BR112016017565B1

BR112016017565B1 - Película de embalagem

Info

Publication number: BR112016017565B1
Application number: BR112016017565-4A
Authority: BR
Inventors: James Hongxue Wang; Feng Chen; Gregory J. Wideman; Michael J. Faulks; Mark M. Mleziva
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc.
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2021-10-19
Also published as: KR102342026B1; KR20160113699A; WO2015116958A9; WO2015116958A1; AU2015210797B2; MX367225B; RU2016133865A; CN105934466A; EP3099733A4; BR112016017565A2; MX2016009866A; CN105934466B; EP3099733B1; US20160347919A1; AU2015210797A1; EP3099733A1; RU2647314C2; US10131753B2

Abstract

película de embalagem de nanocompósitos uma película de nanocompósitos multicamadas para uso em embalagens é fornecida. mais particularmente, a película contém pelo menos uma camada de núcleo posicionada adjacente a pelo menos uma camada externa. por exemplo, em uma modalidade, a película contém uma camada de núcleo que é posicionada entre duas camadas externas. a(s) camada(s) de núcleo e/ou a(s) camada(s) externa(s) pode(m) ser formada(s) a partir de uma composição de polímero que contém um polímero de etileno, nanoargila com tratamento de superfície orgânico e um compatibilizador que inclui um componente de olefina e um componente polar.

Description

Pedido Relacionado

[001] O presente pedido reivindica prioridade ao Pedido Provisório de Patente EUA N° de Série 61/934.463 depositado em 31 de janeiro de 2014, que é incorporado aqui por referência.

Fundamentos da Invenção

[002] Películas de embalagem são muitas vezes formadas de polímeros olefínicos, tais como polietileno. Nos anos recentes, contudo, recursos petrolíferos tornaram-se mais caros e tanto fabricantes quanto consumidores se conscientizaram da necessidade sustentável por películas de embalagem com menor pegada de carbono, o que significa emissões de carbono reduzidas durante todo o ciclo de vida da fabricação das películas de embalagem. Embora tentativas já tenham sido feitas no sentido de acrescentar diversos aditivos, como polímeros renováveis, às películas para reduzir o teor de polímeros olefínicos derivados de petróleo, isto geralmente resulta em uma diminuição correspondente em certas propriedades mecânicas (por exemplo, ductibilidade, ou resistência à tração, etc.), o que é altamente desejável para os fabricantes e usuários de materiais de embalagem. Assim, atualmente existe a necessidade de uma película que tenha um melhor impacto ambiental, conforme indicado pela emissão de carbono reduzida, ou redução do consumo de polímeros à base de petróleo, mas que possa também apresentam boas propriedades mecânicas necessárias para aplicações de películas de embalagem de alta performance.

Sumário da Invenção

[003] Em conformidade com uma modalidade da presente invenção, uma película de embalagem é divulgada que tem uma espessura de cerca de 50 micrômetros, ou menos. A película contém uma camada de núcleo que é posicionada adjacente a uma camada externa, onde a camada do núcleo, a camada externa, ou ambas, são formadas a partir de uma composição de polímero. A composição de polímero contém de cerca de 70% em peso a cerca de 99% em peso de um polímero de etileno, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso de uma nanoargila com tratamento de superfície orgânico e de 0,05% em peso a cerca de 15% em peso de um compatibilizador de poliolefina que contém um componente de olefina e um componente polar.

[004] De acordo com outra modalidade da presente invenção, uma película de embalagem é divulgada que tem uma espessura de cerca de 50 micrometros ou menos. A película contém uma camada de núcleo que é posicionada entre uma primeira camada externa e uma segunda camada externa, em que a camada de núcleo constitui de cerca de 50% em peso a cerca de 99% em peso da película e as camadas externas constituem de cerca de 1% em peso a cerca de 50% em peso da película. Além disso, acamada de núcleo, a primeira camada externa, a segunda camada externa, ou uma combinação destas são formadas a partir de uma composição de polímero. A composição de polímero que contém de cerca de 70% em peso a cerca de 99% em peso de um polímero de etileno, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso de uma nanoargila com tratamento de superfície orgânico e de cerca de 0,05% em peso a cerca de 15% em peso de um compatibilizador de poliolefina que contém um componente de olefina e um componente polar.

[005] Outras propriedades e aspectos da presente invenção serão discutidos com mais detalhes abaixo.

Breve Descrição das Figuras

[006] Uma descrição completa e esclarecedora da presente invenção, incluindo o seu melhor modo, direcionada aos versados na técnica, é definida mais particularmente no restante do relatório descritivo, que faz referência à figura anexa em que: A Fig. 1 é uma ilustração esquemática de uma modalidade de um processo que pode ser usado para formar a película da presente invenção; A Fig. 2 é um gráfico de difração de raios x para o Exemplo 5; A Fig. 3 são microfotografias de elétron de transmissão do Exemplo 5 em que a Fig. 3(a) é uma ampliação menor (escala retratada de 2 μm) e a Fig. 3(b) está em uma ampliação maior (escala retratada de 200 nm); A Fig. 4 é um gráfico que representa o módulo de armazenamento logarítmico (G') vs. a frequência logarítmica (y) para as amostras do Exemplo 5; A Fig. 5 é um gráfico que retrata viscosidade complexa n * vs. a frequência logarítmica (y) para as amostras do Exemplo 5; A Fig. 6 é um gráfico que mostra o log G' (módulo de armazenamento) e o log G" (módulo de perda) vs. a frequência logarítmica (y) para as amostras do Exemplo 5; A Fig. 7 é uma vista em perspectiva de um aparelho de teste que pode ser utilizado para avaliar os níveis de ruído, com a porta do aparelho aberta; A Fig. 8 é uma vista em perspectiva do aparelho de teste da Fig. 7, com a porta do aparelho fechada; e A Fig. 9 é uma vista plana do aparelho da Fig. 7 tomada ao longo da seta 190.

[007] O uso repetido de caracteres de referência no presente relatório descritivo e na figura tem como objetivo representar características ou elementos iguais ou análogos da invenção.

Descrição Detalhada das Modalidades Representativas

[008] Serão feitas referências detalhadas a diversas modalidades da invenção, com um ou mais exemplos descritos a seguir. Todos os exemplos são fornecidos a título de explicação, e não como forma de limitação da invenção. De fato, estará evidente aos versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção, sem se afastar do escopo ou do espírito da invenção. Por exemplo, características ilustradas ou descritas como parte de uma modalidade, podem ser usadas em outra modalidade para produzir ainda uma outra modalidade. Assim, a intenção é que a presente invenção aborde essas modificações e variações.

[009] De um modo geral, a presente invenção é direcionada para uma película de nanocompósitos multicamadas para uso em embalagens. Mais particularmente, a película contém pelo menos uma camada de núcleo posicionada adjacente a pelo menos uma camada externa. Por exemplo, em uma modalidade, a película contém uma camada de núcleo que é posicionada entre duas camadas externas. Em conformidade com a presente invenção, a(s) camada(s) de núcleo e/ou a(s) camada(s) externa(s) podem ser formadas a partir de uma composição de polímero que contém um polímero de etileno, nanoargila com um tratamento de superfície orgânico e um compatibilizador que inclui um componente de olefina e um componente polar. As nanoargilas, por exemplo, normalmente constituem de cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 15% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 10% em peso da composição de polímero. Da mesma forma, os polímeros de etileno podem constituir cerca de 70% em peso a cerca de 99% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 75% em peso a cerca de 98% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 80% em peso a cerca de 95% em peso da composição de polímero. Os compatibilizadores podem também constituir de cerca de 0,05% em peso a cerca de 15% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 12% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 0,2% em peso a cerca de 10% em peso da composição de polímero.

[0010] Devido ao uso de nanoargila na composição de polímero, a película resultante tem um melhor impacto ambiental, pois ela usa uma quantidade reduzida de polímeros de etileno. Por exemplo, a película tem uma menor pegada de carbono e pode potencialmente reduzir a entrada e de energia e emissões de gases do efeito estufa. Notavelmente, os presentes inventores têm descoberto que a película pode alcançar esse impacto ambiental melhorado sem sacrifício das propriedades mecânicas. De fato, em muitos casos, verificou-se surpreendentemente que certas propriedades mecânicas (por exemplo, força de pico, módulo de elasticidade, etc.) foram aumentadas significativamente, mesmo quando o uso do polímero foi substancialmente reduzido. Estes benefícios são realizados, em parte, ao controlar seletivamente o determinado tipo e concentração dos componentes utilizados para formar a película, bem como a forma em que é formada. Por exemplo, sem a intenção de ser limitado pela teoria, acredita-se que o tratamento de superfície orgânico pode ter um efeito plastificante sobre a nanoargila, o que pode reduzir o grau de fricção da superfície entre a nanoargila e os domínios do polímero de etileno quando a composição é submetida a uma força de alongamento. Também se acredita que o tratamento de superfície pode ter um efeito de lubrificação, o que permite que as cadeias macromoleculares do polímero de etileno deslizem ao longo da superfície de nanoargila sem causar descolamento, mantendo assim um alto grau de ductilidade. Isso pode ser feito controlando-se seletivamente o tipo específico de tratamento de superfície, o tipo de polímero de etileno e o grau de mistura durante a extrusão por fusão. Além disso, a nanoargila pode opcionalmente ser pre-misturada com o polímero de etileno e o compatibilizador para formar a composição de polímero, que posteriormente é passada através de uma matriz de extrusão e formada em uma película. Através de um processo de formação de várias etapas, a nanoargila pode se tornar bem dispersa e mais uniformemente orientada, aumentando assim ainda mais a ductilidade. Acredita-se que certos tipos de processos de formação (por exemplo, processos de fundição ou por sopramento) também são particularmente adequados para permitir a formação de estruturas únicas, com um elevado grau de ductilidade.

[0011] Um parâmetro que é indicativo de boa ductilidade é o alongamento de pico da película na direção da máquina (“MD”) e/ou na direção contrária da máquina (“CD”). Por exemplo, a película normalmente apresenta um alongamento máximo na direção da máquina de cerca de 400% ou mais, em algumas modalidades, de cerca de 500% ou mais, em algumas modalidades, de cerca de 550% ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 600% a cerca de 2000%. De forma semelhante, a película pode apresentar um alongamento máximo no sentido de corte transversal da máquina de cerca de 750% ou mais, em algumas modalidades de cerca de 800% ou mais, em algumas modalidades de cerca de 800% ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 850% a cerca de 2500%. Apesar de ter uma boa ductibilidade, a película da presente invenção é, no entanto, capaz de manter boas propriedades de tensão mecânica. Por exemplo, a película da presente invenção pode apresentar uma resistência à tração final na direção da máquina e/ou na direção contrária da máquina de cerca de 20 a cerca de 150 Megapascais (MPa), em algumas modalidades, de cerca de 25 a cerca de 100 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 30 a cerca de 80 MPa. O módulo de Young de elasticidade da película, que é igual a razão da tensão de tração com a tensão de deformação, e é determinado a partir da inclinação de uma curva de tensão-deformação, também pode ser um bom indicativo. Por exemplo, a película apresenta normalmente um módulo de Young na direção da máquina e/ou direção contrária da máquina de cerca de 50 a cerca de 500 MPa, em algumas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 400 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 150 a cerca de 350 MPa.

[0012] Surpreendentemente, a boa ductilidade e outras propriedades mecânicas podem ser obtidas mesmo que a película tenha uma espessura muito baixa. A este respeito, as propriedades mecânicas normalizadas, que são determinadas dividindo-se um determinado valor mecânico (por exemplo, módulo de Young, resistência à tração, ou alongamento de pico) pela espessura média da película (μm), também podem ser melhoradas. Por exemplo, a película pode apresentar um alongamento máximo normalizado na direção da máquina de cerca de 15%/μm ou mais, em algumas modalidades, de cerca de 20%/μm ou mais, em algumas modalidades, de cerca de 25%/μm a cerca de 60%/μm. De forma semelhante, a película pode apresentar um alongamento máximo normalizado na direção da máquina de cerca de 40%/μm ou mais, em algumas modalidades, de cerca de 50%/μm ou mais, em algumas modalidades, de cerca de 55%/μm a cerca de 80%/μm. A película pode apresentar uma resistência à tração final na direção da máquina e/ou na direção contrária da máquina de cerca de 0,5 a cerca de 20 Megapascais (MPa), em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 12 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 8 MPa. O módulo de Young normalizado na direção da máquina e/ou direção contrária da máquina também pode ser de cerca de 5 a cerca de 50 MPa/μm, em algumas modalidades, de cerca de 10 a 40 MPa/μm e, em algumas modalidades, de cerca de 15 a cerca de 35 MPa/μm. A espessura real da película é tipicamente cerca de 50 micrômetros ou menos, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 40 micrômetros, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 35 micrômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 30 micrômetros.

