Composición de poliolefina.

Composición de poliolefina, que comprende:

- entre un 30 y un 80% en peso,

con respecto a la cantidad total de composición de poliolefina, de un componente polimérico resistente al agua y de barrera al vapor de agua, que comprende un homopolímero o copolímero o terpolímero de polipropileno adecuado para preparar películas de orientación biaxial y presenta un índice de fluidez (MFR; 230ºC/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 1 y 100 g/10 min,

- entre un 15 y un 40% en peso, con respecto a la cantidad total de composición de poliolefina, de un componente polimérico de barrera al oxígeno,

- entre un 5 y un 30% en peso, con respecto a la cantidad total de composición de poliolefina, de una carga mineral anisótropa que tiene forma de plaquetas, en la que un 95% en peso de las partículas tiene un tamaño de partícula menor de 25 μm, y que se selecciona entre el grupo que comprende talco, mica, montmorillonita, wollastonita, bentonita, sílice, halloisita, caolinita y otros filosilicatos, y

- entre un 0 y un 10% en peso, con respecto a la cantidad total de composición de poliolefina, de un compatibilizador.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/006965.

Solicitante: BOREALIS AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: WAGRAMERSTRASSE 17-19 1220 VIENNA AUSTRIA.

Inventor/es: GAHLEITNER, MARKUS, JOHANSEN, GEIR, MORTEN, Skau,Karl Isak, ØYSÆD,HARRY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B29D7/01 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B29 TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL.B29D FABRICACION DE OBJETOS PARTICULARES A PARTIR DE MATERIAS PLASTICAS O DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO (fabricación de gránulos B29B 9/00; fabricación de preformas B29B 11/00). › B29D 7/00 Fabricación de objetos planos, p. ej. películas u hojas (B29D 24/00 tiene prioridad). › Películas u hojas.
  • B32B27/20 B […] › B32 PRODUCTOS ESTRATIFICADOS.B32B PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS CAPAS DE FORMA PLANA O NO PLANA, p. ej. CELULAR O EN NIDO DE ABEJA. › B32B 27/00 Productos estratificados compuestos esencialmente de resina sintética. › utilizando cargas, pigmentos, agentes tixotrópicos.
  • C08J5/18 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08J PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS; TRATAMIENTO POSTERIOR NO CUBIERTO POR LAS SUBCLASES C08B, C08C, C08F, C08G o C08H (trabajo, p. ej. conformado, de plásticos B29). › C08J 5/00 Fabricación de artículos o modelado de materiales que contienen sustancias macromoleculares (fabricación de membranas semipermeables B01D 67/00 - B01D 71/00). › Fabricación de películas u hojas.
  • C08K3/00 C08 […] › C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › Utilización de ingredientes inorgánicos.
  • C08L23/08 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › C08L 23/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono; Composiciones de derivados de tales polímeros. › Copolímeros de etileno (C08L 23/16 tiene prioridad).
  • C08L23/10 C08L 23/00 […] › Homopolímeros o copolímeros de propeno.

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Fragmento de la descripción:

Composición de poliolefina Campo de la invención La presente invención se refiere a una composición de poliolefina (PO) que comprende un componente polimérico resistente al agua y de barrera al vapor de agua, un polímero de barrera al oxígeno y una carga mineral anisótropa, en la que la composición es una composición de polipropileno (PP) ; a un procedimiento para la preparación de monocapas o artículos monocapa que comprenden la composición de PO; y a artículos, particularmente envases, constituidos por la composición de PO.

Descripción de la técnica anterior

Muchos envases para alimentos y bebidas están constituidos por polímeros termoplásticos, entre los que se utiliza ampliamente el tereftalato de polietileno (PET) debido a su rigidez, sus propiedades de barrera, su transparencia y su capacidad de procesamiento.

Los envases de PP conocidos, a pesar de que son más resistentes al calor que los respectivos envases de PET y tienen una mayor resistencia al agua y al vapor de agua en términos de barrera y de hidrólisis, son limitados en algunos de estos aspectos.

