Películas multicapa antiestáticos basadas en polipropileno biaxialmente orientado con recubrimiento en línea.

Un film antiestático de base acrílica/maleica recubierto en línea,

multicapa y basado en polipropileno biaxialmenteorientado (BOPP) que comprende:

- una capa de piel que comprende un polipropileno o la mixtura de polipropileno con copolímero poli(etilenoco-propileno) o terpolímero poli(etileno-co-propileno-co-butileno) y una capa antiestático delgada recubiertaen línea en la superficie;

en donde la capa antiestático delgada recubierta en línea en la superficie comprende una mixtura de:

(1) polímero de matriz acrílica o copolímeros reticulables de anhídrido maleico y

(2) agente iónico antiestático basado en los sistemas binarios complejos que se seleccionan depoli(etilen-imina)s (PEIs) lineales o ramificadas/oligo(ácido acrílico),

copolímeros PEIs/(met)acrílicos, y

copolímeros PEIs/solubles en agua de anhídrido maleico con diferentes comonómeros;

- dos capas internas entre la capa de piel y la capa de núcleo y entre la capa de núcleo y la capa externa,que comprenden un polipropileno o la mixtura de polipropileno con copolímero poli(etileno-co-propileno) oterpolímero poli(etileno-co-propileno-co-butileno),

- una capa de núcleo entre dichas dos capas internas, que comprende polipropileno,

- una capa externa tratada que comprende un polipropileno o copolímero poli(etileno-co-propileno) oterpolímero poli(etileno-co-propileno-co-butileno).

Películas multicapa antiestáticos basadas en polipropileno biaxialmente orientado con recubrimiento en línea

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al campo de la fabricación y usos de los plásticos. Más específicamente, la presente invención se refiere a films de poliolefina multicapa con recubrimiento en línea que exhiben propiedades de superficie mejoradas tales como propiedad antiestático, adhesión de sellado en frío, deslizabilidad, tensión de humectación, imprimibilidad y adhesión excelentes a diferentes colas de laminación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN (TÉCNICA ANTERIOR)

Es sabido que muchos materiales de empaquetamiento de polímeros termoplásticos, tales como films, hojas,

recubrimientos, espumas, y análogos, que exhiben flexibilidad y resistencia mecánica adecuadas tienen una amplia gama de áreas de aplicación en las industrias alimentaria y no alimentarias tales como empaquetamiento de alimentos, agricultura, aplicaciones industriales de envolvimiento, medicina, farmacia, industrias de material eléctrico y electrónico, y análogas.

Las diversas metas de estos materiales, especialmente films de empaquetamiento, con inclusión de films de poliolefina biaxialmente orientados, son: (1) tener propiedades de superficie requeridas tales como propiedades antiestáticos, tensión de humectación, adhesión adecuada y deslizabilidad durante su explotación en diversas condiciones, (2) asegurar que los films retienen sus propiedades ópticas (turbidez, brillo, opacidad, etc.) y térmicas (susceptibilidad de termosellado, etc.) (3) asegurar que los films retienen sus propiedades de tracción y mecánicas necesarias para las aplicaciones especificadas.

En la actualidad, los films antiestáticos se producen por incorporación de aditivos en forma de mezcla madre en el film durante la extrusión o por recubrimiento del film fuera de la línea después de la producción con diversos tipos de aditivos antiestáticos orgánicos tales como aminas etoxiladas, poliiminas, y análogas, que contienen iones cargados positivamente en sus moléculas, para preparar los polímeros termoplásticos convencionales formadores de film, tales como poliolefinas, poli (cloruro de vinilo) flexible, polímeros de estireno, poliésteres, copolímeros funcionales de α-olefinas, y análogos.

Existen cierto número de publicaciones de patentes disponibles relacionadas con films termoplásticos con recubrimiento en línea, films antiestáticos delgadas de poliolefinas, films de polipropileno biaxialmente orientados termosellables o no termosellables cavitadas que contienen diversos tipos de aditivos orgánicos e inorgánicos, tales como polietilenglicol y su éter estearílico, monoésteres de ácidos grasos con alcoholes polivalentes, monoglicéridos de ácidos grasos, alcohol-ésteres y amidas o sales metálicas de ácidos grasos monocarboxílicos saturados o insaturados, compuestos amínicos e imínicos de peso molecular bajo y alto, cargas y pigmentos inorgánicos, sílices y agentes antibloqueo orgánicos, y análogos. Los ésteres de ácidos grasos, alquilaminas etoxiladas, dietanolamidas y alcoholes etoxilados son agentes antiestáticos no iónicos convencionales utilizados predominantemente en composiciones de films de poliolefina.