[0013] Os presentes inventores também descobriram que a película pode gerar um grau relativamente baixo de ruído quando fisicamente deformada. Quando submetida a deformação física por dois (2) minutos, por exemplo, o nível de ruído da película pode ser de cerca de 45 decibéis (dB) ou menos, em algumas modalidades, cerca de 42 dB ou menos e, em algumas modalidades, de cerca de 20 dB a cerca de 40 dB, tal como determinado em uma frequência de 2.000 Hz ou 4.000 Hz. O “nível de ruído normalizado” da película, que é determinado dividindo-se o nível de ruído da película que é gerado enquanto a película é submetida à deformação física por dois (2) minutos pelo nível de ruído gerado por um ambiente, pode ser da mesma forma de cerca de 2,5 ou menos, em algumas modalidades, cerca de 2,4 ou menos e, em algumas modalidades, de cerca de 1,5 a cerca de 2,3, como determinado em uma frequência de 2.000 Hz ou 4.000 Hz. Além de um nível de ruído reduzido, a película da presente invenção também pode ter propriedades de barreira excelentes para a transmissão de oxigênio. Sem a intenção de ser limitado pela teoria, acredita-se que a estrutura plaquetária da nanoargila pode criar um caminho tortuoso na película, que pode diminuir a taxa de transmissão e reduzir a quantidade de oxigênio permeante. Por exemplo, a taxa de transmissão de oxigênio pode ser cerca de 54,25 cm3/cm2*24 horas (350 cm3/100 in2*24 horas) ou menos, em algumas modalidades, cerca de 51,15 cm3/cm2*24 horas (330 cm3/100 in2*24 horas) ou menos e, em algumas modalidades, de cerca de 15,50 a cerca de 46,50 cm3/cm2*24 horas (de cerca de 100 a cerca de 300 cm3/100 in2*24 horas), tal como determinado de acordo com ASTM D3985-05 a uma temperatura de 23°C e uma umidade relativa de 0%.

[0014] Serão descritas agora diversas modalidades da presente invenção com mais detalhes.

I. Composição de Polímero A. Polímero de Etileno

[0015] Qualquer variedade dos polímeros de etileno poderá ser geralmente empregada na presente invenção. Em uma modalidade, por exemplo, o polímero de etileno pode ser um copolímero de etileno e α- olefina, como C3-C20 α-olefina ou C3-C12 α-olefina. As α-olefinas adequadas podem ser lineares e ou ramificadas (por exemplo, uma ou mais ramificações do grupo alquil C1-C3, grupo aril). Exemplos específicos incluem 1-buteno; 3- metil-1-buteno; 3,3-dimetil-1-buteno; 1-penteno; 1-penteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hexeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hepteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-octeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1- noneno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-deceno substituído por etil, metil ou dimetil; 1-dodeceno; e estireno. Os comonômeros de α-olefina particularmente desejados são 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno. O conteúdo de etileno de tais copolímeros pode variar de cerca de 60% em mol a cerca de 99% em mol, em algumas formas de realização de 80% em mol a cerca de 98,5% e em outras formas de realização de 87% em mol a cerca de 97,5% em mol. O teor de α-olefina pode variar de cerca de 1% em mol a cerca de 40% em mol, em algumas modalidades, de cerca de 1,5% em mol a cerca de 15% em mol, e, em algumas modalidades, de cerca de 2,5% em mol a cerca de 13% em mol. A densidade do polietileno pode variar dependendo do tipo de polímero utilizado, mas geralmente varia de cerca de 0,85 a cerca de 0,96 grama por centímetro cúbico (g/cm3). “Plastômeros” de polietileno, por exemplo, podem ter uma densidade que varia de cerca de 0,85 a cerca de 0,91 g/cm3. Da mesma forma, “polietileno linear de baixa densidade” (LLDPE) pode ter uma densidade que varia de cerca de 0,91 a cerca de 0,940 g/cm3; “polietileno de baixa densidade” (LDPE) pode ter uma densidade que varia de cerca de 0,910 a cerca de 0,940 g/cm3; e “polietileno de alta densidade” (HDPE) pode ter densidade que varia de cerca de 0,940 a cerca de 0,960 g/cm3, conforme determinado de acordo com ASTM D792.

[0016] Em determinadas modalidades, um polímero de etileno pode ser empregado que tem uma densidade relativamente baixa na faixa de cerca de 0,94 g/cm3 ou menos, em algumas modalidades de cerca de 0,85 a cerca de 0,94 g/cm3 e, em algumas modalidades, de cerca de 0,90 para cerca de 0,935 g/cm3. Um ou mais polímeros podem ser empregados na composição que têm essas características de densidade. Polietileno linear de baixa densidade ("LLDPE") e/ou polietileno de baixa densidade (“LDPE”) são particularmente adequados. O polímero de etileno de baixa densidade tem normalmente uma temperatura de fusão e módulo de elasticidade relativamente baixos, o que pode fornecer a uma película resultante uma sensação relativa de suavidade e ductilidade. Por exemplo, o polímero de etileno pode ter uma temperatura de fusão de cerca de 50°C a cerca de 145°C, em algumas modalidades, de cerca de 75°C a cerca de 140°C e, em algumas modalidades, de cerca de 100°C a 135°C e um módulo de elasticidade de cerca de 50 a cerca de 700 MPa, em algumas modalidades, de cerca de 75 a cerca de 600 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 100 a 500 MPa, conforme determinado de acordo com ASTM D638-10. O polímero de etileno de baixa densidade também pode ter um índice de fluidez de cerca de 0,1 a cerca de 100 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 50 gramas por 10 minutos e, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 40 gramas por 10 minutos, determinado a uma carga de 2160 gramas e a 190°C, conforme determinado de acordo com ASTM D1238-13 (ou ISO 1133).

[0017] Se desejado, polímeros de etileno de baixa densidade podem constituir uma maioria substancial dos polímeros empregados na composição. Por exemplo, polímeros de etileno de baixa densidade podem constituir cerca de 80% em peso ou mais, em algumas modalidades, cerca de 85% em peso ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 90% em peso a 100% em peso dos polímeros empregados na composição. Naturalmente, em outras modalidades, polímeros de etileno de alta densidade também podem ser empregados. Por exemplo, polímeros de etileno de baixa densidade podem constituir de cerca de 5% em peso a cerca de 90% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 80% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 20% em peso a 70% em peso da composição de polímero e polímeros de etileno de alta densidade podem constituir de cerca de 5 % em peso a cerca de 90% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 80% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 20% em peso a 70% da composição de polímero. Os polímeros de etileno de alta densidade normalmente têm uma densidade maior do que cerca de 0,94 g/cm3, em algumas modalidades, de cerca 0,945 a cerca de 0,98 g/cm3 e, em algumas modalidades, de cerca de 0,95 a cerca de 0,97 g/cm3. Mais uma vez, um ou mais polímeros podem ser empregados na composição que tenham essas características. Polietileno de alta densidade ("HDPE") é particularmente adequado. Os polímeros de etileno de alta densidade podem ter uma temperatura de fusão relativamente baixa e alto módulo de elasticidade. Por exemplo, os polímeros de etileno de alta densidade podem ter uma temperatura de fusão de cerca de 70°C a cerca de 160°C, em algumas modalidades, de cerca de 85°C a 150°C e, em algumas modalidades, de cerca de 110°C a cerca de 145°C e um módulo de elasticidade de cerca de 700 a cerca de 5.000 MPa, em algumas modalidades, de cerca de 750 a cerca de 3.000 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 1.000 a cerca de 2.000 MPa, conforme determinado de acordo com ASTM D638-10. Os polímeros de etileno de alta densidade também podem ter um índice de fluidez de cerca de 0,1 a cerca de 100 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 50 gramas por 10 minutos e, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 40 gramas por 10 minutos, determinado a uma carga de 2160 gramas e a 190°C, conforme determinado de acordo com ASTM D1238-13 (ou ISO 1133).

[0018] Uma grande variedade de técnicas conhecidas pode ser geralmente empregada para formar os polímeros de etileno. Por exemplo, polímeros de etileno podem ser formados usando um radical livre ou um catalisador de coordenação (por exemplo, Ziegler-Natta). Normalmente, o polímero de etileno é formado a partir de catalisadores Ziegler-Natta de vários sítios, o polímero de etileno resultante tem uma distribuição ampla de peso molecular com um índice de polidispersividade (peso molecular médio do peso dividido pelo número do peso molecular médio) até 20 ou superior. O polímero de etileno feito por um catalisador de coordenação de sítio único, tal como um catalisador de metaloceno, tem uma distribuição estreita de peso molecular. Este sistema de catalisador produz polímeros de etileno, nos quais um comonômero é distribuído aleatoriamente dentro de uma cadeia molecular e distribuído uniformemente entre as diferentes frações de peso molecular. Poliolefinas catalisadas por metaloceno são descritas, por exemplo, na Patente U.S. N°s. 5.571.619 para McAlpin et al.; 5.322.728 para Davis et al.; 5.472.775 para Obijeski et al.; 5.272.236 para Lai et al.; e 6.090.325 para Wheat, et al.Exemplos de catalisadores metalocênicos incluem dicloreto de bis(n-butilciclopentadienil)titânio, dicloreto de bis(n- butilciclopentadienil)zircônio, cloreto de bis(ciclopentadienil)escândio, dicloreto de bis(indenil)zircônio, dicloreto de bis(metilciclopentadienil)titânio, dicloreto de bis(metilciclopentadienil)zircônio, cobaltoceno, tricloreto de ciclopentadieniltitânio, ferroceno, dicloreto de hafnoceno, dicloreto de isopropil(ciclopentadienil,-1-fluorenil)zircônio, dicloreto de molibdoceno, niqueloceno, dicloreto de nioboceno, rutenoceno, dicloreto de titanoceno, cloreto de zirconoceno hidratado, dicloreto de zirconoceno, e assim por diante. Os polímeros feitos usando catalisadores metalocênicos normalmente têm uma faixa estreita de peso molecular. Por exemplo, polímeros catalisados por metaloceno podem ter números de polidispersividade (Mw/Mn) abaixo de 4, distribuição controlada de ramificação de cadeia curta e isotaticidade controlada. Polímeros de etileno podem também ter uma distribuição de peso molecular monomodal ou multimodal (por exemplo, bimodal), tal como medido usando cromatografia de permeação em gel).

B. Nanoargila

[0019] O termo "nanoargila" refere-se geralmente a nanopartículas de um material de argila (um mineral de ocorrência natural, um mineral organicamente modificado, ou um nanomaterial sintético). O material de argila normalmente tem uma morfologia do tipo floco, em que possui uma forma de plaqueta ou relativamente plana. As plaquetas de argila podem, por exemplo, ter uma espessura média de cerca de 0,2 a cerca de 100 nanômetros, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 50 nanômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 20 nanômetros. A "razão de aspecto" do material de argila (ou seja, o comprimento médio das plaquetas dividido pela espessura média) também é relativamente grande, tal como de cerca de 20 a cerca de 1000, em algumas modalidades, de cerca de 50 a cerca de 80, em algumas modalidades, de cerca de 100 a 400. O comprimento médio (por exemplo, diâmetro) pode, por exemplo, variar de cerca de 20 nanômetros a cerca de 10 micrômetros, em algumas modalidades, de cerca de 100 nanômetros a cerca de 5 micrômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 200 nanômetros a cerca de 4 micrômetros.

[0020] O material de argila pode ser formado de um filossilicato, tal como um mineral de argila esméctico (por exemplo, bentonita, caulinita ou montmorilonita, bem como de seus sais, como montmorilonita de sódio, montmorilonita de magnésio, montmorillonita de cálcio, etc.); nontronita; beidellita; volconscoita; hectorita; saponita; sauconita; soboccita; stevensita; svinfordita; vermiculita; etc. Outras nanoargilas úteiis incluem minerais micáceos (por exemplo, ilita) e minerais ilita/esmécticos misturados, tais como rectorita, tarosovita, ledicita e misturas de illitas com os minerais de argila nomeados acima. Exemplos particularmente adequados são montmorillonita (estrutura de argila esmectita em camadas 2:1), bentonita (filossilicato de alumínio formado principalmente por montmorillonita), caulinita (aluminossilicato 1:1 tendo uma estrutura lamelar e a fórmula empírica Al2Si2O5(OH)4), haloisita (aluminossilicato 1:1 tendo uma estrutura tubular e fórmula empírica Al2Si2O5(OH)4), etc.

[0021] Conforme observado acima, a nanoargila também contém um tratamento superficial orgânico que aumenta a hidrofobicidade do material de argila e, portanto, melhora a sua compatibilidade com o polímero de etileno. Em uma modalidade, o tratamento de superfície orgânico pode ser formado de um ânion quaternário (por exemplo, sal ou íon), que pode se tornar intercalado através de troca iônica com os espaços intercamadas entre as plaquetas de argila em camadas adjacentes. O íon de ânion quaternário pode ter a seguinte estrutura:

em que X é N, P, S ou O; e R1, R2, R3 e R4 são independentemente porções orgânicas, tais como poções lineares ou ramificadas de alquil, aril ou aralquil com 1 a 24 átomos de carbono ou hidrogênio.