Particularmente, las propiedades de barrera al oxígeno del PP son pobres.

El documento US 6316114 da a conocer PP mezclado con copolímeros de etileno-alcohol vinílico (EVOH) que se utiliza para formar películas de orientación biaxial que presentan propiedades de barrera al oxígeno diez veces mejores que el PP solo. Sin embargo, estos materiales tienen poca rigidez, lo que les hace inadecuados para envases rígidos.

El documento WO 2006/080715 describe composiciones de nanocompuestos mezclados en seco que comprenden de 40 a 97 ppp (partes por peso) de PP y de 3 a 60 ppp de nanocompuesto intercalado en el PP, comprendiendo este último entre el 0, 1 y el 42% de arcilla con un contenido orgánico comprendido entre el 1 y el 45% en peso. Las propiedades de barrera al oxígeno mejoraron sólo ligeramente.

En J. Appl. Polym. Sci. 93, 1102-1109 (2004) , Grunlan y otros, se describe el efecto de la concentración de arcilla en la permeabilidad al oxígeno y las propiedades ópticas de un alcohol polivinílico modificado (PVOH) . Aunque el PVOH modificado tiene una permeabilidad al oxígeno baja, la estabilidad de las composiciones resultantes disminuyó y su capacidad de procesamiento se redujo sustancialmente.

En el documento US 5854326 también se dan a conocer composiciones parecidas.

Descripción de la invención Según un primer aspecto, la presente invención da a conocer una composición que comprende un componente polimérico resistente al agua y de barrera al vapor de agua, un componente polimérico de barrera al oxígeno y una carga mineral anisótropa, según la reivindicación 1.

La carga mineral anisótropa tiene forma de plaquetas, preferentemente con dos dimensiones significativamente mayores que la tercera. En su mayor medida, las plaquetas de carga mineral tienen preferentemente un tamaño máximo de 20 μm, más preferentemente de 15 μm.

La carga mineral se selecciona entre el grupo que comprende talco, mica, montmorillonita, wollastonita, bentonita, sílice, halloisita, caolinita y otros filosilicatos.

Preferentemente, la carga es laminar, por ejemplo, arcilla, mica o talco. Más preferentemente, la carga está finamente dividida. La carga finamente dividida está compuesta por aproximadamente el 95% en peso de partículas con un tamaño de partícula menor de 25 μm, preferentemente menor de 15 μm, y aproximadamente entre el 20 y el 30% en peso de partículas con un tamaño de partícula menor de 1 μm. En la presente invención, se puede utilizar cualquier material de capa, siempre y cuando tenga capacidad de dispersarse en la composición polimérica. Preferentemente, la carga puede ser un compuesto a base de arcilla o una carga submicrométrica, tal como talco o mica, habitualmente tratada, por ejemplo mediante trituración, para obtener in situ partículas pequeñas, es decir, submicrométricas, tal como se ha indicado anteriormente.

Naturalmente, la carga también puede contener componentes que comprenden una mezcla de diferentes sustancias de relleno, tales como mezclas de sustancias de relleno a base de arcilla y talco.

Preferentemente, como carga se utiliza talco, más preferentemente talco en polvo fino. De la forma más preferente, se utiliza talco como única carga. Aún más preferentemente, el talco utilizado tiene un corte superior de tamaño de partícula menor de 25 μm (un 95% de partículas por debajo de ese tamaño, según la norma ISO 787-7) , aún más preferentemente menor de 15 μm (95% <) .

Entre los talcos en polvo fino adecuados disponibles en el mercado se encuentran Tital 15, con un tamaño de partícula d97 (corte superior) de 21 μm y una superficie específica (BET) de 10 m2/g, Tital 10, con un tamaño de partícula d97 (corte superior) de 10 μm y una superficie específica (BET) de 16 m2/g, ambos distribuidos por Ankerpoort NV, Países Bajos, o Luzenac A7, con un tamaño de partícula d97 (corte superior) de 7 μm y una superficie específica (BET) de 18 m2/g, distribuido por Luzenac S. A., Francia.

