Proceso para la preparación de una película opaca de poliéster.

Proceso para la fabricación de una película opaca y brillante a partir de una composición termoplástica depoliéster,

que comprende las etapas de

a) extrudir la composición de poliéster a través de un troquel de ranura, y templarla para formar una películasustancialmente amorfa que tiene una cristalinidad del 5% como máximo;

b) calentar rápidamente la película amorfa hasta una temperatura de estiramiento en el intervalo de Tg a (Tg + 50) °Cal tiempo que se aplica una relación de estiramiento en el intervalo entre λiniciación y λmáxima en dirección longitudinal, yuna velocidad de estiramiento de al menos 1 m/min para formar una película orientada que presenta blanqueamientopor tensión, en el que λiniciación es la relación de estiramiento a la cual se produce una transferencia desde unproducto transparente hacia un producto blanqueado por tensión y λmáxima es relación de estiramiento a la que seproduce el fallo de la película blanqueada por tensión;

c) termo-fraguar la película orientada blanqueada por tensión;

y en el que la composición termoplástica de poliéster sustancialmente consta de al menos un poliéster cristalizablederivado de al menos un diol alifático y al menos un ácido dicarboxílico aromático, y la composición está exenta deaditivos que inducen la formación de huecos.

Proceso para la preparación de una película opaca de poliéster

La invención se refiere a un proceso para la preparación de una película opaca a partir de una composición termoplástica de poliéster, que comprende las etapas de:

a) extrudir la composición de poliéster a través de un troquel de ranura, y templarla para formar una película sustancialmente amoría;

b) calentar la película amoría al tiempo que se aplica una relación de estiramiento en dirección longitudinal para formar una película orientada;

c) termo-fraguar la película orientada.

La invención también se refiere a una película opaca de poliéster que se puede obtener mediante un proceso de acuerdo con la invención y a los usos de dicha película.

Dicho proceso se conoce de la publicación de patente US 4780402. En este documento se describe un proceso en el que se prepara una película blanca y opaca a partir de una composición de polietilentereftalato (PET) que contiene el 5-25% en peso de partículas dispersas de sulfato de bario con un tamaño medio en el intervalo de 0, 5-5 μm, el proceso que comprende las etapas de a) extrudir en fase fundida la composición de PET a través de un troquel de ranura, y templarla sobre un tambor rotatorio refrigerado para formar una película sustancialmente amoría;

b) calentar la película amoría a 90 °C aproximadamente al tiempo que se aplica una relación de estiramiento de 3, 04, 2 en dirección longitudinal (también denominada dirección de la máquina) , seguido por la aplicación de una relación de estiramiento de 3, 0-4, 2 en dirección transversal para formar una película orientada biaxialmente;

c) termo-fraguar la película orientada a 210 °C aproximadamente.

Dentro del contexto de la presente solicitud se entiende que una película significa una sección sin soporte de material plástico, como una lámina, tira o cinta, cuyo espesor es muy delgado en comparación con su longitud y anchura, y cuya sección transversal se prefiere que sea rectangular. El espesor de una película puede estar en el intervalo de 5 a 2000 μm, y la anchura puede variar entre 0, 5 mm y 2 m o superior. Normalmente, la longitud puede oscilar desde indefinida, si la película se fabrica con un proceso continuo, hasta cualquier longitud deseada, por ejemplo, mediante corte. Una cinta o tira en general es de una anchura relativamente pequeña, normalmente en el intervalo de 0, 5-50 mm, y se puede fabricar mediante la división de una lámina o película.

Se entiende que una película opaca significa una película que no es transparente o es impenetrable para el ojo humano, y que tiene un color blanco o blanquecino si está fabricada de una composición termoplástica de poliéster de color natural; pero opcionalmente es de un color diferente si la composición de poliéster contiene uno o más colorantes.