[0022] Íons de amônio quaternário particularmente adequados são aqueles que têm a estrutura abaixo:

em que R1 é uma parte de alquil de cadeia longa variando de C6 para C24, cadeia linear ou ramificada, incluindo misturas de porções de cadeia longa, tais como C6, C8, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C22 e C24, sozinho ou em qualquer combinação; e R2, R3 e R4 são porções, que podem ser iguais ou diferentes, selecionadas do grupo constituído por H, alquil, hidroxialquil, benzil, benzil substituído, por exemplo, cadeia linear ou ramificada alquil-substituída e halogênio-substituída; alquil etoxilado ou propoxilado; benzil etoxilado ou propoxilado (por exemplo, 1-10 mols de etoxilação) ou 1-10 mols de propoxilação.

[0023] Agentes de espaçamento/acoplamento multicarregados úteis adicionais incluem, por exemplo, espécies tetra- tri- e di-ânion, como tetra- amônio, tri-amônio e di-amônio (primário, secundário, terciário e quaternário), -fosfônio, -oxônio, ou -sulfônio derivados de alifáticos, aminas aromáticas ou arilalifáticas, fosfinas, ésteres, álcoois e sulfetos. Ilustrativos destes materiais são compostos de di-ânion da fórmula:

onde X+ e Y+, são iguais ou diferentes e são radicais amônio, sulfônio, fosfônio, ou oxônio, como -NH(CH3)2+, -NH2(CH3)+, -N(CH3)3+, - N(CH3)2(CH2CH3)+, -N(CH3)(CH2CH3)2+, -S(CH3)2+, -S(CH3)2+, -P(CH3)3+, - NH3+ , etc.; R é um espaçamento orgânico, radical de estrutura principal, linear ou ramificado, tais como aqueles que têm de 2 a 24 átomos de carbono e, em algumas modalidades, de 3 a 10 átomos de carbono, numa molécula orgânica de espaçamento de estrutura principal covalentemente ligada em suas extremidades a cátions carregados N+, P+, S+ e/ou O+; R1 pode ser hidrogênio, ou um radical linear ou ramificado alquil com 1 a 22 átomos de carbono, lineares ou ramificados e, em algumas modalidades, 6 a 22 átomos de carbono.

[0024] São ilustrativos de grupos R úteis, alquis (por exemplo, metil, etil, butil, octil, etc.); aril (por exemplo, benzil, fenilalquil, etc.); alquilenos (por exemplo, metileno, etileno, octileno, nonileno, tert-butileno, neopentileno, isopropileno, sec-butileno, dodecileno, etc.); alquenilenos (por exemplo, 1-propenileno, butenileno-1, 1-pentenileno, hexenileno-1, 1- heptenileno, 1-octenileno, etc.); cicloalquenilenos (por exemplo, ciclohexenileno, ciclopentenileno, etc.); hidroxialquil (por exemplo, hidroximetil hidroxietil, hidroxi-n-propil, hidroxiisopropil, hidroxi-n-butil, hidroxila-iso-butil, hidroxila-tert-butílico, etc.), alcanoilalquilenos (por exemplo, butanoil octadecileno, pentanoíla nonadecileno, octanoil pentadecileno, undecileno de etanoíla, propanoil hexadecileno, etc.); alquilaminoalquilenos (por exemplo, octadecileno metilamino, etilamino pentadecileno, butilamino nonadecileno, etc.); dialquilaminoalquileno (por exemplo, dimetilamino octadecileno, metiletilamino nonadecileno, etc.); arilaminoalquilenos (por exemplo, fenilamino octadecileno, p- metilfenilamino nonadecileno, etc.); diarilaminoalquilenos (por exemplo, difenilamino pentadecileno, p-nitrofenil-p'-metilfenilamino, octadecileno, etc.); alquilarilaminoalquilenos (por exemplo, pentadecileno de 2-fenil-4- metilamino, etc.); alquilsulfinilenos, alquilsulfonilenos, alquiltio, ariltio, arilsulfinilenos e arilsulfonilenos (por exemplo, butiltio octadecileno, neopentiltio pentadecileno, metilsulfinilnonadecileno, benzilsulfinil pentadecileno, fenilsulfinil octadecileno, propiltiooctadecileno, octiltio pentadecileno, nonilsulfonil nonadecileno, octilsulfonil hexadecileno, metiltio nonadecileno, isopropiltio octadecileno, fenilsulfonil pentadecileno, metilsulfonila nonadecileno, noniltio pentadecileno, feniltio octadecileno, etiltio nonadecileno, benziltio undecileno, fenetiltio pentadecileno, sec- butiltio octadecileno, naftiltio undecileno, etc.); alcoxicarbonilalquilenos (por exemplo, metoxicarbonileno, etoxicarbonileno, butoxicarbonileno, etc.); cicloalquilenos (por exemplo, ciclohexileno, ciclopentileno, ciclooctileno, cicloheptileno, etc.); alcoxialquilenos (por exemplo, metoximetileno, etoximetileno, butoximetileno, propoxietileno, pentoxibutileno, etc.); ariloxialquilenos e ariloxiarilenos (por exemplo, fenoxifenileno, fenoximetileno, etc.); arilorialquilenos (por exemplo, fenoxidecileno, fenoxioctileno, etc.); arilalquilenos (por exemplo, benzileno, fentileno, feniloctileno-8, 10-fenildecileno, etc.); alquilarilenos (por exemplo, 3- decilfenileno, octilfenileno-4, 4-nonilfenileno, etc.); e polipropileno glicol e polietilenoglicol substituintes (por exemplo, etileno, propileno, butileno, fenileno, benzileno, tolileno, p-estirileno, p-fenilmetileno, octileno, dodecileno, octadecileno, metoxietileno, etc.), bem como suas combinações. Estes radicais tetra- tri- e di-amônio, -sulfônio, -fosfônio, -oxônio; amónio/sulfônio; amônio/fosfônio; amônio/oxônio; fosfônio/oxônio; sulfônio/oxônio; e sulfônio/fosfônio são bem conhecidos na técnica e podem ser derivados das correspondentes aminas, fosfinas, álcoois ou éteres e sulfetos.

[0025] Compostos de agentes de espaçamento/acoplamento multicarregados particularmente adequados são compostos de íons multi- ânion que incluem pelo menos dois íons primários, secundários, terciários ou quaternários de amônio, fosfônio, sulfônio, ou oxônio tendo a seguinte fórmula geral:

em que R é uma parte de espaçamento de átomo carregado de alquileno, aralquileno ou alquileno substituído; e Z1, Z2, R1, R2, R3e R4 podem ser iguais ou diferentes e selecionados do grupo constituído por hidrogênio alquil, aralquil, benzil, benzil substituído (por exemplo, cadeia linear ou ramificada alquil-substituída e halogênio-substituída); alquil etoxilado ou propoxilado; benzil etoxilado ou propoxilado (por exemplo, 1-10 mols de etoxilação ou 1-10 mols de propoxilação.

[0026] Cátions orgânicos adequados podem incluir, por exemplo, compostos de amônio quaternário, como cloreto de dimetil-bis[sebo hidrogenado] amônio (2M2HT), cloreto de benzil metil bis[sebo hidrogenado] amônio (MB2HT), cloreto de metil tris[alquil de sebo hidrogenado] (M3HT), etc. Um exemplo de uma nanoargila adequada é Nanomer™ 1,44P, que é uma nanoargila de montmorilonita de amônio quaternário modificada e comercialmente disponível por Nanocor, Inc. Outros aditivos adequados de nanoargila incluem aqueles disponíveis por Southern Clay Products, tais como Cloisite™ 15A, Cloisite™ 30B, Cloisite™ 93A e Cloisite™ Na+.

[0027] O íon ânion pode ser introduzido (sorvido dentro de) espaços intercamada do material de argila de várias maneiras. Em um método, por exemplo, o material de argila é dissolvido em água e o composto de íon ânion é dissolvido nele. Se necessário, o composto de íon ânion pode ser dissolvido primeiramente em um solvente orgânico (por exemplo, propanol). Se desejado, a nanoargila também pode ser intercalada com um intercalante de oligômero e/ou polímero, como é conhecido na técnica. Por exemplo, um intercalante de polímero de olefina ou oligômero (por exemplo, polímero de etileno) pode ser empregado. Para intercalar um íon ânion e um intercalante de olefina entre plaquetas de filossilicatos adjacentes e, opcionalmente, separar (esfoliar) o material em camadas em plaquetas individuais, por exemplo, o material de argila pode ser primeiro contatado com o íon ânion e simultaneamente, ou posteriormente, contatado com o intercalante de oligômero/polímero fundido para o material em camadas intercalado de íon ânion. Isso pode ser realizado, por exemplo, pela composição direta dos materiais em uma extrusora. Alternativamente, o oligômero/polímero pode ser intercalado por um processo de emulsão misturando-se vigorosamente com um emulsificante. Se desejado, um agente de acoplamento (por exemplo, agente de acoplamento silano) também pode ser empregado para ajudar a unir o intercalante com o material de argila. Por exemplo, o material de argila pode ser inicialmente tratado com um agente de acoplamento, seguido por troca iônica de íons ânion entre o material de argila, antes ou simultaneamente com a intercalação do(s) oligômero(s) ou polímero(s). Deve ser compreendido que o(s) intercalante(s) de oligômero ou polímero também podem ser intercalados entre e complexados com as faces internas das plaquetas por outros mecanismos bem conhecidos, como por ligação dipolo/dipolo (intercalação direta do oligômero ou polímero) conforme descrito na Patente dos EUA n°s 5.880.197 e 5.877.248, bem como por acidificação com substituição por hidrogênio (trocando por íon os cátions intercamada com hidrogênio pelo uso de uma resina de troca iônica ou um ácido), como descrito na Patente dos EUA n°s 5.102.948 e 5.853.886.

C. Compatibilizador

[0028] O compatibilizador pode ser uma poliolefina que contém um componente de olefina e um componente polar. O componente de olefina é apolar e, portanto, geralmente tem uma afinidade com o polímero de etileno. O componente olefina pode geralmente ser formado a partir de qualquer monômero, oligômero ou polímero (incluindo copolímeros) de alfaolefina linear ou ramificado derivado de um monômero alfaolefina. Em uma modalidade específica, por exemplo, o compatibilizador inclui pelo menos um monômero de α-olefina linear ou ramificado, como aqueles com 2 a 20 átomos de carbono e, preferencialmente, com 2 a 8 átomos de carbono. Exemplos específicos incluem etileno, propileno, 1-buteno; 3-metil-1-buteno; 3,3-dimetil-1-buteno; 1-penteno; 1-penteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hexeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hepteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1- octeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-noneno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-deceno substituído por etil, metil ou dimetil; 1-dodeceno; e estireno. Comonômeros de α-olefina particularmente desejados são etileno e propileno.

[0029] O compatibilizador de poliolefina também é funcionalizado com um componente polar, que pode ser enxertado no polímero, incorporado como um componente monomérico constituinte do polímero (por exemplo, copolímeros em bloco ou aleatórios), etc. Quando enxertados na estrutura principal de um polímero, os grupos polares particularmente adequados são anidrido maleico, ácido maleico, ácido fumárico, maleimida, hidrazida de ácido maleico, um produto da reação de anidrido maleico e diamina, anidrido metilnádico, anidrido dicloromaleico, amido de ácido maleico, etc. As poliolefinas modificadas por anidrido maleico são especialmente adequadas para uso na presente invenção. Essas poliolefinas modificadas são normalmente formadas pelo enxerto de anidrido maleico em um material da estrutura principal polimérica. Essas poliolefinas maleatadas são comercializadas pela E. I. du Pont de Nemours and Company sob a designação FUSABOND®, como a série P (polipropileno quimicamente modificado), série E (polietileno quimicamente modificado), série C (etileno acetato de vinil quimicamente modificado), série A (copolímeros ou terpolímeros de acrilato de etil quimicamente modificados), série M (polietileno quimicamente modificado) ou a série N (etileno-propileno, monômero de Dino de etileno-propileno ("EPDM") ou etileno-octeno quimicamente modificado). Como alternativa, as poliolefinas modificadoras também são comercializadas pela Chemtura Corp. sob a designação POLYBOND® (por exemplo, polipropileno modificado por ácido acrílico) e pela Eastman Chemical Company sob a designação Eastman série G.