La cantidad de carga utilizada está comprendida entre el 5 y el 30% en peso con respecto al peso total de la composición de PO, más preferentemente entre el 8 y el 25% en peso.

Los inventores han descubierto que, con la adición de la carga mineral, la composición de PO aumenta su resistencia al agua y su capacidad de barrera al vapor de agua, así como su capacidad de barrera al oxígeno, y además exhibe propiedades deseables con respecto a la rigidez.

Como componente polimérico resistente al agua y de barrera al vapor de agua, se utiliza preferentemente un componente polimérico de barrera de poliolefina (PO) .

Las poliolefinas son homopolímeros, copolímeros o terpolímeros de polipropileno adecuados para preparar películas que se caracterizan por un índice de fluidez (MFR2) a 230ºC y una carga de 2, 16 kg, según la norma ISO 1133, comprendido entre 1 y 100 g/10 min, preferentemente entre 1, 5 y 50 g/10 min, más preferentemente entre 2 y 20 g/10 min.

Resultan aún más preferentes los copolímeros o terpolímeros aleatorios de propileno con comonómeros seleccionados entre etileno y alfa-olefinas con entre 4 y 12 átomos de carbono, preferentemente con entre 4 y 8 átomos de carbono, preferentemente con un contenido de comonómero menor del 8% en peso.

De la forma más preferente, se utilizan copolímeros o terpolímeros aleatorios de polipropileno con etileno y/o buteno como comonómeros en una cantidad comprendida entre el 0, 5 y el 6% en peso.

El polímero de polipropileno utilizado en la presente invención puede ser unimodal o multimodal. El perfil de peso molecular de un polímero unimodal comprende un único pico. El término multimodal, preferentemente bimodal, hace referencia al hecho de que su perfil de peso molecular no comprende un único pico, sino una combinación de dos o más picos (que pueden ser distinguibles o no) centrados alrededor de diferentes pesos moleculares medios, lo que se debe al hecho de que el polímero comprende dos o más componentes producidos por separado, por ejemplo, componentes mezclados o, más preferentemente, componentes preparados in situ.

Los polímeros multimodales se pueden preparar por simple mezclado, por polimerización en dos o más etapas o mediante la utilización de dos o más catalizadores de polimerización diferentes en una polimerización de una etapa. Preferentemente, sin embargo, se producen mediante una polimerización en dos etapas utilizando el mismo catalizador, por ejemplo, un catalizador metaloceno o, preferentemente, un catalizador de Ziegler-Natta, particularmente una polimerización en suspensión en un reactor de bucle seguida por una polimerización en fase gaseosa en un reactor de fase gaseosa. Se pueden utilizar cocatalizadores, soportes/portadores, donadores de electrones, etc., convencionales.

Son procedimientos preferentes los procedimientos Borstar® PP y Borstar® PE, de Borealis. Son copolímeros aleatorios particularmente preferentes los producidos según la descripción del documento WO 03/002625 A1.

Se pueden preparar polímeros unimodales mediante un procedimiento de una etapa, por ejemplo, con los parámetros anteriores para los procedimientos en suspensión y en fase gaseosa. Los catalizadores que se pueden utilizar son los mismos que los que se utilizan para la preparación de polímeros multimodales.

