Composición polimérica multimodal que comprende a. como mínimo,

un polímero (A); b. como mínimo, una poliolefina (B) que tenga un peso molecular promedio en peso (Mw) superior al del polímero (A); y c. un relleno (C), teniendo la composición polimérica sin relleno (C) una densidad de 940 kg/m3 o inferior, caracterizada porque el, como mínimo, un polímero (A) es una cera que tiene un peso molecular promedio en peso (Mw) inferior a 10.000 g/mol

La presente invención se refiere a una composición polimérica adecuada para recubrimiento por extrusión y a películas, preferentemente películas coladas que tienen propiedades químicas y propiedades de barrera buenas, en particular, una tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) baja y un ondulado bajo. Adicionalmente, la presente invención se refiere a un procedimiento para producir la composición de la invención y a su utilización. Además, la presente invención se refiere a un material multicapa que comprende la composición polimérica, así como a un procedimiento de producción de dicho material multicapa.

Uno de los procedimientos de procesamiento de poliolefinas más extendidos y en expansión más rápida es el recubrimiento por extrusión. El mayor volumen individual de materiales recubiertos es el de los distintos papeles y cartones, que se utilizan para una variedad de aplicaciones de envasado. Otros materiales frecuentemente recubiertos son películas poliméricas, celofán, papel de aluminio, papel de envolver para congelar y telas de varios tipos. Una forma de mejorar artículos recubiertos consiste en reducir en lo posible la tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR). Un material recubierto con una tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) baja puede, por ejemplo, proteger mucho mejor los productos envueltos con el mismo. Los requerimientos exigidos se aplican, ciertamente, no sólo a materiales recubiertos, sino también a películas coladas que se utilizan para envasado o en recipientes. En ambos casos, se requiere una tasa de transmisión de vapor de agua baja. Se ha realizado un gran esfuerzo para mejorar la tasa de transmisión de vapor de agua de materiales recubiertos, así como para películas coladas. Hasta la fecha, se han desarrollado varias composiciones poliméricas novedosas y se ha realizado un gran esfuerzo para encontrar las sustancias de relleno adecuadas para mejorar significativamente las propiedades de barrera. Además, se han diseñado distintos polímeros como copolímeros cicloolefínicos (COC) y polímeros de cristal líquido (LCP). Sin embargo, estos materiales tienen la desventaja de ser expansivos y de tener propiedades de procesabilidad reducidas.

La patente WO 00/71615 da a conocer, por ejemplo, la utilización de un polietileno de alta densidad (HDPE) bimodal con un índice de fluidez, MFR2, de 5 g/10 min y una densidad de 957 kg/m3 para el recubrimiento por extrusión. No se proporciona información sobre cómo mejorar la tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR).

La patente WO 00/34580 describe un revestimiento de liberación para etiquetas adhesivas sensibles a la presión. El revestimiento de liberación contiene un envoltorio de papel, una capa polimérica con relleno y, en el lado opuesto a la red de papel, un extrudado, por ejemplo polietileno, y sobre la parte superior del extrudado, una película de liberación. La capa polimérica con relleno puede ser polietileno y el relleno es un particulado inerte, tal como sílice, mica, arcilla, talco y óxido de titanio. El relleno está presente en del 15 al 40% en peso de la composición.

La patente US 4.978.572 describe una película laminada que tiene tres capas. La primera capa comprende una resina termoplástica y del 0,3 al 30% en peso de partículas inorgánicas. La segunda comprende un copolímero etilénico, del 0,5 al 90% en peso de una sustancia que proporciona una acción antibloqueo y antioxidante. La tercera comprende un termoplástico metalizado. La sustancia que proporciona una acción antibloqueo de la segunda capa puede ser sílice o talco. Se ha informado que la película laminada tiene una resistencia mecánica buena y propiedades de barrera buenas.