[0030] Conforme indicado acima, o componente polar também pode ser incorporado ao compatibilizador de poliolefina como monômero. Por exemplo, um componente monomérico (meta)acrílico pode ser empregado em certas configurações. Conforme usado aqui, o termo “(met)acrílico” inclui monômeros acrílicos e metacrílicos, bem como seus sais ou ésteres, tais como monômeros de acrilato e metacrilato. Exemplos desses monômeros (met)acrílicos podem incluir acrilato de metil, acrilato de etil, acrilato de n- propil, acrilato de i-propil, acrilato de n-butil, acrilato de s-butil, acrilato de i- butil, acrilato de t-butil, acrilato de n-amil, acrilato de i-amil, acrilato de isobornil, acrilato de n-hexil, acrilato de 2-etilbutil, acrilato de 2-etilhexil, acrilato de n-octil, acrilato de n-decil, acrilato de metilciclohexil, acrilato de ciclopentil, acrilato de ciclohexil, metacrilato de metil, metacrilato de etil, metacrilato de 2-hidroxietil, metacrilato de n-propil, metacrilato de n-butil, metacrilato de i-propil, metacrilato de i-butil, metacrilato de n-amil, metacrilato de n-hexil, metacrilato de i-amil, metacrilato de s-butil, metacrilato de t-butil, metacrilato de 2-etilbutil, metacrilato de metilciclohexil, metacrilato de cinamil, metacrilato de crotil, metacrilato de ciclohexil, metacrilato de ciclopentil, metacrilato de 2-etoxietil, metacrilato de isobornil, etc., bom como combinações dos mesmos. Outros tipos de monômeros polares adequados incluem os monômeros de éster, monômeros de amido, etc.

D. Outros Componentes

[0031] Além dos componentes mencionados acima, outros aditivos também podem ser incorporados na película da presente invenção, tais como auxiliares de dispersão, estabilizadores de fusão, estabilizadores de processamento, estabilizadores de calor, estabilizadores de luz, antioxidantes, estabilizadores de envelhecimento térmico, agentes de branqueamento, agentes de ligação, enchedores, etc. Além disso, os fenóis impedidos são comumente usados como antioxidantes na produção de películas. Alguns fenóis impedidos adequados incluem os comercializados pela Ciba Specialty Chemicals pelo nome comercial de “Irganox®”, como o Irganox® 1076, 1010 ou E 201. Além disso, agentes aglutinantes podem ser adicionados à película para facilitar sua aglutinação a materiais adicionais (por exemplo, mantas de não tecido). Exemplos de tais agentes aglutinantes ligação incluem resinas de hidrocarbonetos hidrogenadas. Outros agentes de ligação apropriados são descritos na Patente dos EUA n° 4.789.699 para Kieffer et al e 5.695.868 para McCormack.

II. Construção da película

[0032] A película da presente invenção pode ter qualquer número de camadas, por exemplo, de 2 a 20 camadas e, em algumas modalidades, de 3 a 10 camadas. Independentemente do número total, a película geralmente contém pelo menos uma camada de núcleo que é posicionada adjacente a pelo menos uma camada externa. Em uma modalidade, por exemplo, pode ser desejável aplicar uma primeira e uma segunda camada externa, intercaladas pela camada de núcleo. As camadas de núcleo constituem tipicamente uma parte substancial do peso da película, como de cerca de 50% em peso a cerca de 99% em peso, em algumas modalidades de cerca de 55% em peso a cerca de 90% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 60% em peso a cerca de 85% em peso da película. As camadas externas também podem, de forma semelhante, constituir de cerca de 1% em peso a cerca de 50% em peso; em algumas modalidades de cerca de 10% em peso a cerca de 45% em peso e, em algumas modalidades de cerca de 15% em peso a cerca de 40% em peso da película. Cada camada externa pode ter uma espessura de cerca de 0,1 a cerca de 10 micrômetros, em algumas modalidades de cerca de 0,5 a cerca de 5 micrômetros, e em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 2,5 micrômetros. De forma semelhante, camada de núcleo pode ter uma espessura de cerca de 1 a cerca de 40 micrômetros, em algumas modalidades de cerca de 2 a cerca de 25 micrômetros, e em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 20 micrômetros. Conforme observado acima, a película pode ter uma espessura de cerca 50 micrômetros ou menos, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 40 micrômetros, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 35 micrômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 30 micrômetros.

[0033] A composição de polímero da presente invenção pode ser utilizada em qualquer camada da película, incluindo camada de núcleo e/ou camada externa. Em uma modalidade, por exemplo, a camada de núcleo é formada a partir da composição de polímero da presente invenção e a(s) camada(s) externa(s) são formadas a partir da composição de polímero, ou a partir de um material polimérico adicional. De forma semelhante, em outras modalidades possíveis, uma ou mais camadas externas são formadas a partir da composição de polímero da presente invenção e a camada de núcleo é formada a partir de um material polimérico adicional. Quando utilizado, o material adicional pode incluir qualquer tipo de polímero, como poliolefinas (por exemplo, polietileno, polipropileno, etc.), poliésteres, poliamidas, copolímeros estirênicos, poliuretanos, acetato de polivinil, álcool polivinílico, etc. Quando fornecida, a nanoargila pode ser sob a forma de um concentrado, que pode conter partículas de nanoargila misturadas com um polímero (por exemplo, polímero de etileno). Alternativamente, a nanoargila pode ser sob a forma de um pó contendo partículas, tais como descrito acima.

[0034] Um benefício da presente invenção é que os componentes particulares da composição de polímero podem ser adaptados para obter diferentes propriedades quando utilizados em diferentes camadas da película. As camadas externas são frequentemente utilizadas para vedação térmica ou impressão. A este respeito, quando utilizada em uma camada externa, a composição de polímero pode usar uma quantidade relativamente pequena de nanoargilas, tal como de cerca de 0,1% em peso a cerca de 15% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 10% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 8% em peso da composição de polímero. A composição de polímero usada para formar a camada externa também pode conter um polímero de etileno tendo uma densidade relativamente baixa, como cerca de 0,94 g/cm3 ou menos, em algumas modalidades, de cerca de 0,85 a cerca de 0,94 g/cm3 e, em algumas modalidades, de cerca de 0,90 a cerca de 0,935 g/cm3. Um ou mais polímeros podem ser empregados na composição que têm essas características de densidade. Polietileno linear de baixa densidade ("LLDPE") e/ou polietileno de baixa densidade ("LDPE"), que podem opcionalmente ser catalisados por metaloceno conforme descrito acima, são particularmente adequados. Outros polímeros de etileno apropriados, do mesmo modo podem incluir copolímeros, tais como acetato de vinil etileno ("EVA") ou ácido acrílico de etileno ("EAA"). Estes polímeros de etileno normalmente têm uma temperatura de fusão e módulo de elasticidade relativamente baixos, que lhes permite servir mais facilmente como uma camada de vedação de calor ou de impressão da película. Por exemplo, o polímero de etileno pode ter uma temperatura de fusão de cerca de 50°C a cerca de 145°C, em algumas modalidades de cerca de 75°C a cerca de 140°C e em algumas modalidades, de cerca de 100°C a 135°C e um módulo de elasticidade de cerca de 50 a cerca de 700 MPa, em algumas modalidades de cerca de 75 a cerca de 600 MPa e em algumas modalidades, de cerca de 100 a 500 MPa, conforme determinado de acordo com ASTM D638-10. O polímero de etileno também pode ter um índice de fluidez de cerca de 1 a cerca de 100 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades de cerca de 5 a cerca de 50 gramas por 10 minutos, e em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 40 gramas por 10 minutos, determinado em uma carga de 2160 gramas e a 190°C, conforme determinado de acordo com ASTM D1238-13 (ou ISO 1133).

[0035] Quando utilizada em uma camada de núcleo, que é muitas vezes usada para melhorar a resistência e a rigidez da película, a composição de polímero pode empregar uma quantidade relativamente alta de nanoargilas, tal como de cerca de 0,5% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 15% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 2% em peso a cerca de 10% em peso da composição de polímero. A composição de polímero pode conter um polímero de etileno, como LLDPE, LDPE, metoloceno LLDPE, metaloceno LDPE, EVA, etc., bem como misturas destes polímeros. A composição de polímero também pode conter um polímero de etileno com uma densidade relativamente elevada, tal como maior do que cerca de 0,94 g/cm3, em algumas modalidades, de cerca 0,945 a cerca de 0,98 g/cm3 e, em algumas modalidades, de cerca de 0,95 a cerca de 0,97 g/cm3. Mais uma vez, um ou mais polímeros podem ser empregados na composição que tenham essas características. Polietileno de alta densidade ("HDPE") é particularmente adequado. Por exemplo, a quantidade de HDPE na camada de núcleo pode variar de cerca de 1% em peso a cerca de 95% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 5% em peso a cerca de 90% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 85% em peso. Estes polímeros de etileno de alta densidade normalmente têm uma temperatura de fusão e módulo de elasticidade relativamente altos, o que poderá capacitá-los a servir mais facilmente como uma camada realçadora de força da película. Por exemplo, o polímero de etileno pode ter uma temperatura de fusão de cerca de 70°C a cerca de 160°C, em algumas modalidades, de cerca de 85°C a cerca de 150°C e, em algumas modalidades, de cerca de 110°C a 145°C e um módulo de elasticidade de cerca de 700 a cerca de 5.000 MPa, em algumas modalidades, de cerca de 750 a cerca de 3.000 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 1.000 a cerca de 2.000 MPa, conforme determinado de acordo com ASTM D638-10. O polímero de etileno também pode ter um índice de fluidez de cerca de 0,1 a cerca de 100 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 50 gramas por 10 minutos e, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 40 gramas por 10 minutos, determinado a uma carga de 2160 gramas e a 190°C, conforme determinado de acordo com ASTM D1238-13 (ou ISO 1133).

[0036] Películas multicamadas podem ser preparadas por coextrusão das camadas, revestimento por coextrusão, ou por qualquer outro processo convencional de criação de camadas. Geralmente, qualquer uma de uma variedade de técnicas podem ser empregadas para formar a película da presente invenção. Em determinadas modalidades, por exemplo, os componentes da película (por exemplo, polímeros de etileno, nanoargila, compatibilizador, etc.) podem ser fornecidos individualmente para um sistema de formação de película e misturados conforme a película está sendo formada. Nestes casos, a nanoargila pode ser sob a forma de um pó contendo partículas, tal como descrito acima. Alternativamente, no entanto, pode ser desejável pre- misturar o polímero de etileno, nanoargila e/ou compatibilizador para formar um concentrado, que é então posteriormente fornecido ao sistema de formação de película. Sem a intenção de ser limitado pela teoria, acredita-se que este processo multietapas pode permitir que a nanoargila seja mais uniformemente orientada, aumentando assim ainda mais a ductilidade. Quando fornecida, a nanoargila pode ser sob a forma de um concentrado, que pode conter partículas de nanoargila misturadas com um polímero (por exemplo, polímero de etileno), ou sob a forma de um pó contendo partículas.

[0037] Para formar um concentrado, por exemplo, os componentes podem inicialmente ser fornecidos a uma extrusora dupla rosca que inclui parafusos co-giratórios rotacionalmente montados e recebidos dentro de um barril (por exemplo, barril cilíndrico), que pode ser aquecido. Os componentes são movidos a jusante de uma extremidade de alimentação para uma extremidade de descarga, por forças exercidas pela rotação dos parafusos. A razão entre o comprimento e o diâmetro exterior ("L/D") dos parafusos pode ser selecionada para alcançar um melhor equilíbrio entre produtividade e uniformidade da mistura. Por exemplo, um valor L/D muito grande pode aumentar o tempo de retenção a tal ponto que a nanoargila degrada além do nível desejado. Por outro lado, um valor L/D muito baixo pode não resultar no grau desejado de mistura. Assim, o valor L/D é normalmente de cerca de 25 a cerca de 60, em algumas modalidades, de cerca de 35 a cerca de 55 e, em algumas modalidades, de cerca de 40 a cerca de 50. A velocidade dos parafusos também pode ser selecionada para alcançar o tempo de permanência desejado, taxa de cisalhamento, temperatura de processamento de fundição, etc. Geralmente, é observado um aumento na temperatura do produto com o aumento da velocidade da rosca devido à entrada adicional de energia mecânica no sistema. A energia friccional resulta do cisalhamento exercido pelo parafuso girando sobre os materiais dentro da extrusora e resulta no fraturamento de grandes moléculas. Isso resulta em redução da viscosidade aparente e no aumento da taxa de fluxo de fundição do material acabado. Por exemplo, a velocidade de rotação pode variar de cerca de 50 a cerca de 400 rotações por minuto (“rpm”), em algumas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 300 rpm e, em outras modalidades, de cerca de 120 a cerca de 280 rpm. Como resultado, o processamento de fundição pode ocorrer a uma temperatura de cerca de 100°C a cerca de 500°C, em algumas modalidades, de cerca de 150°C a cerca de 350°C e, em algumas modalidades, de cerca de 150°C a cerca de 300°C. Normalmente, a taxa de cisalhamento aparente durante o processamento de fundição pode variar de cerca de 300 segundos-1 a cerca de 10.000 segundos-1, em algumas modalidades, de cerca de 500 segundos-1 a cerca de 5.000 segundos-1 e, em algumas modalidades, de cerca de 800 segundos-1 a cerca de 1.200 segundos- 1. A taxa de cisalhamento aparente é igual a 4Q/πR3, em que Qé a taxa de fluxo volumétrico (“m3/s”) da fusão do polímero e Ré o raio (“m”) do capilar (por exemplo, matriz de extrusão) por meio do qual o polímero fundido flui. Naturalmente, outras variáveis, tais como o tempo de permanência durante o processamento de fundição, que é inversamente proporcional à taxa de produção, também podem ser controladas para atingir o grau desejado de homogeneidade.