La poliolefina también se puede mezclar con cantidades menores de aditivos estándar de polimerización conocidos por el experto en la materia, tales como agentes de procesamiento de polímeros, agentes de nucleación, antioxidantes, agentes de recalentamiento,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición de poliolefina, que comprende:

- entre un 30 y un 80% en peso, con respecto a la cantidad total de composición de poliolefina, de un componente polimérico resistente al agua y de barrera al vapor de agua, que comprende un homopolímero o copolímero o terpolímero de polipropileno adecuado para preparar películas de orientación biaxial y presenta un índice de fluidez (MFR; 230ºC/2, 16 kg; ISO 1133) comprendido entre 1 y 100 g/10 min,

- entre un 15 y un 40% en peso, con respecto a la cantidad total de composición de poliolefina, de un componente polimérico de barrera al oxígeno,

- entre un 5 y un 30% en peso, con respecto a la cantidad total de composición de poliolefina, de una carga mineral anisótropa que tiene forma de plaquetas, en la que un 95% en peso de las partículas tiene un tamaño de partícula menor de 25 μm, y que se selecciona entre el grupo que comprende talco, mica, montmorillonita, wollastonita, bentonita, sílice, halloisita, caolinita y otros filosilicatos, y

- entre un 0 y un 10% en peso, con respecto a la cantidad total de composición de poliolefina, de un compatibilizador.

2. Composición, según la reivindicación 1, en la que el componente polimérico resistente al agua y de barrera al vapor de agua comprende un homopolímero o copolímero o terpolímero con un índice de fluidez (MFR; 230ºC/2, 16 kg; ISO 1133) comprendido entre 1, 5 y 50 g/10 min.

3. Composición, según la reivindicación 2, en la que el polipropileno es un homopolímero o copolímero o terpolímero aleatorio con comonómeros seleccionados entre etileno y alfa-olefinas con entre 4 y 12 átomos de carbono, con un contenido de comonómero menor del 8% en peso.

4. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente polimérico de barrera al oxígeno comprende polietileno-alcohol vinílico y/o una poliamida.

5. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la carga mineral es talco.

6. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el compatibilizador comprende un copolímero de bloque de poliolefina o estireno modificado por ácido o anhídrido.

7. Composición, según la reivindicación 6, en la que el compatibilizador comprende homopolímeros o copolímeros de polipropileno o polietileno injertados con anhídrido maleico y/o copolímeros de bloque de estireno injertados con anhídrido maleico y/o hidrogenados que tienen un índice de fluidez MFR2 (ISO 1133) comprendido entre 1 y 100 g/10 min, y en la que el contenido de anhídrido de los polímeros injertados con anhídrido maleico está comprendido entre el 0, 1 y el 10% en peso.

8. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende

(a) entre el 40 y el 65% en peso de componente polimérico de barrera al vapor de agua,

(b) entre el 20 y el 35% en peso de componente polimérico de barrera al oxígeno, preferentemente EVOH y/o poliamida,

(c) entre el 8 y el 20% en peso de carga mineral anisótropa, preferentemente talco, arcilla o mica, y

(d) entre el 0, 3 y el 8% en peso de compatibilizador.

9. Composición, según la reivindicación 8, que comprende un 30% en peso de polietileno-alcohol vinílico, un 20% en peso de talco y entre un 0, 5 y un 6% en peso de compatibilizador en un copolímero aleatorio de polipropileno.

10. Utilización de una composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para técnicas de extrusión de película fundida seguidas de técnicas de estiramiento uniaxial o biaxial y técnicas de inyección y moldeo por soplado, particularmente para moldeo por inyección, soplado y estiramiento, para formar una monocapa o un artículo monocapa.

11. Monocapa o artículo monocapa preparado a partir de una composición de poliolefina, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, mediante técnicas de extrusión de película fundida seguidas por moldeo por inyección, soplado y estiramiento, que tiene un módulo de tracción, por lo menos, de 2.000 MPa, y una permeabilidad al oxígeno de ≤ 100 cm3O2/m2 24 h.

12. Envase o artículo, que comprende una monocapa, según la reivindicación 11, que forma un envase o artículo monocapa, opcionalmente en combinación con una o más capas poliolefínicas que forman un envase o artículo multicapa.

13. Envase, según la reivindicación 12, que es un envase para alimentos o una botella para bebidas.


 

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