Más específicamente, un laminado de film de resina termoplástica con propiedad antiestático, tal como se describe en la patente U.S. 4.605.591, se refiere a un film poliéster y una capa de composición de resina poliéster provista sobre al menos una superficie de el film, comprendiendo dicha composición (A) un copolímero de poliéster insoluble en agua o una mixtura de los ácidos dicarboxílicos alifáticos o alicíclicos y sus derivados de sulfonatos metálicos (ácido sulfoftálico y sus análogos isoestructurales) con glicoles alifáticos que contienen C2-8 y glicoles alicíclicos con C2-8 y (B) partículas inertes inorgánicas tales como carbonato de calcio fino, caolín, bentonita, zeolita y análogos (la ratio en peso de (A) / (B) = 100/0, 5-3, 0) ; tomando en consideración la transparencia y la deslizabilidad, el uso preferido de esta patente de invención de ácidos silícicos naturales y sintéticos. La composición contenía también uno o más ingredientes seleccionados del grupo constituido por una silicona soluble en agua, un compuesto reactivos polifuncional, un poli (etilenglicol) y su derivado (0, 1-15% en peso) y un agente antiestático. Este laminado 45 de film se producía preferiblemente por un método de recubrimiento en línea.

Aunque esta invención recomendaba la posibilidad de producción de laminado de film utilizando otros polímeros termoplásticos no polares, especialmente poliolefinas, sin embargo este método no es aplicable a poliolefinas (polietileno, polipropileno y copolímeros de α-olefinas) dado que la superficie de los films de dichos polímeros es fuertemente hidrófoba y la formación de recubrimientos delgados a partir de sistemas monómeros polares en su 50 superficie no es posible sin tratamientos preliminares de la superficie (corona, plasma, llama y tratamientos químicos) . El film de laminado de poliéster de acuerdo con esta invención es un film extruido en fusión, no orientado u orientado uniaxialmente y no-mono o multicapa, y el laminado resultante está orientado además uniaxial o biaxialmente.

En la patente EP 0505861 A2, se da a conocer un film laminado que comprende film poliéster de 3-300 μm y al

menos una capa de recubrimiento de 0, 01-5, 0 μm en una o ambas superficies de dicha film poliéster. El film delgada de recubrimiento contenía (a) un polímero que tiene átomos de nitrógeno catiónicos en la cadena principal del mismo, (b) un polímero ligante seleccionado del grupo constituido por poliésteres, poliacrílicos, poliuretanos,

polímeros clorados y mixturas de los mismos, (c) un material seleccionado del grupo constituido por partículas, lubricantes y mixturas de los mismos, y (d) un reticulador seleccionado del grupo constituido por melamina o agentes reticuladores epoxídicos y sus mixturas. Dicha film de recubrimiento se formaba por un método de recubrimiento en línea. Este film laminado está orientado mono-o biaxialmente, lo cual es excelente en cuanto a propiedades antiestáticas, adhesión y deslizabilidad. En la patente EP 0172269 A2 se da a conocer un laminado de film de resina copoliéster termoplástica que comprende (A) un copolímero de poliéster insoluble en agua que contiene un componente de ácido dicarboxílico mezclado con un grupo sulfonato metálico y un componente glicol y (B) partículas inertes; la ratio en peso de (A) / (B) = 100/0, 5-3, 0. La composición del film contenía una silicona soluble en agua, un compuesto polifuncional reactivo, un poli (etilenglicol) y su derivado y derivados de ácido fosfórico como los agentes antiestáticos. El film de laminado de copoliéster se producía preferiblemente por recubrimiento en línea. De acuerdo con la patente EP 0362568 A2, el film poliéster antiestático es útil en diversas aplicaciones que incluyen medios de registro magnéticos, artes gráficas, presentaciones, materiales de empaquetamiento, materiales de construcción, etcétera. Se citan varias publicaciones de patente que mejoran la adhesión entre la superficie del film básica de polímero y la superficie del recubrimiento utilizando diversas composiciones de polímero para soluciones de recubrimiento. Tales recubrimientos incluyen composiciones basadas en poli (etilen-imina) (patente US 5.156.904) , materiales termoendurecibles acrílicos o metacrílicos (patente US 4.571.363) , copolímero reticulado estirenoanhídrido maleico (patente US 4.410.600) , copolímero de cloruro de vinilideno (patente US 2.698.240) , copoliésteres dispersables en agua (patente US 5.156.904) y recubrimientos de polímero análogos. Entre dichos recubrimientos, la poli (etilen-imina) es sumamente utilizada como ingrediente de recubrimiento entre diversos films termoplásticos ionómeros y no ionómeros tales como poliéster o celofán/polietileno (reexpedición de la patente US No. 28554) , polipropileno/otros polímeros (patente US 4.139.643) , y sistemas polímeros análogos. Películas de polímero orientadas, preferiblemente poli (tereftalato de etileno) , recubiertos con poli (etilen-imina) y/o poliamido-poli (etilenimina) se dan a conocer en la patente US 5.156.904 y la patente US 5.453.326, respectivamente, en las cuales la poli (etilen-imina) se recubre por un método en línea, es decir, durante el proceso de fabricación de el film, el film de polímero se forma antes de endurecer el film por calentamiento. El film recubierto en línea, cuando se utilizaba para fabricar un laminado con otros polímeros tales como polietileno o polímeros... [Seguir leyendo]