[0038] Uma vez formado, o concentrado pre-misturado pode ser fornecido a um sistema de formação de película. Qualquer técnica conhecida pode ser utilizada para formar uma película a partir do material composto, incluindo sopramento, fundição, extrusão plana, etc. Em uma determinada forma de realização, a película pode ser formada por um processo de sopragem em que um gás (por exemplo, ar) é usado para expandir uma bolha da mistura do polímero extrudado por meio de um molde anular. A bolha é então desfeita e coletada em forma de película plana. Os processos para a produção de películas expandidas são descritos, por exemplo, nas Patentes dos EUA N°s 3.354.506 para Raley; 3.650.649 para Schippers; e 3.801.429 para Schrenk et al., assim como na Publicação de Pedido de Patente dos EUA N°s 2005/0245162 para McCormack, et al. e 2003/0068951 para Boggs, et al. Ainda em outra modalidade, no entanto, a película é formada usando uma técnica de moldagem por fundição.

[0039] Em referência à Fig. 1, por exemplo, é mostrada uma modalidade de um método para formação de uma película moldada. Nesta modalidade, o concentrado pre-misturado é fornecido a uma extrusora 80 para processamento de fundição. Para ajudar a alcançar o bom alinhamento e a orientação da nanoargila, tipicamente se deseja usar uma extrusora de rosca única durante a formação da película. Essas extrusoras de rosca única costumam ser divididas em três seções sobre o comprimento do parafuso. A primeira seção é uma seção de alimentação, onde o material sólido é introduzido no parafuso. A segunda seção é de fusão, onde ocorre a maior parte do derretimento do sólido. Nessa seção, geralmente o parafuso apresenta um diâmetro cônico para reforçar a fusão do polímero. A terceira seção é a de mistura, que fornece o material fundido em uma quantidade constante de extrusão. A razão L/D para o parafuso é geralmente de cerca de 5 a cerca de 50, em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 40 e, em algumas modalidades, de cerca de 15 a cerca de 35. Essas razões L/D podem ser facilmente alcançadas em uma extrusora de rosca única usando seção/seções de mistura que constituem apenas uma pequena parte do comprimento do parafuso. A velocidade da rosca pode variar de cerca de 5 a cerca de 150 revoluções por minuto (“rpm”), em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 100 rpm e, em algumas modalidades, de cerca de 20 a cerca de 80 rpm. Como resultado, o processamento de fundição pode ocorrer a uma temperatura de cerca de 100°C a cerca de 500°C, em algumas modalidades, de cerca de 150°C a cerca de 350°C e, em algumas modalidades, de cerca de 150°C a cerca de 300°C.

[0040] Uma vez formado, o material extrudado pode ser imediatamente resfriado e cortado em forma de pelotas. Na modalidade da Fig. 1, o material extrudado é fundido em um rolo de moldagem 90 para formar uma película precursora de camada única 10a. Caso deva ser produzida uma película multicamada, as várias camadas são co-extrudadas juntas no rolo de moldagem 90. O rolo de fundição 90 pode, opcionalmente, ser fornecido com elementos de relevo para conferir um padrão à película. Normalmente, o rolo de fundição 90 é mantido a uma temperatura suficiente para solidificar e resfriar a folha 10a à medida que é formada, tal como de cerca de 20 a 60°C. Se desejado, uma caixa de vácuo pode ser posicionada adjacente ao rolo de fundição 90 para ajudar a manter a película precursora 10a próxima à superfície do rolo 90. Adicionalmente, os jatos de ar ou pinças eletrostáticas podem ajudar a forçar a película precursora 10a contra a superfície do rolo de fundição 90 à medida que ele se move ao redor de um rolo giratório. As facas de ar são dispositivos conhecidos na técnica que direcionam um jato de ar a uma taxa de fluxo muito alta, de maneira a fixar as bordas da película.

[0041] Uma vez fundida, a película 10a pode então ser opcionalmente orientada em um ou mais sentidos para melhorar ainda mais sua uniformidade e reduzir a espessura. No caso da orientação sequencial, a película “amaciada” é puxada por rolos que giram a diferentes velocidades de rotação de tal forma que a folha é esticada até a taxa de estiramento desejada na direção longitudinal (direção da máquina). De desejado, a película disposta uniaxialmente pode também ser orientada na direção contrária da máquina para formar uma película “disposta biaxialmente”. Por exemplo, a película pode ser presa em suas bordas laterais por grampos em cadeia e transportada para um forno tensor. No forno tensor, a película pode ser reaquecida e puxada no sentido transversal da máquina a uma taxa de estiramento desejada, por grampos em cadeia afastados em seu percurso para a frente.

[0042] Em referência novamente Fig. 1, por exemplo, é mostrado um método para formar uma película orientada uniaxialmente. Conforme ilustrado, a película precursora 10a é direcionada a uma unidade de orientação de película 100 ou orientador no sentido da máquina (“OSM”), como aqueles comercializados pela Marshall and Willams, Co. de Providence, Rhode Island. O OSM tem uma variedade de cilindros de estiramento (como os de 5 a 8), que esticam e afinam progressivamente a película no sentido da máquina, que é o sentido do percurso da película pelo processo conforme mostrado na Fig. 1. Embora o MDO 100 esteja ilustrado com oito rolos, deve- se entender que o número de rolos pode ser maior ou menor, dependendo do nível de estiramento desejado e dos graus de estiramento entre cada rolo. A película pode ser esticada em uma operação de estiramento discreto única ou múltipla. Deve-se observar que alguns dos cilindros em um aparelho OSM podem não estar operando a velocidades progressivamente maiores. Se desejado, alguns dos rolos do MDO 100 podem funcionar como rolos de pré- aquecimento. Se estiverem presentes, estes primeiros rolos aquecem a película 10a acima da temperatura ambiente. As velocidades progressivas mais rápidas dos cilindros adjacentes no OSM agem de maneira a esticar a película 10a. A taxa em que os cilindros de estiramento giram determina a quantidade de estiramento da película e o peso total dela. A película 10b resultante pode então ser enrolada e armazenada em um rolo de recolhimento 60. Embora não mostrado aqui, vários passos adicionais de possíveis processamentos e/ou acabamentos conhecidos na área, como corte, tratamento, perfuração, impressão de imagens ou laminação das películas com outras camadas (por exemplo, materiais de mantas não tecidas), podem ser executados sem sair do espírito e do escopo da invenção.

III. Laminados

[0043] Embora não exigido, pode ser desejável em certos casos laminar um material adicional para a película de nanocompósitos da presente invenção, tal como tramas fibrosas (por exemplo, tramas não tecidas), outras películas, espumas, fios, etc. Exemplos de polímeros para uso na formação de revestimentos de tramas não tecidas podem incluir, por exemplo, poliolefinas, por exemplo, polietileno, polipropileno, polibutileno, etc.; politetrafluoretileno; poliésteres, por exemplo, tereftalato de polietileno e assim por diante; acetato de polivinil; cloreto de acetato de polivinil; polivinil butiral; resinas acrílicas, por exemplo, poliacrilato, polimetilacrilato, polimetilmetacrilato, e assim por diante; poliamidas, por exemplo, nylon; cloreto de polivinil; cloreto de polivinilideno; poliestireno; álcool polivinílico; poliuretanos; ácido polilático; seus copolímeros; e assim por diante. Se desejado, polímeros biodegradáveis, como os descritos acima, podem também ser empregados. Polímeros sintéticos ou naturais podem também ser usados, incluindo, mas não se limitando a, ésteres de celulose; éteres de celulose; nitratos de celulose; acetatos de celulose; acetatos butiratos de celulose; etilcelulose; celuloses regeneradas como viscose, rayon e assim por diante. Deve-se observar que os polímeros podem conter também outros aditivos, como os adjuvantes tecnológicos ou compostos de tratamento para transmitir para as fibras as propriedades desejadas, quantidades residuais de solventes, pigmentos ou corantes, e assim por diante. Se desejado, o revestimento não tecido usado para formar o laminado pode ter uma estrutura multicamada. Materiais multicamada adequados podem ser, por exemplo, laminados termossoldados/meltblown/termossoldados (SMS) e laminados termossoldados/meltblown (SM). Diversas técnicas de laminados SMS adequados são descritas nas Patentes dos EUA N° 4.041.203 para Brock et al.; 5.213.881 para Timmons et al.; 5.464.688 para Timmons et al.; 4.374.888 para Bornslaeger; 5.169.706 para Collier et al.; e 4.766.029 para Brock et al. A gramatura do revestimento não tecido geralmente pode variar geralmente, como de cerca de 5 gramas por metro quadrado (“g/m2”) a 120 g/m2 e, em algumas modalidades, de cerca de 10 g/m2 a cerca de 70 g/m2 e, em outras modalidades, de cerca de 15 g/m2 a 35 g/m2. Quando são materiais de trama não tecida, esses materiais podem ter gramaturas iguais ou diferentes.

IV. Aplicações

[0044] A película da presente invenção é particularmente adequada para uso como uma película de embalagem, como um invólucro individual, bolsas de embalagem, películas agrupadas, ou sacos para uso em diversos artigos, como produtos alimentares, produtos de papel (por exemplo, tecidos de papel, lenços, toalhas de papel, etc.), artigos absorventes, etc. Várias configurações adequadas de bolsas, invólucros ou sacos para artigos absorventes são divulgadas, por exemplo, na Patente dos EUA n° 6.716.203 para Sorebo, et al e 6.380.445 para Moder, et al., bem como na Publicação de Pedido de Patente n° 2003/0116462 para Sorebo, et al.

[0045] A presente invenção pode ser mais bem compreendida com referência aos seguintes exemplos.

Métodos de Teste Propriedades Mecânicas:

[0046] Os valores de resistência à tração da tira foram determinados em conformidade substancial com a Norma ASTM D638-99. Um testador de tração do tipo taxa constante de extensão foi usado. O sistema de teste de tração foi uma estrutura de tração MTS Synergy 200. O testador de tração foi equipado com software TESTWORKS 4.08B da MTS Corporation para apoiar o teste. A célula de carga foi de 100 Newtons. As amostras de películas foram cortadas, inicialmente, em formato de osso para cachorro com uma largura central de 3,0 mm antes do teste. As amostras foram seguradas entre os fixadores tendo uma face frontal e traseira que mede 25,4 milímetros x 76 milímetros. As faces dos fixadores eram emborrachadas, e a dimensão de aperto mais longa estava perpendicular à direção de tração. A pressão de aperto foi pneumaticamente mantida a uma pressão de 275,79 KPa (40 libras por polegada quadrada). O teste de tração foi executado utilizando um comprimento de medida de 18,0 milímetros e uma sensibilidade de ruptura de 40%. Cinco amostras foram testadas através da aplicação da carga de ensaio ao longo do sentido da máquina, e cinco amostras foram testadas aplicando a carga de ensaio ao longo do sentido transversal. Durante o teste, as amostras foram esticadas a uma velocidade de carga de 127 milímetros por minuto, até que ocorresse a ruptura. O módulo de elasticidade, tensão de pico, alongamento de pico (tensão percentual na ruptura) e energia por volume na ruptura foram medidos na direção da máquina ("MD") e na direção contrária da máquina ("CD").

Nível de Ruído:

[0047] Níveis de ruído das amostras da película podem ser testados em um aparelho composto por uma câmara de teste, uma câmara de controle e um medidor de nível de som. A finalidade do aparelho é manipular um artigo em um ambiente de ruído controlado e quantificar com precisão o ruído produzido pelo movimento da amostra. Em termos gerais, uma amostra é deformada fisicamente dentro do aparelho de teste para gerar um nível de ruído. Conforme usado aqui, o "nível de ruído"se refere ao nível de ruído contínuo equivalente (referido como "LEQ" ou "LAT"), que é o nível sonoro médio de tempo (expresso em unidades de dB), como determinado de acordo com a seguinte equação:

p0é um nível de pressão de referência (tipicamente 20 μPa); pAé a pressão sonora adquirida; té tempo; t1é a hora de início da medição; e t2é hora final da medição.

[0048] Esse valor também é descrito em IEC 61672-1 (2013).

