como ácido isoftálico (IPA), neopentil glicol (NPG) o 1,4-ciclohexanodimetanol (CHDM). El material de PET modificado se estira a una temperatura de estirado (normalmente de 10 a 15ºC por encima de la temperatura de transición vítrea (Tg) del material de PET modificado) y posteriormente se enfría de manera que se obtiene una película de PET termo-contráctil que presenta características de memoria de forma, que permiten a la 10 película de PET termo-contráctil contraerse cuando se calienta a una temperatura mayor que la temperatura de estirado. La película de PET termo-contráctil modificada con CHDM puede conseguir una proporción de contracción térmica del 60%, basada en la norma JIS Z1709. Sin embargo, el CHDM y su monómero son relativamente caros. La película de PET termo-contráctil, modificado con IPA, puede conseguir también una proporción de termo-contractilidad de aproximadamente el 60%, basada en la norma JIS Z1709. Sin embargo, requiere un mayor tiempo de contracción y una 15 mayor temperatura (aproximadamente 125ºC) para alcanzar la proporción de termo-contractilidad deseada. La película de PET termo-contráctil, modificada con NPG, normalmente tiene una proporción de termo-contractilidad de menos del 50%, basada en la norma JIS Z1709, y requiere un modificador adicional para potenciar la proporción de termo-contractilidad.

Se han usado técnicas de soplado de doble burbuja para estirado de película en lugar de técnicas de estirado 20 convencionales, debido a sus bajos costes de capital y operativos. Sin embargo, puesto que la película de PET convencional tiene una estructura molecular lineal y un peso molecular relativamente bajo, tiene una resistencia insuficiente para el estirado de la lámina usando técnicas de soplado de doble burbuja o técnicas de extrusión de película por soplado de doble burbuja.

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un material de PET que pueda superar, al 25 menos, uno de los inconvenientes mencionados anteriormente de la técnica anterior.

Otro objeto de esta invención es proporcionar un método de fabricación de un material de PET.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un material de PET de una composición de PET modificado. La composición de PET modificado comprende: ácido tereftálico; etilenglicol; un modificador seleccionado entre el grupo que consiste en 1,3-dihidroxi-2-metilpropano, 1,3-dihidroxi-2-metilpropano alcoxilado, 2,5-30 dimetil-2,5-hexanodiol y combinaciones de los mismos; y un agente de ramificación de cadena seleccionado entre uno de un compuesto no cíclico y un compuesto cíclico. El compuesto no cíclico tiene, al menos, tres grupos funcionales y el compuesto cíclico, después de la apertura del anillo, tiene al menos tres grupos funcionales. Cada uno de los grupos funcionales en cada uno del compuesto no cíclico y del compuesto cíclico se selecciona entre el grupo que consiste en grupo hidroxilo, grupo carboxilo, grupo amina, grupo epoxi, NCO y COOR, en el que R representa un grupo alquilo C1-35 C18.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un método de fabricación de un material de PET comprende: (a) formar un película de PET de un material de PET de una composición de PET modificado que comprende: ácido tereftálico; etilenglicol; un modificador seleccionado entre el grupo que consiste en 1,3-dihidroxi-2-metilpropano, 1,3-dihidroxi-2-metilpropano alcoxilado, 2,5-dimetil-2,5-hexanodiol y combinaciones de los mismos; y un 40 agente de ramificación de cadena seleccionado entre el grupo que consiste en 1,1,1-tris(hidroxilmetil)propano, 1,1,1-tris(hidroxilmetil)propano alcoxilado, pentaeritritol, pentaeritritol alcoxilado, di-pentaeritritol, di-pentaeritritol alcoxilado, tri-pentaeritritol, glicerol y combinaciones de los mismos; (b) estirar térmicamente la película de PET en una dirección de estirado, a una temperatura que varía de 50ºC a 130ºC, de manera que la proporción del espesor de la lámina de la película de PET después del estirado al de la película de PET antes del estirado varía de 0,2 a 0,95; y (c) enfriar la 45 película de PET estirada térmicamente.

Otras características y ventajas de la presente invención resultarán evidentes en la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas de esta invención, con referencia al dibujo adjunto, en el que:

La Figura 1 es un diagrama de DSC que muestra una velocidad de nucleación medida de un material de PET.