Las películas opacas de poliéster orientadas se pueden fabricar de diferentes maneras, en general mediante la preparación de una composición de poliéster que contiene algunos aditivos opacificantes u otros componentes. Por ejemplo, se pueden utilizar pigmentos como partículas de dióxido de titanio para proporcionar un efecto blanqueante y opacificante, dependiendo de su concentración. La adición de pigmentos particulados normalmente produce la aspereza de la superficie de la película de poliéster, dando una apariencia apagada y no brillante.

En el documento US 4780402 se indica que si en una composición de poliéster se utiliza la cantidad especificada del sulfato de bario con el tamaño de partícula indicado, se puede obtener una película que muestra una opacidad mejorada y una superficie brillante. Esto se explica no sólo por la cantidad relativamente alta de partículas pequeñas utilizadas, sino también por el vaciado que se produce en torno a las partículas de aditivo en la película tras el estiramiento (también denominado extensión) , que mejora la opacidad.

La fabricación de una película opaca de poliéster orientada mediante la formación de pequeños huecos en el interior de la película durante la extensión, huecos que inducen la difusión de la luz, también se conoce de otros documentos como EP0496323A2, US6641924B1, y las publicaciones allí citadas. En estos documentos, en primer lugar se fabrica una composición de poliéster que contiene una cantidad relativamente elevada de partículas finamente dispersas de un polímero que es incompatible con el poliéster. Cuando posteriormente se extiende una película amoría fabricada a partir de dicha composición, se forma un hueco en torno a cada partícula. Los ejemplos típicos de polímeros que son incompatibles con los poliésteres incluyen materiales no polares como poliolefinas y poliestirenos. Por ejemplo, en el documento EP0300060A se añade el 3-40% en peso de polipropileno al PET; en el documento EP0496323A2 se utiliza una composición de poliéster que normalmente contiene del 2-25% en peso de polimetil penteno, y en el documento US6641924B1 se aplica el 5-60% en peso de un copolímero específico de cicloolefina para iniciar la formación de huecos tras el estiramiento de una película de poliéster. Un efecto ventajoso adicional de la formación de huecos es la densidad más baja resultante de la película; se ha informado de una reducción desde 1400 kg/m³ aproximadamente para películas de PET orientadas transparentes convencionales hasta valores en el intervalo de 400-1300 kg/m³ en los documentos anteriores para dichas películas microporosas.

Las películas opacas de poliéster orientadas se pueden utilizar para diversas aplicaciones, como para el envasado de alimentos y otros artículos sensibles a la luz, para la fabricación de láminas termo-deformables, para su utilización como películas de etiquetado, como películas para la grabación de imágenes, o después de dividirlas en tiras, para la fabricación de textiles entretejidos que se pueden utilizar como geo-textiles, lona, o para fines de embalaje y transporte.

Un inconveniente del proceso conocido del documento US4780402 es que se debería fabricar en primer lugar una composición de poliéster que comprende partículas de pigmento finas bien dispersas. Además, las partículas inorgánicas incrementan la densidad de la composición y de la película; eso anula parcialmente la reducción de la densidad resultante de la formación de huecos en la película. Una desventaja adicional de la presencia de partículas inorgánicas es que las propiedades mecánicas de la película tienden a verse afectadas de forma negativa.

El objeto de la presente invención es, por tanto, proporcionar un proceso para la fabricación de una película opaca de poliéster que no presente dichos inconvenientes.

Este objeto se consigue de acuerdo con la invención con un proceso para la fabricación de una película opaca a partir de una composición termoplástica de poliéster, que comprende las etapas de a) extrudir la composición de poliéster a través de un troquel de ranura, y templarla para formar una película sustancialmente amoría que tiene una cristalinidad del 5% como máximo;

b) calentar rápidamente la película amoría hasta una temperatura de estiramiento en el intervalo de Tg a (Tg + 50) °C al tiempo que se aplica una relación de estiramiento en el intervalo entre Ainiciación y Amáxima en dirección longitudinal, y una velocidad de estiramiento de al menos 1 m/min para formar una película orientada que presenta blanqueamiento por tensión, en el que Ainiciación es la relación de estiramiento a la cual se produce una transferencia desde un producto transparente hacia un producto blanqueado por tensión y Amáxima es relación de estiramiento a la que se produce el fallo de la película blanqueada por tensión;

c) termo-fraguar la película orientada blanqueada por tensión;

y en el que la composición termoplástica de poliéster sustancialmente consta de al menos un poliéster cristalizable derivado de al menos un diol alifático y al menos un ácido dicarboxílico aromático, y la composición está exenta de aditivos que inducen la formación de huecos.