[0049] O aparelho de teste é ilustrado nas Figs. 7-9. O aparelho de teste 200 inclui uma câmara de teste 201 e uma câmara de controle 202. A câmara de teste 201 inclui uma porta 203, uma parede superior 204, uma parede inferior 205, duas paredes laterais 206 e 207 e uma parede traseira 208. A porta e cada parede são construídas de alumínio série 6061 anodizado com espessura de 0,25 polegadas (0,635 cm). A porta 203 e a parede traseira 208 têm, cada uma, 36 polegadas (91,4 cm) de altura e 24 polegadas (61,0 cm) de largura. As paredes laterais da câmara de teste 206 e 207 têm, cada uma, 36 polegadas (91,4 cm) de altura e 18 polegadas (45,7 cm) de largura. Os painéis superior e inferior da câmara de teste têm, cada um, 24 polegadas de largura (61,0 cm) e 18 polegadas (45,7 cm) de comprimento. A superfície interior da porta 203 e cada parede 204-208 têm aplicadas a elas espuma de amortecimento de som de poliuretano com 5,08 cm (duas polegadas) de espessura 209, disponível por Illbruck Inc. sob a marca SONEX e número de estoque SOC-2. Como mostrado, um suporte do medidor de nível de som 216 se estende perpendicularmente para fora da parede lateral 206, logo abaixo de um orifício de microfone 217. O orifício de microfone 217 é posicionado 14,5 centímetros acima do piso da parede inferior 205 e é ainda centralizado entre a porta 203 e a parede traseira 208. O suporte do medidor de nível de som 216 é construído de alumínio e é aparafusado (não mostrado) na parede lateral 206. A câmara de controle 202 inclui uma parede frontal 230, duas paredes laterais 231 e 232, uma parede superior 233 e uma parede inferior 234. Cada parede é construída de alumínio série 6061 anodizado de 0,125 polegadas (0,3175 cm) de espessura. A parede frontal 230 tem 36 polegadas (91,4 cm) de altura e 24 polegadas (61,0 cm) de largura. As paredes laterais da câmara de controle 231 e 232 têm, cada uma, 36 polegadas de altura (91,4 cm) e 12 polegadas (30,5 cm) de largura. A câmara de controle e paredes superior e inferior 233 e 234 têm, cada uma, 24 polegadas (61,0 cm) de largura e 12 polegadas (30,5 cm) de comprimento. A câmara de controle 202 é aparafusada (não mostrado) à superfície exterior da parede traseira 208 ao longo da costura 270 (Fig. 8). A superfície exterior da parede traseira 208 e a parede frontal 230, duas paredes laterais 231 e 232, parede superior 233 e parede inferior 234 da câmara de controle 202 são, cada uma, revestidas com 0,600 polegadas (1,524 cm) de espessura de material isolante de som, número de peça NYC-600BE, disponível por Small Parts, Inc. O aparelho de teste 200 inclui ainda um medidor de nível de som 220 (Fig. 9), como um modelo 1900, equipado com um conjunto de filtro de oitava modelo OB-100, ambos disponíveis por Quest Technologies, uma empresa com sede em Oconomowoc, Wisconsin. O medidor de som é suportado por um calibrador modelo QC-20 e software de módulo QuestSuite master, cada um também disponível por Quest Technologies. O software é instalado em um computador pessoal (não mostrado). Durante o funcionamento do aparelho de teste, o medidor de nível de som 220 apoia-se no suporte do medidor de som 216. O medidor de nível de som inclui um microfone 221 estendendo-se 4,75 polegadas (12 cm) a partir dele.

[0050] Embora não exigido, o aparelho também pode conter recursos para deformar automaticamente uma amostra durante um teste. Por exemplo, o aparelho pode conter um suporte de corrediça inferior 210, um modelo Série A1500 de seis polegadas (15,24 cm) disponível por Velmex, Inc., que se estende desde a parede inferior 205 para a câmara de teste 201 e uma braçadeira inferior 211 que é afixada ao suporte inferior da corrediça inferior 210. Um ilhó 212 (Fig. 9) pode opcionalmente se estender da parede superior 204 para a câmara de teste 201 e um cordão opcional 213 estende-se através do ilhó 212. Uma extremidade do cordão 213 estende-se para a câmara de teste 201 e tem uma braçadeira superior 214 fixada nela. A outra extremidade do cordão 213 estende-se para a câmara de controle 202 através de um orifício de cordão 215, que tem 5/8 polegadas (16 mm) de diâmetro. O cordão pode ser um Spiderwire® de teste de 80 libras premium, número de peça SB80G-300, fabricado por Johnson Worldwide Associates (JWA), Inc.

[0051] Antes de testar uma amostra usando o aparelho de teste 200, são seguidos os seguintes passos: 1. Calibrar o medidor de nível de som 220 seguindo as instruções no manual do fabricante.

[0052] 2. Inserir o comprimento total do microfone 221 na câmara de testes 201 (deve ultrapassar a parede e o material de amortecimento do som em aproximadamente 2,5 polegadas (6,35 cm)), posicionado a um ângulo de 90 graus com a parede lateral 206. Deixar o medidor de nível de som 220 se apoiar no suporte do medidor de nível de som 216.

[0053] 3. Ativar o medidor de nível de som conforme o manual de instruções do fabricante. Isto irá coletar o ruído ambiente no interior da cavidade da câmara de teste 200.

[0054] 4. Definir o filtro de oitava para 2.000 ou 4.000 Hz e tomar uma leitura para cada teste realizado, ativando o medidor de nível de som até que o teste tenha sido concluído.

[0055] Tendo calibrado o aparelho de teste 200 e tendo identificado o ruído ambiente, cinco (5) espécimes de uma amostra da película podem então ser fisicamente deformados em aproximadamente 15 a 20 centímetros a partir do microfone dentro do aparelho de teste.

[0056] As amostras de película nos Exemplos abaixo foram manualmente deformadas como se segue: 2. Abrir a mão dominante com a palma virada para cima; 3. Colocar a amostra de película na palma da mão dominante; 4. Comprimir o espécime de teste formando um punho suave; 5. Abrir rapidamente a mão e liberar o espécime; e 6. Repetir quatro (4) vezes para equivaler a cinco (5) "amassamentos" da película.

[0057] Independentemente da forma de deformação física, os testes variaram entre 1 a 2 segundos de duração. Todos os testes envolveram iniciar o medidor de nível de som, completar a manipulação do respectivo produto e depois parar o medidor de nível de som. A porta da câmara foi deixada aberta durante o teste para acomodar os braços e as mãos do testador, bem como os movimentos dos protocolos de manipulação do produto. O ruído ambiente fora do aparelho foi silencioso e foi o mesmo durante a calibração (incluindo a medição do nível de ruído ambiente) e o teste da amostra.

CONTROLE 1

[0058] Uma camada de película foi formada a partir de Dowlex™ EG 2244G usando uma extrusora de rosca única HAAKE Rheomex® 252p e um molde de fundição de 6". Dowlex™ EG2244G é um polietileno de baixa densidade linear, com um índice de fluidez de fusão de 1,0 g/10 minutos a 190°C (Dow Chemical). O parafuso tinha 19,05 mm de diâmetro e um L/D de 25 (L é o comprimento do parafuso). Um rolo frio foi usado para refrigerar e achatar o polímero conforme ele saía do molde de fundição. A velocidade do parafuso foi mantida a 60 rpm para uma espessura desejada de 25,4 micrômetros. As quatro zonas de temperatura controlada desde a primeira zona de aquecimento até o adaptador de molde foram fixadas a 180°C, 180°C, 180°C e 180°C, respectivamente. O torque na extrusora foi de 24 N-m e a pressão no molde foi de 3585,27 KPa (520 libras por polegada quadrada).

CONTROLE 2

[0059] Formou-se uma camada de película conforme descrito no Controle 1, exceto que a espessura desejada foi de 12,7 micrômetros e a velocidade do parafuso foi de cerca de 30 rpm.

CONTROLE 3

[0060] Uma camada da película foi formada a partir de DPDA-3320 N7 usando uma extrusora de rosca única HAAKE Rheomex® 252p e um molde de fundição de 6". DPDA-3320 N7 é um polietileno de alta densidade com um índice de fluxo de fusão de 2,0 g/10 minutos a 190°C (Dow Chemical). O parafuso tinha 19,05 mm de diâmetro e um L/D de 25 (L é o comprimento do parafuso). Um rolo frio foi usado para refrigerar e achatar o polímero conforme ele saía do molde de fundição. A velocidade do parafuso foi mantida a 40 rpm para uma espessura desejada de 12,7 micrômetros. As quatro zonas de temperatura controlada desde a primeira zona de aquecimento até o adaptador de molde foram fixadas a 170°C, 180°C, 185°C e 190°C, respectivamente. O torque na extrusora foi de 20 N-m e a pressão no molde foi de 3399,12 KPa (493 libras por polegada quadrada).

CONTROLE 4

[0061] Uma camada de película foi formada a partir de 80% de Dowlex™ EG 2244G, conforme descrito no Controle 1, e 20% de DPDA- 3320 N7 usando uma extrusora de rosca única HAAKE Rheomex® 252p e um molde de fundição de 6". O parafuso tinha 19,05 mm de diâmetro e um L/D de 25 (L é o comprimento do parafuso). Um rolo frio foi usado para refrigerar e achatar o polímero conforme ele saía do molde de fundição. A velocidade do parafuso foi mantida a 40 rpm para uma espessura desejada de 12,7 micrômetros. As quatro zonas de temperatura controlada desde a primeira zona de aquecimento até o adaptador de molde foram fixadas a 170°C, 180°C, 185°C e 190°C, respectivamente. O torque na extrusora foi de 15 N-m e a pressão no molde foi de 4398,86 KPa (638 libras por polegada quadrada).

EXEMPLO 1

[0062] Uma camada de película foi formada a partir de 90% em peso de um primeiro concentrado e 10% em peso de um segundo concentrado. O primeiro concentrado foi formado pela mistura seca de 80% em peso de Dowlex™ 2244G (LLDPE) e 20% em peso de DPDA-3320 N7 (HDPE) e o segundo concentrado foi formado por mistura seca de 80% em peso de NanoMax™ LDPE (Nanocor, Inc.) e 20% em peso de NanoMax™ HDPE (Nanocor, Inc.). NanMax™ LDPE contém 50% em peso de Nanomer™ nanoargila (montmorilonita modificada na superfície com amônio quaternário), 30% em peso de LDPE e 20% em peso de LDPE enxertado com anidrido maleico. NanoMax™ HDPE contém 50% em peso de Nanomer™ nanoargila e 30% em peso de HDPE e HDPE enxertado com anidrido maleico. Os materiais foram entregues através de dois alimentadores gravimétricos K-Tron e misturados por fusão usando uma extrusora dupla rosca de corrotação Werner & Pfleiderer (W&P) ZSK-30. A extrusora tinha 14 barris de processamento, com 13 barris aquecidos. Três barris são barris abertos. Os diâmetros externos dos parafusos foram de 30 mm e os diâmetros internos do parafuso foram de 21,3 mm. Os comprimentos dos parafusos foram de 1328 mm e o comprimento da seção de processamento total foi de 1338 mm. As zonas tinham uma temperatura de processamento de 171°C, 181°C, 188°C, 190°C, 191°C, 195°C e 200°C, respectivamente. A temperatura de fusão foi de cerca de 224°C e a pressão foi de cerca de 1792,64-1999,48 KPa (260-290 psi). A velocidade de composição na extrusora dupla rosca foi definida em 250 rpm.

[0063] Uma vez formadas, as misturas foram formadas em uma camada de película usando uma extrusora de rosca única HAAKE, conforme descrito no Controle 1. A velocidade do parafuso foi mantida a 35 rpm para uma espessura desejada de 12,7 micrômetros. As quatro zonas de temperatura controlada desde a primeira zona de aquecimento até o adaptador de molde foram fixadas a 190°C, 200°C, 200°C e 200°C, respectivamente. O torque na extrusora foi de 12 N-m e a pressão no molde foi de 2799,27 KPa (406 libras por polegada quadrada).

EXEMPLO 2

[0064] Uma camada de película foi formada a partir de 90% em peso de um primeiro concentrado e 10% em peso de um segundo concentrado. O primeiro concentrado foi formado por mistura seca de 60% em peso de Dowlex™ 2244G (LLDPE) e 40% em peso de DPDA-3320 N7 (HDPE) e o segundo concentrado foi formado por mistura seca de 60% em peso de NanoMax™ LDPE e 40% em peso de NanoMax™ HDPE. Os materiais foram entregues através de dois alimentadores gravimétricos K-Tron e misturados por fundição usando uma extrusora dupla rosca de corrotação Werner & Pfleiderer (W&P) ZSK-30, conforme descrito no Exemplo 1. As zonas tinham uma temperatura de processamento de 166°C, 183°C, 191°C, 190°C, 191°C, 195°C e 201°C, respectivamente. A temperatura de fusão foi de cerca de 227°C e a pressão foi de cerca de 1516,85-2344,22 KPa (220-340 psi). A velocidade de composição na extrusora dupla rosca foi definida em 250 rpm. Uma vez formadas, as misturas foram formadas em uma camada de película usando uma extrusora de rosca única HAAKE, conforme descrito no Controle 1. A velocidade do parafuso foi mantida a 33 rpm para uma espessura desejada de 12,7 micrômetros. As quatro zonas de temperatura controlada desde a primeira zona de aquecimento até o adaptador de molde foram fixadas a 190°C, 200°C, 200°C e 200°C, respectivamente. O torque na extrusora foi de 14 N-m e a pressão no molde foi de 2799,27 KPa (406 libras por polegada quadrada).