1. Un film antiestático de base acrílica/maleica recubierto en línea, multicapa y basado en polipropileno biaxialmente orientado (BOPP) que comprende:

● una capa de piel que comprende un polipropileno o la mixtura de polipropileno con copolímero poli (etilenoco-propileno) o terpolímero poli (etileno-co-propileno-co-butileno) y una capa antiestático delgada recubierta en línea en la superficie; en donde la capa antiestático delgada recubierta en línea en la superficie comprende una mixtura de:

(1) polímero de matriz acrílica o copolímeros reticulables de anhídrido maleico y

(2) agente iónico antiestático basado en los sistemas binarios complejos que se seleccionan de poli (etilen-imina) s (PEIs) lineales o ramificadas/oligo (ácido acrílico) , copolímeros PEIs/ (met) acrílicos, y copolímeros PEIs/solubles en agua de anhídrido maleico con diferentes comonómeros;

● dos capas internas entre la capa de piel y la capa de núcleo y entre la capa de núcleo y la capa externa, que comprenden un polipropileno o la mixtura de polipropileno con copolímero poli (etileno-co-propileno) o terpolímero poli (etileno-co-propileno-co-butileno) ,

● una capa de núcleo entre dichas dos capas internas, que comprende polipropileno,

● una capa externa tratada que comprende un polipropileno o copolímero poli (etileno-co-propileno) o terpolímero poli (etileno-co-propileno-co-butileno) .

2. El film de base acrílica/maleica antiestático recubierto en línea de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los diferentes comonómeros se seleccionan de etileno, propileno, N-isopropilacrilamida, y N-vinil-2-pirrolidona.

3. El film de base acrílica/maleica antiestático recubierto en línea de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la al menos una capa delgada con recubrimiento antiestático comprende un adhesivo acrílico convencional y un aditivo polímero antiestático especial seleccionado de los grupos constituidos por mixturas polímeras formadoras de complejos de homo-o copolímeros de ácido (met) acrílico o copolímero hidrolizado alternante de anhídrido maleico y de poli (etilen-imina) lineal o ramificada con ratio de unidades amina/ácido carboxílico equivalente.

4. El film antiestático de base acrílica/maleica recubierto en línea de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la al menos una capa delgada con recubrimiento antiestático comprende una composición adhesiva especial seleccionada de los grupos constituidos por copolímero alternante soluble en agua de anhídrido maleico con αolefinas, preferiblemente etileno y propileno y comonómeros funcionales, preferiblemente N-isopropil-acrilamida, Nvinil-2-pirrolidona, y análogos, poli (etilenglicol) como reticulador y un catalizador soluble en agua, preferiblemente un catalizador de tipo carbamida.

5. El film de base acrílica/maleica antiestático recubierto en línea de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el espesor de recubrimiento que se aplica en línea tiene un grosor igual a o menor que 0, 5 μm.

6. El film de base acrílica/maleica antiestático recubierto en línea de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el recubrimiento que se aplica en línea comprende un homopolímero o copolímero de ácido (met) acrílico que tiene un peso molecular medio (MW) que es igual a o mayor que 1500 g/mol.

7. El film de base acrílica/maleica antiestático recubierto en línea de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el recubrimiento que se aplica en línea comprende un copolímero alternante de anhídrido maleico que tiene un peso molecular medio (Mn) que es igual a o mayor que 10.000 g/mol.

8. El film de base acrílica/maleica antiestático recubierto en línea de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el recubrimiento que se aplica en línea comprende una poli (etilen-imina) lineal o ramificada que tiene un peso molecular medio (Mn) que es igual a o mayor que 480 g/mol o 2000 g/mol, respectivamente.

9. El film de base acrílica/maleica antiestático recubierto en línea de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el recubrimiento que se aplica en línea comprende un reticulador de poli (etilen-glicol) que tiene un peso molecular medio (Mn) que es igual a o mayor que 420 g/mol.

10. El film de base acrílica/maleica antiestático recubierto en línea de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el espesor de la capa superficial de piel que se aplica por la técnica de recubrimiento en línea es igual a o mayor que 0, 8 μm de grueso.

11. El film de base acrílica/maleica antiestático recubierto en línea de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa externa tratada comprende sílice y/o aditivos orgánicos antibloqueo y aditivos de deslizamiento/antiestáticos.

12. El film de base acrílica/maleica antiestático recubierto en línea de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las capas internas y la capa de núcleo comprenden mezcla madre blanca de TiO2, mezcla madre de deslizamiento/antiestática y mezcla madre de CaCO3 para producir un film sólido blanco o blanco cavitado de BOPP.

13. El film de base acrílica/maleica antiestático recubierto en línea de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa externa tratada se ha sometido a tratamiento en corona o a la llama o en plasma.

donde R = R1 = H, CH3, isopropilacrilamida y pirrolidona, eslabones de cadena lateral, etc.; R2 = H, alquilo, halógeno, etc.

FIG. 1.