La patente DE 198 49 426 A1 da a conocer mezclas polietilénicas bimodales que tienen una elevada calidad de mezcla, inferior a 3 según la norma ISO 13949, y una alta resistencia a la rotura por estrés ambiental superior a 150

h. Estas mezclas polietilénicas se utilizan preferentemente para conducciones resistentes a la presión para el transporte de gases, agua y aguas residuales. El componente de bajo peso molecular comprende un homopolímero

o copolímero etilénico que tiene un peso molecular promedio en peso de 8.000 a 80.000 g/mol. La densidad del componente de bajo peso molecular puede ser superior a 0,95 g/cm3. El componente de alto peso molecular comprende un copolímero etilénico que tiene un peso molecular promedio en peso, como mínimo, de 300.000 g/mol. Las mezclas polietilénicas bimodales pueden comprender, además, hasta el 10% en peso de aditivos tales como pigmentos.

Aunque la técnica anterior ofrezca ya una variedad de productos que tienen tasas de transmisión de vapor de agua (WVTR) buenas, existe todavía la demanda de una mejora significativa de estas propiedades. Una desventaja significativa de las composiciones poliméricas que comprenden sustancias de relleno que reducen la tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) es la baja dispersión de las sustancias de relleno incorporadas en la matriz polimérica. La incorporación mecánica convencional da como resultado frecuentemente una dispersión mala, ya que habitualmente las sustancias de relleno forman una agregación multicapa provocada por la incompatibilidad con la matriz polimérica. Una consecuencia del fenómeno descrito es que la tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) varía considerablemente en la capa, dando como resultado unos valores de WVTR promedio no satisfactorios. En segundo lugar, la baja dispersión del relleno provoca fácilmente un ondulado de la composición polimérica que recubre los materiales. Por lo tanto, una dispersión uniforme de las sustancias de relleno incorporadas a la composición polimérica debería mejorar la tasa de transmisión de vapor de agua significativamente, y, adicionalmente, las propiedades de ondulado del material de recubrimiento deberían mejorarse.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es mejorar la tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR).

La presente invención se basa en el descubrimiento de que el objetivo puede cumplirse mediante una composición polimérica que comprende un polímero que tiene un peso molecular promedio bajo que permite una dispersión mejorada y uniforme de las sustancias de relleno incorporadas a la composición polimérica.

La presente invención proporciona, además, una composición polimérica multimodal según la reivindicación 1.

En consecuencia, la composición polimérica según la presente invención es multimodal con respecto a la distribución de pesos moleculares. “Multimodal” o “distribución multimodal” describe una distribución de frecuencia que tiene varios máximos relativos. En particular, la expresión “modalidad de un polímero” se refiere a la forma de su curva de distribución de pesos moleculares (DPM), es decir, la apariencia del gráfico de la fracción en peso del polímero en función de su peso molecular. La distribución de pesos moleculares (DPM) de un polímero producido en una única etapa de polimerización que utiliza una única mezcla de monómeros, un único catalizador de polimerización y un único conjunto de condiciones de procedimiento (es decir, temperatura, presión, etc.) muestra un único máximo, cuya anchura depende de la elección del catalizador, la elección del reactor, las condiciones del procedimiento, etc.; es decir, un polímero de este tipo es monomodal.

La composición de la presente invención se caracteriza por una tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) muy baja, y también por bajos valores de ondulado para capas recubiertas por extrusión. Estas propiedades mejoradas se logran mediante una dispersión mucho mejor del relleno (C) en la mezcla polimérica de polímero (A) y poliolefina

(B) en comparación con un polímero unimodal que tenga el mismo índice de fluidez y la misma densidad para ambas capas de recubrimiento por extrusión y películas coladas.

Por lo tanto, la composición polimérica según la presente invención es una composición polimérica multimodal, incluida bimodal, que comprende, como mínimo, dos polímeros diferentes que tienen dos curvas de distribución de pesos moleculares diferentes y se mezclan mecánicamente o in situ durante su preparación. Preferentemente, la composición polimérica es, como mínimo, una mezcla mecánica bimodal o in situ de una poliolefina (1) (como polímero (A)) y un polímero (B). Como mezcla bimodal puede comprender, además, un polímero adicional (A), pudiendo ser la composición polimérica final... [Seguir leyendo]

1. Composición polimérica multimodal que comprende

a. como mínimo, un polímero (A);

b. como mínimo, una poliolefina (B) que tenga un peso molecular promedio en peso (Mw) superior al del polímero (A); y

c. un relleno (C), teniendo la composición polimérica sin relleno (C) una densidad de 940 kg/m3 o inferior,

caracterizada porque

el, como mínimo, un polímero (A) es una cera que tiene un peso molecular promedio en peso (Mw) inferior a 10.000 g/mol.

