Recubrimiento a base de polisilazano y su uso para el recubrimiento de peliculas, especialmente películas poliméricas.

Procedimiento para recubrir películas en continuo, caracterizado porque se aplica una solución quecontiene un polisilazano o una mezcla de polisilazanos de la fórmula (1)

en la que R',

R", R'" son iguales o diferentes y representan bien hidrógeno o bien un resto alquilo, arilo o(trialcoxisilil)alquilo dado el caso sustituido, siendo n un número entero que está dimensionado de modo que elpolisilazano tenga un peso molecular numérico promedio de 150 a 150 000 g/mol, en un disolvente y al menos uncatalizador, a una película y a continuación ésta se deja pasar por un tramo de secado y el secado se realiza portratamiento de temperatura, radiación IR o NIR en un intervalo de longitudes de onda de 12 a 1,2 micrómetros o de1,2 a 0,8 micrómetros, a una intensidad de radiación de 5 - 100 kW/m2

Recubrimiento a base de polisilazano y su uso para el recubrimiento de películas, especialmente películas poliméricas

La presente invención se refiere a un procedimiento para el recubrimiento de películas a base de polisilazano.

Las películas de plásticos desempeñan un papel importante en muchos campos de la industria, y para objetos de uso diario.

A este respecto, según su uso, cada vez se presentan más demandas sobre las propiedades de las películas. En el campo de materiales de envasado, éstas son, por ejemplo, una acción de barrera contra el oxígeno, dióxido de carbono o agua. En películas industriales, por ejemplo, se requieren una mayor resistencia al rayado, resistencia a productos químicos o una acción protectora contra rayos UV.

Las demandas para una acción de barrera se plantean sobre todo en el campo de materiales de envasado. El estado de la técnica está representado por diversos procedimientos para mejorar la acción de barrera insuficiente de polímeros puros.

En la producción de los que se conoce como materiales compuestos de película, una pluralidad de películas de las que al menos una está constituida por un material con una acción de barrera incrementada se combinan mediante coextrusión, laminado o forrado.

Un material de película con una acción de barrera incrementada contra el oxígeno es, por ejemplo, EVOH. Sin embargo, este polímero tiene la desventaja de que la acción de barrera de la película pollmérica es dependiente de la humedad y disminuye en gran medida a contenidos elevados de humedad atmosférica.

Mediante aplicación por vaporización al vacío es posible aplicar capas de barrera a películas poliméricas. A este respecto, éstas pueden ser capas metálicas tales como, por ejemplo, capas de aluminio u oxídicas tales como Al2O3

o SiOx. Las películas recubiertas con aluminio mediante aplicación por vaporización tienen la desventaja de que no son transparentes. La fabricación de recubrimientos transparentes tales como SiOx por medio del procedimiento de deposición de vapores químicos (CVD) es muy cara y por lo tanto, está asociada con un gasto enorme en aparatos y financiero. Además, las capas de SiOx no estequiométricas pueden presentar una coloración amarilla, que no es deseable.

Por la bibliografía se sabe que los polísilazanos pueden incrementar la acción de barrera en plásticos, pero hasta la fecha sólo se conocen procedimientos de recubrimiento y curado en los que los plásticos recubiertos con polisilazano deben tratarse durante un período prolongado a una temperatura elevada, humedad o con determinados productos químicos, de tal modo que no son adecuados para un procedimiento en continuo económico para el recubrimiento de películas poliméricas.

El documento US 5.747.623 describe la fabricación de capas cerámicas de polisilazanos. Los ejemplos 20 y 21 también mencionan el recubrimiento de películas de PET con perhidropolisilazano. El curado del recubrimiento se realiza mediante calentamiento a 150 °C durante una hora, seguido de tratamiento de tres horas en ácido clorhídrico diluido o a 95 °C y el 80 % de humedad relativa del aire. Ambos procedimientos no son adecuados para un procedimiento industrial para recubrir películas poliméricas.

El documento JP-81 74 763 describe un material de envasado que está provisto de una capa protectora de perhidropolisilazano. A este respecto, no se ha especificado con precisión de que solución de polisilazano se trata y si ésta contiene un catalizador. El curado del recubrimiento se realiza mediante secado y calcinación posterior en una atmósfera oxidante. No existen datos en los ejemplos de las condiciones precisas que se requieren para el curado.

El documento JP-100 16 150 describe el uso de un polisilazano para producir una capa de barrera en una película polímérica. En el ejemplo descrito, el acondicionamiento del polisilazano se realiza dentro de un período de 150 horas a una temperatura de 60-70 °C. Este procedimie nto es por lo tanto inadecuado para usarlo a escala industrial para recubrimientos de películas.

El documento JP-93 00 522 describe el uso de un polisilazano para fabricar una capa de barrera sobre un polímero biodegradable. En el ejemplo 20 se describe la aplicación del polisilazano. El curado se realiza en un procedimiento de dos etapas, primero a 120 °C en un periodo de ho ra, seguido de una etapa de acondicionamiento a 80 °C y el 90 % de humedad relativa del aire en 2 horas. Este procedimiento tampoco representa un procedimiento de recubrimiento económico para un recubrimiento de películas industrial.