Con el proceso de acuerdo con la invención, es posible fabricar una película unitaria, brillante y opaca a partir de una composición de poliéster que no contenga aditivos que forman huecos tales como cantidades elevadas de partículas finas de pigmento o partículas poliméricas dispersas no miscibles. La película obtenida no sólo presenta una buena opacidad y un brillo elevado, sino que también tiene una densidad reducida y unas muy buenas propiedades mecánicas. Es una ventaja adicional que el proceso se pueda realizar de forma continua en un equipo convencional de extrusión y extensión utilizado para... [Seguir leyendo]

1. Proceso para la fabricación de una película opaca y brillante a partir de una composición termoplástica de poliéster, que comprende las etapas de a) extrudir la composición de poliéster a través de un troquel de ranura, y templarla para formar una película sustancialmente amoría que tiene una cristalinidad del 5% como máximo;

b) calentar rápidamente la película amoría hasta una temperatura de estiramiento en el intervalo de Tg a (Tg + 50) °C al tiempo que se aplica una relación de estiramiento en el intervalo entre Ainiciación y Amáxima en dirección longitudinal, y una velocidad de estiramiento de al menos 1 m/min para formar una película orientada que presenta blanqueamiento por tensión, en el que Ainiciación es la relación de estiramiento a la cual se produce una transferencia desde un producto transparente hacia un producto blanqueado por tensión y Amáxima es relación de estiramiento a la que se produce el fallo de la película blanqueada por tensión;

c) termo-fraguar la película orientada blanqueada por tensión;

y en el que la composición termoplástica de poliéster sustancialmente consta de al menos un poliéster cristalizable derivado de al menos un diol alifático y al menos un ácido dicarboxílico aromático, y la composición está exenta de aditivos que inducen la formación de huecos.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la composición contiene como máximo el 5% en peso de aditivos convencionales.

3. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que el poliéster se selecciona del grupo que consiste en polietilentereftalato, polietilennaftalato, y sus copolímeros.

4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que la película amoría tiene una cristalinidad inferior al 3%.

5. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1-4, en el que la tasa de estiramiento es de hasta 600 m/min aproximadamente.

6. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que el calentamiento se realiza por inmersión de la película amoría en un baño de calentamiento líquido.

7. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que la temperatura de estiramiento está comprendida entre (Tg + 5) °C y (Tg + 30) °C.

8. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que el estiramiento se realiza con rodillos de alimentación y de estiramiento, cuya velocidad se puede controlar de tal forma que las fluctuaciones de la velocidad que se producen son, como máximo, del 1% aproximadamente.

9. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, que además comprende, después del estiramiento longitudinal, una etapa de aplicación de una relación de estiramiento en dirección transversal a una temperatura en el intervalo comprendido entre Tg y (Tg + 50) °C para formar una película orientada biaxialmente, antes de la etapa de termo-fraguado.

10. Película orientada opaca de poliéster que se puede obtener mediante un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, película que tiene una densidad d.

50. 1300 kg/m³ y una resistencia a la tracción de al menos 250 MPa.

11. Película orientada opaca de poliéster de acuerdo con la reivindicación 10, película que tiene una densidad d.

80. 1200 kg/m³ y una resistencia a la tracción de al menos 300 MPa.

12. Película orientada opaca de poliéster de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, película que además tiene un brillo superficial a 60° de al menos 50 UB y que presenta un valor de turbidez de al menos el 80%.

13. Uso de la película orientada opaca de poliéster de acuerdo con las reivindicaciones 10-12 para fabricar artículos acabados y semi-acabados.

14. Uso de acuerdo con la reivindicación 13 para fabricar un textil entretejido, una cuerda o una bolsa.