EXEMPLO 3

[0065] Uma camada de película foi formada a partir de 90% em peso de um primeiro concentrado e 10% em peso de um segundo concentrado. O primeiro concentrado foi formado por mistura seca de 40% em peso de Dowlex™ 2244G (LLDPE) e 60% em peso de DPDA-3320 N7 (HDPE) e o segundo concentrado foi formado por mistura seca de 40% em peso de NanoMax™ LDPE e 60% em peso de NanoMax™ HDPE. Os materiais foram entregues através de dois alimentadores gravimétricos K-Tron e misturados por fundição usando uma extrusora dupla rosca de corrotação Werner & Pfleiderer (W&P) ZSK-30, conforme descrito no Exemplo 1. As zonas tinham uma temperatura de processamento de 169°C, 177°C, 191°C, 191°C, 190°C, 195°C e 200°C, respectivamente. A temperatura de fusão foi de cerca de 225°C e a pressão foi de cerca de 1930,53-2206,32 KPa (280-320 psi). A velocidade de composição na extrusora dupla rosca foi definida em 250 rpm. Uma vez formadas, as misturas foram formadas em uma camada de película usando uma extrusora de rosca única HAAKE, conforme descrito no Controle 1. A velocidade do parafuso foi mantida a 35 rpm para uma espessura desejada de 12,7 micrômetros. As quatro zonas de temperatura controlada desde a primeira zona de aquecimento até o adaptador de molde foram fixadas a 190°C, 200°C, 200°C e 200°C, respectivamente. O torque na extrusora foi de 16 N-m e a pressão no molde foi de 2999,22 KPa (435 libras por polegada quadrada).

EXEMPLO 4

[0066] Uma camada de película foi formada a partir de 90% em peso de um primeiro concentrado e 10% em peso de um segundo concentrado. O primeiro concentrado foi formado por mistura seca de 20% em peso de Dowlex™ 2244G (LLDPE) e 80% em peso de DPDA-3320 N7 (HDPE) e o segundo concentrado foi formado por mistura seca de 20% em peso de NanoMax™ LDPE e 80% em peso de NanoMax™ HDPE. Os materiais foram entregues através de dois alimentadores gravimétricos K-Tron e misturados por fundição usando uma extrusora dupla rosca de corrotação Werner & Pfleiderer (W&P) ZSK-30, conforme descrito no Exemplo 1. As zonas tinham uma temperatura de processamento de 170°C, 180°C, 190°C, 191°C, 190°C, 195°C e 200°C, respectivamente. A temperatura de fusão foi de cerca de 226°C e a pressão foi de cerca de 1930,53-2206,32 KPa (280-320 psi). A velocidade de composição na extrusora dupla rosca foi definida em 250 rpm. Uma vez formadas, as misturas foram formadas em uma camada de película usando uma extrusora de rosca única HAAKE, conforme descrito no Controle 1. A velocidade do parafuso foi mantida a 35 rpm para uma espessura desejada de 12,7 micrômetros. As quatro zonas de temperatura controlada desde a primeira zona de aquecimento até o adaptador de molde foram fixadas a 190°C, 200°C, 200°C e 200°C, respectivamente. O torque na extrusora foi de 16 N-m e a pressão no molde foi de 2895,80 KPa (420 libras por polegada quadrada).

[0067] As camadas de película dos Exemplos 1-4 foram então condicionadas durante a noite a 23 ± 2°C e 50 ± 5% RH e submetidas aos ensaios mecânicos conforme descrito acima. Os resultados são apresentados abaixo na Tabela 1. Tabela 1: Propriedades Mecânicas

[0068] Como indicado, as propriedades mecânicas (por exemplo, módulo de elasticidade) geralmente melhoraram com a incorporação de nanoargila.

EXEMPLO 5

[0069] Camadas de película foram formadas a partir de misturas contendo várias percentagens de LLDPE (Dowlex™ EG 2244G) e um concentrado de nanoargila (Nanocor™ disponível por Nanocor, Inc.), conforme refletido abaixo na Tabela 2. O concentrado de nanoargila continha 50% em peso de Nanomer™ nanoargila (montmorilonita modificada na superfície com amônio quaternário) e 30% em peso de polietileno de baixa densidade e 20% de polietileno enxertado com anidrido maleico. As misturas foram formadas usando uma extrusora dupla rosca Werner & Pfleiderer (W&P) ZSK-30 de corrotação. A extrusora tinha 14 barris de processamento, com 13 barris aquecidos. Três barris são barris abertos. Os diâmetros externos dos parafusos foram de 30 mm e os diâmetros internos do parafuso foram de 21,3 mm. Os comprimentos dos parafusos foram de 1328 mm e o comprimento da seção de processamento total foi de 1338 mm. As zonas tinham uma temperatura de processamento de 170°C, 180°C, 190°C, 190°C, 190°C, 190°C e 180°C, respectivamente. A temperatura de fusão foi de cerca de 202°C e a pressão foi de cerca de 413,69-551,58 KPa (60-80 psi). A velocidade de composição na extrusora dupla rosca foi definida em 250 rpm.

[0070] Uma vez formadas, as misturas foram formadas em uma camada de película com uma espessura desejada de 28 micrômetros usando uma extrusora de rosca única HAAKE, conforme descrito no Controle 1. As amostras resultantes foram então condicionadas durante a noite a 23 ± 2°C e 50 ± 5% RH e submetidas aos ensaios mecânicos conforme descrito acima. Os resultados são apresentados abaixo na Tabela 2. Tabela 2: Propriedades Mecânicas das Películas do Exemplo 5

[0071] Conforme indicado, as propriedades mecânicas (por exemplo, alongamento de pico) geralmente melhoraram com a incorporação de nanoargila. Na direção da máquina (MD), uma maior quantidade de nanoargila levou a uma tensão na ruptura ligeiramente inferior e módulo de elasticidade mais elevado, devido à natureza rígida da nanoargila, mas o alongamento MC e CD ainda são maiores do que a película de controle sem nanoargila, embora a tensão de pico seja aproximadamente a mesma.

[0072] A película do Exemplo 5 (concentrado de 10% em peso de nanoargila) também foi analisada usando difração de raios x e microscopia eletrônica de transmissão. Os resultados são mostrados nas Figs. 2-3. Conforme representado na Fig. 2, observou-se apenas um pequeno pico em um ângulo de cerca de 7°, o que indica que apenas uma pequena porção de nanoargila manteve-se sem esfoliação ou não dispersa. Isto é evidenciado ainda por microfotografias de elétron de transmissão mostradas na Fig. 3. Ou seja, a Fig. 3(a) mostra que a nanoargila foi bem dispersa na película e a Fig. 3(b) mostra que a nanoargila foi esfoliada em plaquetas únicas (Fig. 3(b)) e dispersa na orientação. Agrupamentos menores de nanoargila também foram vistos na película, conforme representado pelos círculos.

[0073] Um teste de reologia dinâmica também foi realizado no Controle 1 e nas amostras contendo 4% em peso, 10% em peso e 16% em peso do concentrado de nanoargila. Os resultados são mostrados nas Figs. 4-6. Na zona terminal (baixa frequência), a fusão de LLDPE puro demonstrou um comportamento típico de líquido - o módulo de armazenamento logarítmico (G') vs. frequência logarítmica (y) mostrou uma relação linear suave (curva inferior na Fig. 4). As películas restantes contendo o concentrado de nanoargila não só exibiram valores de G' e viscosidade complexa (n*) muito maiores do que LLDPE puro, mas também demonstraram comportamentos terminais drasticamente diferentes. Independentemente da frequência, G' aumentou monotonicamente com o aumento do teor de nanoargila nas misturas (Fig. 4). A resposta viscoelástica das misturas foi alterada principalmente em baixas frequências, onde G' exibiu dependências de fraca frequência (Fig. 4). A pequena inclinação do log(G') vs. log (Y) nas películas contendo 10% em peso do concentrado de nanoargila (rotulado como "90/10") e 16% em peso do concentrado (rotulado como "84/16") indica um comportamento pseudo-sólido significativo da fusão. Este resultado sugere que uma estrutura de rede interconectada de enchimento anisométrico - uma estrutura sólida ou gelatinosa característica se formou no sistema. A partir da Fig. 4, pode ser visto que a redução da inclinação do log(G') vs. log (y) em relação ao polímero puro se tornou fenomenal em 10% do concentrado de nanoargila ("90/10"), sugerindo o conteúdo crítico de nanoargila para o limiar de percolação.

[0074] Por outro lado, na zona terminal, as parcelas de log(n*) vs. log (Y) mudaram de um platô (primário) Newtoniano (curva inferior na Fig. 5) para o LLDPE puro para um comportamento claro de afinamento do cisalhamento para as misturas, fornecendo mais evidência de comportamento elástico, devido à estrutura em rede sólida da nanoargila. Mais uma prova da formação de uma rede pseudo-sólida de segmentos percolados também é observada na Fig. 6, onde as variações do módulo de armazenamento (G') e módulo de perda (G") das películas da mistura vs. Y são comparadas. As nanopelículas com um teor baixo de nanoargila (por exemplo, 4% em peso de nanoargila, "96/4") exibiram um G' menor do que G" em toda a faixa de frequência. Todavia, com o acúmulo de estrutura em rede, na zona terminal G' excedeu G", devido ao comportamento pseudo-sólido. Em frequências mais altas, a reticulação de G' e G" foi notada, o que provavelmente Se deu devido à destruição da estrutura em rede em altas taxas de cisalhamento. Conforme esperado, a reticulação de G' e G" foi observada para todas as nanopelículas com teor de nanoargila igual ou superior a 10%. Vale ressaltar que o ponto de reticulação se deslocou para uma frequência mais elevada com mais nanoargila nas misturas, como pode foi visto pelas setas azuis na Fig. 6.

EXEMPLO 6

[0075] Camadas de película foram formadas como descrito no Exemplo 5, exceto que a espessura foi de 12,7 micrômetros. Os resultados são apresentados abaixo na Tabela 3. Tabela 3: Propriedades Mecânicas das Películas do Exemplo 6

[0076] Conforme indicado, as propriedades mecânicas (por exemplo, alongamento de pico) geralmente melhoraram com a incorporação de nanoargila. Na direção da máquina (MD), uma maior quantidade de nanoargila levou a uma tensão na ruptura ligeiramente inferior e módulo de elasticidade mais elevado, devido à natureza rígida da nanoargila, embora a tensão de pico tenha sido aproximadamente a mesma.

EXEMPLO 7

[0077] Camadas de película foram formadas a partir de uma mistura contendo 96% em peso de Dowlex™ EG 2244G e 4% em peso de um concentrado de Nanocor™. A mistura foi formada usando uma extrusora dupla rosca Werner & Pfleiderer (W&P) ZSK-30 de corrotação, conforme descrito no Exemplo 5, exceto que a velocidade do parafuso foi de 150 rpm. A mistura foi formada em película com uma espessura desejada de 27,94 micrômetros e 12,7 micrômetros utilizando uma extrusora de rosca única HAAKE, conforme descrito no Controle 1 e 2. As amostras resultantes foram então condicionadas durante a noite a 23 ± 2°C e 50 ± 5% RH e submetidas aos ensaios mecânicos conforme descrito acima. Os resultados são apresentados abaixo na Tabela 4. Tabela 4: Propriedades Mecânicas das Películas do Exemplo 7

EXEMPLO 8

[0078] Uma camada de película foi formada a partir de uma mistura contendo 93% em peso de Dowlex™ EG 2244G, 5% em peso de Nanomer™ 1,44P (montmorilonita modificada em superfície com amônio quaternário) e 2% em peso de Fusabond® MB-528D, que é um copolímero de enxerto de polietileno e anidrido maleico, disponível por DuPont. A camada de película formou-se em uma extrusora de rosca única HAAKE. O parafuso tinha 19,05 mm de diâmetro e um L/D de 25 (L é o comprimento do parafuso). Um rolo frio foi usado para refrigerar e achatar o polímero conforme ele saía do molde de fundição. A velocidade do parafuso foi mantida a 20 rpm. As quatro zonas de temperatura controlada desde a primeira zona de aquecimento até o adaptador de molde foram fixadas a 180°C, 180°C, 180°C e 190°C, respectivamente. A pressão de molde foi de 1900 KPa (19 bar) e o torque foi de 7 N-m.

EXEMPLOS 9-15

[0079] Várias películas foram formadas a partir da película do Exemplo 8 e uma ou mais camadas de película adicionais. As camadas de película adicionais foram formadas em uma extrusora de rosca única HAAKE usando os materiais e as condições estabelecidas a seguir:

[0080] M3661 é um polipropileno disponível por Total Petrochemicals USA (Houston, TX). DPDA-3220 N 7 é um polietileno de alta densidade com um fluxo de fusão de 2,0 g/10 minutos a 190°C e disponível por Dow Chemical Company (Midland, MI). Escorene™ Ultra LD 706.15 é etileno vinil acetato ("EVA") disponível por ExxonMobil (Houston, TX). Vistamaxx™ 3980, um elastômero baseado em propileno, disponível por ExxonMobil (Houston, TX).