Se sabe en la técnica que ciertas películas poliméricas, cuando se estiran a una temperatura de estirado mayor 50 que sus temperaturas de transición vítrea (Tg) y menores que sus puntos de fusión (Tm), tienen una característica común de que las grandes moléculas de la región amorfa de la película polimérica se extenderán a lo largo de la dirección de estirado. Estas moléculas grandes extendidas se “congelan”, es decir, que se mantiene su forma, cuando se enfrían, y presentan características de memoria de forma o una capacidad termo-contráctil. Gracias a esta propiedad, cuando una película de polímero termo-contráctil se calienta a una temperatura mayor que la temperatura de estirado, y las 55 moléculas grandes extendidas de la región amorfa de la película de polímero empiezan a contraerse a lo largo de la dirección de estirado. De esa manera, es posible potenciar la capacidad de contracción de una película polimérica

aumentando la extensión de su fase amorfa, es decir, reduciendo la extensión de su fase cristalina, añadiendo un modificador en un sistema de polimerización para destruir la nucleación y cristalización en el sistema de polimerización. Adicionalmente, añadiendo un agente de ramificación de cadena en el sistema de polimerización para aumentar el grado de ramificación del polímero, la resistencia a fusión del polímero puede potenciarse considerablemente, haciendo de esta manera al polímero adecuado para estirado, usando técnicas de soplado de película de doble burbuja. 5

Como se ha indicado anteriormente, es deseable encontrar un modificador que sea menos caro, y que pueda dar como resultado un tiempo de contracción más corto para la película de PET termo-contráctil, y un agente de ramificación de cadena que pueda potenciar la resistencia de la película de PET, de manera que esta última pueda estirarse usando técnicas de soplado de doble burbuja o técnicas de extrusión de película por soplado de doble burbuja.

Por consiguiente, se proporciona un material de PET en esta invención que puede superar, al menos, uno de 10 los inconvenientes mencionados anteriormente de la técnica anterior. El material de PET está hecho de una composición de PET modificado que comprende: ácido tereftálico; etilenglicol; un primer modificador seleccionado entre el grupo que consiste en 1,3-dihidroxi-2-metilpropano, 1,3-dihidroxi-2-metilpropano alcoxilado, 2,5-dimetil-2,5-hexanodiol y combinaciones de los mismos; y un agente de ramificación de cadena seleccionado entre uno de un compuesto no cíclico y un compuesto cíclico. El compuesto no cíclico tiene, al menos, tres grupos funcionales y el compuesto cíclico, 15 después de la apertura de anillo, tiene al menos tres grupos funcionales. Cada uno de los grupos funcionales de cada uno del compuesto no cíclico y del compuesto cíclico se selecciona entre el grupo que consiste en grupo hidroxilo, grupo carboxilo, grupo amina, grupo epoxi, NCO y COOR, en el que R representa un grupo alquilo C1-C18.

Preferentemente, el agente de ramificación de cadena se selecciona entre el grupo que consiste en 1,1,1-tris(hidroxilmetil)propano, 1,1,1-tris(hidroxilmetil)propano alcoxilado, pentaeritritol, pentaeritritol alcoxilado, di-20 pentaeritritol, di-pentaeritritol alcoxilado, tri-pentaeritritol, glicerol y combinaciones de los mismos.

Preferiblemente la composición de PET modificado contiene del 0,01 al 2% en moles del agente de ramificación de cadena, basado en un mol de etilenglicol, y más preferiblemente contiene del 0,05 al 1% en moles del agente de ramificación de cadena, basado en un mol de...

1. Una película de PET termo-contráctil fabricada soplando una película de un material de PET de una composición de PET modificado, que comprende:

ácido tereftálico;

etilenglicol;

un primer modificador seleccionado entre el grupo que consiste en 1,3-dihidroxi-2-metilpropano, 1,3-dihidroxi-2-5 metilpropano alcoxilado, 2,5-dimetil-2,5-hexanodiol y combinaciones de los mismos; y

un agente de ramificación de cadena seleccionado entre uno de un compuesto no cíclico y un compuesto cíclico;

en el que dicho compuesto no cíclico tiene, al menos, tres grupos funcionales;

en el que dicho compuesto cíclico, después de la apertura del anillo, tiene al menos tres grupos funcionales; y 10

en el que cada uno de dichos grupos funcionales de cada uno de dicho compuesto no cíclico y dicho compuesto cíclico se seleccionan entre el grupo que consiste en grupo hidroxilo, grupo carboxilo, grupo amina, grupo epoxi, NCO y COOR, en la que R representa un grupo alquilo C1-C18; y

caracterizado por que dicho agente de ramificación de cadena varía del 0,01 al 2% en moles basado en un mol de etilenglicol. 15

2. La película de PET termo-contráctil de la reivindicación 1, en la que dicho agente de ramificación de cadena se selecciona entre el grupo que consiste en 1,1,1-tris(hidroxilmetil)propano, 1,1,1-tris(hidroxilmetil)propano alcoxilado, pentaeritritol, pentaeritritol alcoxilado, di-pentaeritritol, di-pentaeritritol alcoxilado, tri-pentaeritritol, glicerol y combinaciones de los mismos.

3. La película de PET termo-contráctil de la reivindicación 1, en la que dicha composición de PET modificado 20 contiene del 0,05 al 1% en moles de dicho agente de ramificación de cadena, basado en un mol de etilenglicol.

4. La película de PET termo-contráctil de la reivindicación 1, en la que dicho material de PET tiene una temperatura de transición vítrea que varía de 40 a 85ºC.