El documento EP-781 815 A1 describe procedimientos para fabricar un recubrimiento cerámico a partir de polisilazanos. En los ejemplos 27 a 59 se describe también el recubrimiento en continuo de películas pollméricas. A este respecto, se describen diversos procedimientos para acondicionar el recubrimiento que constan de una combinación de dos de un total de cuatro etapas posibles.

Una etapa de acondicionamiento es el paso a través de una zona de secado a temperatura elevada, que adicionalmente contiene vapor de agua. De forma alternativa, la zona de secado, en lugar de vapor de agua, también puede contener diversos productos químicos gaseosos (peróxido de hidrógeno, cloruro de hidrógeno, ácido acético o aminas) . Una tercera etapa posible es el paso a través de un baño de inmersión (lleno de agua, ácidos inorgánicos u orgánicos, solución de hidróxido de sodio, aminas o peróxido de hidrógeno) . Finalmente, el almacenamiento de la película recubierta en condiciones climáticas definidas durante un período prolongado es una etapa para el acondicionamiento.

Los procedimientos descritos para acondicionar el recubrimiento de polisilazano, por una parte, consumen mucho tiempo, debido a que las etapas individuales requieren de unos cuantos minutos a varias horas y por lo tanto, no son rentables para un procedimiento de recubrimiento en continuo industrial. Además, el tratamiento de la película con productos químicos no inocuos que deben aplicarse en un procedimiento caro, es problemático. Dichos procedimientos implican un gasto elevado en aparatos, apareciendo adicionalmente la problemática del reciclado o la eliminación de los productos químicos usados; además, los productos químicos en exceso deben eliminarse mediante lavado de la película polimérica, lo que precisa una etapa de trabajo adicional. Todos estos procedimientos tienen en común que pueden aplicarse, ciertamente, capas de barrera a materiales polimérícos con polisilazanos, pero el curado del recubrimiento implica tiempos de procedimiento tan prolongados o es técnicamente tan caro que no son adecuados para un procedimiento técnico que requiera un alto rendimiento con el fin de ser económicamente viable.

Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención desarrollar un procedimiento para el recubrimiento en continuo de películas, en particular para películas políméricas a base de polisilazano, con el que se puedan mejorar determinadas propiedades técnicas de aplicación relevantes de las películas y que además sea económico y garantice un recubrimiento rápido de la película.

De manera sorprendente, ahora se ha descubierto que los recubrimientos a base de polisilazanos se pueden aplicar a películas y acondicionarse en un procedimiento de recubrimiento en continuo que incluye solamente una etapa corta de secado dentro de tiempos de procedimiento cortos, y simultáneamente mejora determinadas propiedades técnicas de aplicación en películas, especialmente películas poliméricas, tales como acción de barrera, resistencia a productos químicos, absorción de rayos UV o resistencia al rayado. Por lo tanto, un objeto de la invención es un procedimiento para el recubrimiento en continuo de películas en el que se aplica una solución de un polisilazano o una mezcla de polisilazanos de la fórmula 1

en la que R', R", R'" son iguales o diferentes y representan independientemente unos de otros hidrógeno o un resto alquilo, arilo o (trialcoxisilil) alquilo dado el caso sustituido, siendo n un número entero que está dimensionado de modo que el polisilazano presente un peso molecular numérico promedio de 150 a 150 000 g/mol, en un disolvente y al menos un catalizador sobre una película y a continuación se deja pasar por un tramo de secado y el secado se realiza por tratamiento de temperatura, radiación IR... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para recubrir películas en continuo, caracterizado porque se aplica una solución que contiene un polisilazano o una mezcla de polisilazanos de la fórmula (1)

en la que R', R", R'" son iguales o diferentes y representan bien hidrógeno o bien un resto alquilo, arilo o (trialcoxisilil) alquilo dado el caso sustituido, siendo n un número entero que está dimensionado de modo que el polisilazano tenga un peso molecular numérico promedio de 150 a 150 000 g/mol, en un disolvente y al menos un catalizador, a una película y a continuación ésta se deja pasar por un tramo de secado y el secado se realiza por tratamiento de temperatura, radiación IR o NIR en un intervalo de longitudes de onda de 12 a 1, 2 micrómetros o de

1, 2 a 0, 8 micrómetros, a una intensidad de radiación de 5 – 100 kW/m2.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el procedimiento de secado se realiza en un periodo inferior a 60 segundos, preferentemente inferior a 30 segundos.

3. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque las películas que se van a recubrir son películas poliméricas.

15 4. Película polímérica fabricada según un procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3.

5. Película polimérica según la reivindicación 4, caracterizada porque el polímero es una políolefina, poliéster, poliamida, policarbonato, PMMA o PVC,

6. Película polimérica según la reivindicación 4 y/o 5, caracterizada porque el recubrimiento tiene un grosor de capa en el intervalo de 0.02 a 10 micrómetros.

20 7. Material compuesto de película, caracterizado porque una o varias películas poliméricas según al menos una de las reivindicaciones 4 a 6 se combinan con una o varias películas poliméricas adicionales dando un material compuesto de película.