[0081] As películas foram formadas usando uma prensa Carver hidráulica de 15 toneladas. A imprensa tinha dois rolos a 205°F. O tempo de permanência foi de 2 minutos sob uma força de 57826,88 N (13.000 libras). As películas tinham as seguintes configurações:

[0082] Uma vez formadas, as películas foram condicionadas em umidade relativa de 75°F/50%. Após 24 horas de condicionamento, as películas foram removidas do condicionamento e submetidas aos ensaios mecânicos conforme descrito acima. Os resultados são apresentados abaixo na Tabela 5.

Tabela 5: Propriedades Mecânicas das Películas dos Exemplos 9-15

EXEMPLO 16

[0083] Uma camada de película foi formada a partir de uma mistura contendo 90% em peso de Dowlex™ EG 2244G e 10% em peso de um concentrado de nanoargila. O concentrado de nanoargila continha uma mistura de 50% em peso de Clayton™ HY, 30% em peso de Dowlex EG2244G e 20% em peso de Fusabond® MB-528D. Clayton™ HY é um pó de argila orgânica tratado com solução de amônio quaternário e está disponível por BYK Additives, Inc. (Gonzales TX). O concentrado de nanoargila formou-se em uma microextrusora dupla rosca de corrotação Prism USALab16 (Thermo Electron Corporation; Stone, Inglaterra) tendo uma razão L/D de 40:1. Os componentes LLDPE e Fusabond® foram alimentados através dos alimentadores de pelota e o pó de argila orgânica Clayton™ HY foi alimentado através de um alimentador de pó. As temperaturas de processamento ao longo da extrusora de 10 zonas foram 170°C, 180°C, 185°C, 180°C, 185°C, 185°C, 185°C, 185°C, 185°C e 180°C, respectivamente. A pressão de fusão foi de cerca de 206,84 KPa (30 psi) e a velocidade de composição foi de 100 rpm. O concentrado de LLDPE e nanoargila posteriormente foi composto em uma extrusora dupla rosca ZSK- 30, conforme descrito no Exemplo 5. Uma camada de película foi posteriormente produzida da mistura resultante usando uma extrusora de rosca única HAAKE, conforme descrito no Controle 1.

EXEMPLO 17

[0084] Foi formada uma camada de película conforme descrito no Exemplo 16, exceto que a nanoargila utilizada é Cloisite™ 15A, em vez de Clayton™ HY.

EXEMPLO 18

[0085] Foi formada uma camada de película conforme descrito no Exemplo 16, exceto que a nanoargila utilizada é Cloisite™ 30B, em vez de Clayton™ HY.

EXEMPLO 19

[0086] Foi formada uma camada de película conforme descrito no Exemplo 16, exceto que a nanoargila utilizada é Cloisite™ 93A, em vez de Clayton™ HY.

EXEMPLO 20

[0087] Uma camada de película foi formada conforme descrito no Exemplo 16, exceto que a nanoargila utilizada é Cloisite™ Na+, em vez de Clayton™ HY.

[0088] Estas películas foram condicionadas a 75°F/50% de umidade relativa. Após 24 horas de condicionamento, as películas foram removidas do condicionamento e submetidas aos ensaios mecânicos conforme descrito acima. Os resultados são apresentados abaixo na Tabela 6. Tabela 6: Propriedades Mecânicas das Películas dos Exemplos 16-20

EXEMPLO 21

[0089] Formou-se uma camada de película conforme descrito no Exemplo 16, exceto que a espessura desejada foi 12,7 micrômetros e a velocidade do parafuso foi de cerca de 30 rpm.

EXEMPLO 22

[0090] Formou-se uma camada de película conforme descrito no Exemplo 17, exceto que a espessura desejada foi 12,7 micrômetros e a velocidade do parafuso foi de cerca de 30 rpm.

EXEMPLO 23

[0091] Formou-se uma camada de película conforme descrito no Exemplo 18, exceto que a espessura desejada foi 12,7 micrômetros e a velocidade do parafuso foi de cerca de 30 rpm.

EXEMPLO 24

[0092] Formou-se uma camada de película conforme descrito no Exemplo 19, exceto que a espessura desejada foi 12,7 micrômetros e a velocidade do parafuso foi de cerca de 30 rpm.

EXEMPLO 25

[0093] Formou-se uma camada de película conforme descrito no Exemplo 20, exceto que a espessura desejada foi 12,7 micrômetros e a velocidade do parafuso foi de cerca de 30 rpm.

[0094] Estas películas foram condicionadas a 75°F/50% de umidade relativa. Após 24 horas de condicionamento, as películas foram removidas do condicionamento e submetidas aos ensaios mecânicos conforme descrito acima. Os resultados são apresentados abaixo na Tabela 7. Tabela 7: Propriedades Mecânicas das Películas dos Exemplos 21-25

CONTROLE 5

[0095] Uma película comercial foi testada que é produzida por Quanxing Plastics, Inc. A película teve uma gramatura de 18 gramas por metro quadrado e foi extrudado por fundição de uma mistura contendo de 35 a 45% em peso de polietileno de alta densidade (HDPE 5070), 20 a 30% em peso de polietileno de baixa densidade (LDPE LD100AC), 25 a 35% em peso de polietileno linear de baixa densidade (LLDPE 7050) e 5 a 10% em peso de um concentrado de dióxido de titânio (1605-H). Um padrão microgravado tendo uma profundidade de 1 a 5 micrômetros foi formado em uma superfície da película.

EXEMPLO 26

[0096] Uma película foi formada a partir de uma mistura contendo 93,5% em peso de um concentrado de polietileno, 4.5% em peso de Clayton™ HY e 2% em peso de Fusabond® E-528, que é um copolímero de enxerto de polietileno e anidrido maleico, disponível por DuPont. O concentrado de polietileno continha de 35 a 45% em peso de polietileno de alta densidade (HDPE 5070), 20 a 30% em peso de polietileno de baixa densidade (LDPE LD100AC), 25 a 35% em peso de polietileno linear de baixa densidade (LLDPE 7050) e 5 a 10% em peso de um concentrado de dióxido de titânio (1605-H). Clayton™ HY é um pó de argila orgânica tratado com solução de amônio quaternário e está disponível por BYK Additives, Inc. (Gonzales TX). A mistura foi formada usando uma extrusora dupla rosca de corrotação, disponível por Entek®. A extrusora tinha 14 barris de processamento, com 13 barris aquecidos. Três barris são barris abertos. O diâmetro externo dos parafusos foi de 53 mm. As temperaturas de processamento ao longo da extrusora foram definidas a 175°C e a velocidade de composição na extrusora dupla rosca foi definida em 700 rpm. OS fios resultantes foram resfriados em um banho de água com 4,57 m (15 pés) de comprimento total. Então, o fio resfriado foi peletizado e recolhido para o processamento de película seguinte.

[0097] Uma película foi produzida depois a partir da mistura resultante utilizando uma extrusora de rosca única. A extrusora tem 8 barris de processamento, com 7 barris aquecidos com temperaturas variando entre 175-210°C. A velocidade do parafuso foi ajustada entre 66,5 e 68,6 rpm, dependendo da espessura da película requerida. A velocidade em linha correspondente foi ajustada entre 85 e 90 metros por minuto. A película resultante teve uma gramatura de 13,5 gramas por metro quadrado. Um padrão microgravado tendo uma profundidade de 1 a 5 micrômetros foi formado em uma superfície da película.

EXEMPLO 27

[0098] Uma película foi formada como descrito no Exemplo 26, exceto que um padrão de gravação profundo tendo uma profundidade de 5 a 15 micrômetros formou-se na superfície.

[0099] As películas do Controle 5, Exemplo 26 e Exemplo 27 foram então testadas quanto ao nível de ruído, conforme descrito aqui. As películas testadas eram retangulares e tinham um tamanho de 13,5 centímetros por 28,0 centímetros. Os resultados estão expostos na Tabela 8 abaixo. Tabela 8: Nível de Ruído das Películas a 4.000 Hz

[00100] Como indicado acima, a película dos Exemplos 26 e 27 mostrou redução considerável no nível de ruído em comparação com a amostra de controle.

EXEMPLO 28

[00101] Uma película soprada foi formada a partir de uma mistura contendo 84,5% em peso de Dowlex™ GE 2047G, 4.5% em peso de Clayton™ HY, 2,0% em peso de Fusabond® E-528 e 9,0% em peso de Ampacet® 110313 (aditivo de cor, Ampacet Corporation). A mistura foi formada usando uma extrusora dupla rosca de corrotação. A extrusora tinha 14 barris de processamento, com 13 barris aquecidos e um comprimento de 210 mm. O diâmetro externo dos parafusos foi de 53 mm. As temperaturas de processamento ao longo da extrusora foram definidas a 180°C e a velocidade de composição na extrusora dupla rosca foi definida em 750 rpm. O polietileno foi alimentado através de um alimentador de pelota, o Fusabond® com aditivos Ampacet® foram alimentados através de outro alimentador de pelota; e a nanoargila foi alimentada através de um alimentador com gargalo de pó. A película foi formada por uma extrusora de rosca única com um molde de película monocamada soprada. A velocidade em linha foi de 175 libras por hora e as espessuras das películas foram controladas a 1,5 mm. A temperatura de fusão foi controlada dentro do intervalo de 175-185°C.

[00102] A taxa de transmissão de oxigênio da película foi determinada como sendo 42,94 cm3/cm2*24 horas (277 cm3/in2*24 horas). Uma amostra de controle contendo apenas 95% em peso de Dowlex™ 2047G com 5% em peso de Ampacet® também foi formada. A taxa de transmissão de oxigênio da amostra da película de controle foi determinada como sendo 60,76 cm3/cm2*24 horas (392 cm3/in2*24 horas).

[00103] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes em relação às suas modalidades específicas, será contemplado que os versados na técnica, após obter uma compreensão do exposto anteriormente, poderão facilmente conceber alterações, variações e equivalentes dessas modalidades. Nesse sentido, o escopo da presente invenção seve ser avaliado como aquele das reivindicações anexas e quaisquer equivalentes a estas.

Claims

1. Película de embalagem tendo uma espessura de 50 micrômetros ou menos, caracterizadapelo fato de que contém uma camada de núcleo que é posicionada adjacente a uma camada externa, em que a camada do núcleo, a camada externa, ou ambas, são formadas a partir de uma composição de polímero, a composição de polímero contendo de 70% em peso a 99% em peso de um polímero de etileno, de 0,1% em peso a 20% em peso de uma nanoargila tendo tratamento de superfície orgânico e de 0,05% em peso a 15% em peso de um compatibilizador de poliolefina que contém um componente de olefina e um componente polar; em que o tratamento de superfície orgânico inclui um ânion quaternário.

2. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o polímero de etileno inclui um copolímero de etileno e uma α-olefina, ou em que o polímero de etileno inclui polietileno linear de baixa densidade, polietileno de baixa densidade, polietileno de alta densidade, ou uma mistura destes.

3. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que a nanoargila inclui um filossilicato, em que o filossilicato inclui uma montmorilonita ou um de seus sais.

4. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que a nanoargila inclui plaquetas tendo uma espessura média de 0,2 a 100 nanômetros.

5. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o componente polar do compatibilizador inclui anidrido maleico.

6. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que apresenta um alongamento de pico normalizado na direção de máquina de 15%/μm ou mais; ou em que a película apresenta um alongamento de pico normalizado na direção contrária da máquina de 40%/μm ou mais; ou em que apresenta uma resistência à tração normalizada final na direção da máquina e/ou na direção contrária da máquina de 0,5 a 20 MPa/μm; ou em que apresenta um módulo de Young normalizado na direção da máquina e/ou na direção contrária da máquina de 5 a 50 MPa/μm.

7. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que apresenta um nível de ruído normalizado de 2,5 ou menos, conforme determinado em uma frequência de 4.000 Hz, em que o nível de ruído normalizado é determinado dividindo-se o nível de ruído da película pelo nível de ruído de um ambiente; ou em que a película apresenta uma taxa de transmissão de oxigênio de 54,25 cm3/cm2*24 horas (350 cm3/in2*24 horas) ou menos.

8. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que a camada externa contém a composição de polímero.

9. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadapelo fato de que o polímero de etileno inclui polietileno linear de baixa densidade, polietileno de baixa densidade, copolímero de etileno, ou uma combinação destes.

10. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadapelo fato de que a nanoargila constitui de 0,1% em peso a 15% em peso da composição de polímero.

11. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que a camada do núcleo contém a composição de polímero.

12. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 11, caracterizadapelo fato de que o polímero de etileno inclui polietileno de alta densidade, em que o polietileno de alta densidade constitui de 10% em peso a 85% em peso da composição de polímero.

13. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a nanoargila constitui de 0,5% em peso a 20% em peso da composição de polímero.

14. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a composição de polímero inclui uma mistura de polietileno de baixa densidade, polietileno linear de baixa densidade e um polietileno de alta densidade.

15. Película de embalagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que é uma película soprada ou em que é uma película fundida.