5. La película de PET termo-contráctil de la reivindicación 1, en la que dicho material de PET tiene un punto de fusión que varía de 170ºC a 250ºC. 25

6. La película de PET termo-contráctil de la reivindicación 1, en la que dicho material de PET es amorfo.

7. La película de PET termo-contráctil de la reivindicación 1, en la que dicha composición de PET modificado contiene del 2 al 40% en moles de dicho primer modificador, basado en un mol de etilenglicol.

8. La película de PET termo-contráctil de la reivindicación 1, en la que dicho material de PET tiene una viscosidad intrínseca que varía de 0,6 a 1,2. 30

9. La película de PET termo-contráctil de la reivindicación 1, en la que dicha composición de PET modificado comprende, adicionalmente, un segundo modificador seleccionado entre el grupo que consiste en un diácido, un diol y combinaciones de los mismos.

10. La película de PET termo-contráctil de la reivindicación 9, en la que dicho diol se selecciona entre el grupo que 35 consiste en neopentil glicol, isopentil diol, polietilenglicol, bisfenol A alcoxilado, 1,4-ciclohexanodimetanol y combinaciones de los mismos.

11. La película de PET termo-contráctil de la reivindicación 10, en la que dicha composición de PET modificado contiene del 1 al 40% en moles de dicho diol, basado en un mol de etilenglicol. 40

12. La película de PET termo-contráctil de la reivindicación 9, en la que dicho diácido se selecciona entre el grupo que consiste en ácido isoftático, ácido sebácico, ácido naftaleno dicarboxílico, ácido adípico y combinaciones de los mismos.

13. La película de PET termo-contráctil de la reivindicación 12, en la que dicha composición de PET modificado contiene del 1 al 30% en moles de dicho diácido, basado en un mol de ácido tereftálico. 45

14. Una película de PET termo-contráctil fabricada soplando una película de un material de PET de una composición de PET modificado que comprende:

ácido tereftálico; etilenglicol; un modificador seleccionado entre el grupo que consiste en 1,3-dihidroxi-2-metilpropano, 1,3-dihidroxi-2-metilpropano alcoxilado, 2,5-dimetil-2,5-hexanodiol y combinaciones de los mismos; y un agente de ramificación de cadena seleccionado entre el grupo que consiste en 1,1,1-5 tris(hidroxilmetil)propano, 1,1,1-tris(hidroxilmetil)propano alcoxilado, pentaeritritol, pentaeritritol alcoxilado, di-pentaeritritol, di-pentaeritritol alcoxilado, tri-pentaeritritol, glicerol y combinaciones de los mismos;

caracterizada por que dicho agente de ramificación de cadena varía del 0,01 al 2% en moles, basado en un mol de etilenglicol; y en el que dicha película de PET termo-contráctil presenta una proporción de termo-contractilidad mayor del 30% en una de las direcciones DM y DT, basada en la norma JIS Z1709. 10

15. La película de PET termo-contráctil de la reivindicación 14, en la que dicha película de PET termo-contráctil presenta una proporción de termo-contractilidad mayor del 50% en dicha una de las direcciones DM y DT y una proporción de termo-contractilidad de menos del 10% en la otra de las direcciones DM y DT, basada en la norma JIS Z1709.

16. Un método de fabricación de una película de PET termo-contráctil que comprende: 15

(a) formar una película de PET mediante soplado de película de un material de PET de una composición de PET modificado que comprende: ácido tereftálico; etilenglicol; un modificador seleccionado entre el grupo que consiste en 1,3-dihidroxi-2-metilpropano, 1,3-dihidroxi-2-metilpropano alcoxilado, 2,5-dimetil-2,5-hexanodiol y combinaciones de los mismos y un agente de ramificación de cadena caracterizado por que el agente de ramificación de cadena varía de 0,01 al 2% en moles, basado en un mol de etilenglicol, y se selecciona entre el grupo que consiste en 1,1,1-20 tris(hidroxilmetil)propano, 1,1,1-tris(hidroxilmetil)propano alcoxilado, pentaeritritol, pentaeritritol alcoxilado, di-pentaeritritol, di-pentaeritritol alcoxilado, tri-pentaeritritol, glicerol y combinaciones de los mismos;

(b) estirar térmicamente la película de PET mediante técnicas de soplado de película, en una dirección de estirado, a una temperatura que varía de 50ºC a 130ºC, de manera que la proporción del espesor de película de la película de PET después del estirado al de la película PET antes del estirado varía de 0,2 a 0,95; y 25

(c) enfriar la película de PET estirada térmicamente, caracterizado por que el agente de ramificación de cadena varía del 0,01 al 2% en moles, basado en un mol de etilenglicol.

17. El método de la reivindicación 16, en el que la operación de estirado térmico en la etapa (b) se realiza a una temperatura que varía de 70ºC a 95ºC.