2. Composición polimérica, según la reivindicación 1, caracterizada porque la cera se selecciona de entre uno o varios de

(i) una cera de polipropileno que tenga un peso molecular promedio en peso (Mw) inferior a 10.000 g/mol o una cera de polietileno que tenga un peso molecular promedio en peso (Mw) inferior a 10.000 g/mol, o

(ii) una cera de dímero de alquil ceteno que tenga un peso molecular promedio en peso (Mw) inferior a 10.000 g/mol.

3. Composición polimérica, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la composición comprende además una poliolefina que tiene un peso molecular promedio en peso (Mw) de 10.000 a 60.000 g/mol como polímero (A).

4. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizada porque el polímero (A) tiene una densidad inferior a 945 kg/m3 .

5. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, caracterizada porque la composición polimérica multimodal es, como mínimo, una composición polimérica bimodal.

6. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, caracterizada porque la olefina

(B) tiene un peso molecular promedio en peso (Mw) superior a 80.000 g/mol.

7. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, caracterizada porque la olefina

(B) es un polietileno.

8. Composición polimérica, según la reivindicación 7, caracterizada porque la olefina (B) es un polietileno de baja densidad (LDPE), un polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) o un polietileno lineal de densidad media (LMDPE).

9. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 8, caracterizada porque la composición polimérica total comprende del 1 al 50% en peso de polímero (A), del 40 al 90% en peso de poliolefina

(B) y del 1 al 50% en peso de relleno (C).

10. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, caracterizada porque la composición polimérica sin relleno (C) tiene un índice de fluidez MFR2, según la norma ISO 1133, a 190ºC, de 5 a 20 g/10 min.

11. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, caracterizada porque la composición polimérica sin relleno (C) tiene un índice de fluidez MFR5, según la norma ISO 1133, a 190ºC, de 20 a 40 g/10 min.

12. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 11, caracterizada porque la composición polimérica sin relleno (C) tiene una relación de fluidez MFR5/MFR2 de 2,5 a 4,5.

13. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 12, caracterizada porque la composición polimérica sin relleno (C) tiene una relación entre el peso molecular promedio en peso (Mw) y el peso molecular promedio en número (Mn) de 8 a 25.

14. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 13, caracterizada porque el 95% en peso del relleno (C) tiene un tamaño de partícula inferior a 10 µm.

15. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 14, caracterizada porque el relleno (C) es talco.

16. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 15, caracterizada porque la composición polimérica comprende adicionalmente uno o más antioxidantes y/o estabilizantes de procedimiento en una cantidad inferior a 2.000 ppm en la composición total.

17. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 16, caracterizada porque la composición polimérica es un polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), un polietileno lineal de densidad media (LMDPE), en la que el polímero (A) y la poliolefina (B) se producen en un procedimiento de polimerización de varias etapas.

18. Composición polimérica, según la reivindicación 17, caracterizada porque la cantidad de unidades de comonómero en el polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) o en el polietileno lineal de densidad media (LMDPE) es del 0,1 al 1,0% molar.

19. Composición polimérica, según la reivindicación 17 ó 18, caracterizada porque el polímero (A) y la poliolefina (B) es un polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) o un polietileno lineal de densidad media (LMDPE), en la que las unidades de comonómero se seleccionan del grupo que comprende α-olefina C3, α-olefina C4, α-olefina C5, α-olefina C6, α-olefina C7, α-olefina C8, α-olefina C9, α-olefina C10, α-olefina C11, α-olefina C12, α-olefina C13, α-olefina C14, αolefina C15, α-olefina C16, α-olefina C17, α-olefina C18, α-olefina C19 y α-olefina C20.

20. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 16, caracterizada porque el polímero (A) es una cera según la reivindicación 1 y la poliolefina (B) es un polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) o un polietileno de baja densidad (LDPE).

21. Composición polimérica, según la reivindicación 20, caracterizada porque la composición polimérica comprende adicionalmente una poliolefina que es un polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) como polímero (A) adicional.

22. Material multicapa que comprende

a. un sustrato como primera capa (I), y

b. una composición polimérica multimodal, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, como mínimo, como una capa (II) adicional.

23. Material multicapa, según la reivindicación 22, caracterizado porque el sustrato se selecciona del grupo que comprende papel, cartón, papel de aluminio y película plástica.

24. Material multicapa, según la reivindicación 22 ó 23, caracterizado porque el material multicapa comprende una capa (III) adicional que comprende un polietileno de baja densidad (LDPE).

25. Material multicapa, según cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24, caracterizado porque el polietileno de baja densidad (LDPE) de la capa (III) tiene un índice de fluidez MFR2, según la norma ISO 1133, a 190ºC, como mínimo, de 5 g/10 min.

26. Película que comprende una composición polimérica multimodal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 21.

27. Procedimiento para producir una composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 21, caracterizado porque

a. se producen conjuntamente el polímero (A) y la poliolefina (B) en un procedimiento de varias etapas que comprende un reactor de bucle y un reactor de fase gaseosa, en el que el polímero (A) se genera en, como mínimo, un reactor de bucle y la poliolefina (B) se genera en un reactor de fase gaseosa; y

b. se mezclan conjuntamente y se combinan el relleno (C) y la composición que comprende polímero (A) y poliolefina (B).

28. Procedimiento, según la reivindicación 27, caracterizado porque el catalizador que se utiliza en el procedimiento de producción de la composición que comprende polímero (A) y poliolefina (B) es un procatalizador de actividad alta que comprende un soporte inorgánico particulado, un compuesto de cloro depositado sobre el soporte, siendo el compuesto de cloro el mismo o diferente que el compuesto de titanio, en el que

el soporte inorgánico se pone en contacto con un cloruro de metal alcalino, que es soluble en disolventes de hidrocarburos no polares, y que tiene la fórmula (RnMeCl3-n)m, en la que R es un grupo alquilo C1-C20, Me es un metal del grupo III(13) de la tabla periódica, n=1 ó 2 y m=1 ó 2, dando un primer producto de reacción, y

el primer producto de reacción se pone en contacto con un compuesto que contiene hidrocarbilo y óxido de hidrocarbilo unido a magnesio, que es soluble en disolventes de hidrocarburo no polares, dando un segundo producto de reacción, y

el primer producto de reacción se pone en contacto con un compuesto que contiene hidrocarbilo y óxido de hidrocarbilo unido a magnesio, que es soluble en disolventes de hidrocarburo no polares, dando un segundo producto de reacción, y el segundo producto de reacción se pone en contacto con un compuesto de titanio que contiene cloro y que tiene la fórmula ClxTi(ORIV)4-x, en la que RIV es un grupo hidrocarbilo C2-C20 y x es 3 ó 4, dando el procatalizador.

29. Procedimiento para producir un material multicapa, según cualquiera de las reivindicaciones 22 a 25, caracterizado porque la composición polimérica multimodal, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, se aplica sobre el sustrato mediante un recubrimiento de película que comprende un rodillo desenrollador, un rodillo enrollador, un rodillo refrigerador y un troquel de recubrimiento.

30. Utilización de la composición polimérica multimodal, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 21, para recubrimiento por extrusión.

31. Utilización, según la reivindicación 30, caracterizado porque la composición de extrusión polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, se utiliza para producir por recubrimiento por extrusión un material multicapa, según cualquiera de las reivindicaciones 22 a 25.

32. Utilización de la composición polimérica multimodal, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, para una película, preferentemente para una película colada.