ES2197937T3 - Peliculas polimericas. - Google Patents

Abstract

SE PRESENTAN PELICULAS DE POLIOLEFINA BIAXIALMENTE ORIENTADAS QUE TIENEN UNA CAPA DE BASE CON UN POLIMERO DE PROPILENO CON UNA CAPA EXTERNA IMPRIMIBLE SOBRE LA MISMA, LA CAPA DE BASE CONTIENE AL MENOS 1000 PPM DE UN MONOESTER DE GLICERIL DE UN ACIDO GRASO EN BASE AL PESO DE LA CAPA DE BASE Y LA CAPA EXTERIOR INCLUYENDO UNA MEZCLA DE AGENTE ANTIBLOQUEO DE SILICONA ENLAZADA Y UN AGENTE ANTIBLOQUEO INORGANICO. LAS PELICULAS TIENEN BUENAS CARACTERISTICAS DE DESLIZAMIENTO EN CALIENTE Y EN FRIO PARA SUPERFICIES DE PELICULA TRATADAS Y NO TRATADAS.

Description

Películas polimericas.

Descripción de la invención

Esta invención es concerniente con las películas poliméricas y en particular las películas de polipropileno que tienen buenas características de resbalamiento en frío y en caliente para las superficies de películas tratadas y no tratadas.

Se conoce en la técnica de las películas de polipropileno la modificación de las características de resbalamiento de tales películas mediante una variedad de métodos. Uno de tales métodos es incorporar a las películas uno o más aditivos en una capa núcleo o central de las películas, los aditivos son de tal manera que emigran desde la capa central a través de las capas de la película externas de tal manera que forman una capa superficial sobre las capas externas de las películas. Comunes de tales aditivos son las amidas de ácido graso y gliceril ésteres de ácidos grasos de cadena larga.

Las películas de poliolefina que contienen aditivos migrantes pueden en general ser impresas, especialmente si la superficie de las películas a ser impresas se somete a un tratamiento el cual incremente la energía superficial de las películas, tales métodos son bien conocidos en la técnica de las películas de polipropileno.

Sin embargo, una desventaja principal de utilizar aditivos migrantes para modificar las características de resbalamiento de las películas de polipropileno es que las características de resbalamiento tienden a cambiar con el tiempo. Así, inmediatamente después que las películas han sido fabricadas, cuando poco o nada del aditivo de resbalamiento ha emigrado a la superficie de la película, las películas tienen propiedades de resbalamiento relativamente pobres, mientras que después del almacenamiento de las películas por algún tiempo, las películas se pueden volver excesivamente resbalosas con las dificultades consecuentes en el uso de las películas en la maquinaria de empaque. Además, las cantidades incrementadas de aditivos que emigraron sobre la superficie de la película por un período de tiempo pueden reducir las propiedades ópticas de las películas.

Un procedimiento alternativo al problema de modificar las características de resbalamiento de las películas de polipropileno ha sido incluir agentes de resbalamiento no migrantes en las superficies externas de tales películas. Mientras que los agentes antibloqueo los cuales son usualmente incluidos en las capas de la superficie externa de las películas de polipropileno modifican las propiedades de resbalamiento inherentemente pobres de los polímeros de los cuales las superficies externas se fabrican, tales agentes en general no pueden ser usados solos para proveer el grado de resbalamiento que es requerido para tales películas. De aquí, el use de agentes de resbalamiento migrantes separados.

Alternativamente, un agente de resbalamiento puede ser recubierto sobre la superficie externa de las películas, en lugar de incorporado con el cuerpo de la película.

Las siliconas y en particular los polidiorganosiloxanos, han sido frecuentemente propuestos hasta ahora como aditivos de resbalamiento no migrantes, que imparten resbalamiento, para agregarse a las capas externas de las películas de polipropileno. También se han utilizado como recubrimientos que imparten resbalamiento, los cuales se aplican a las superficies externas de las películas de polipropileno.

El uso de estos materiales tiene la ventaja de que las propiedades de resbalamiento de las películas en general no cambian con el tiempo, sus propiedades de resbalamiento son sustancialmente constantes desde la fabricación y en todo el almacenamiento sobre períodos sustanciales de tiempo. Una desventaja principal de usar siliconas para modificar las características de resbalamiento de las películas es que tienden a reducir la capacidad de impresión de las películas, especialmente cuando se utilizan tintas a base de agua. Además, el tratamiento de las películas para mejorar su energía superficial y de aquí su capacidad de impresión no puede en general ser usado sobre las superficies de la película las cuales contienen silicona compuesta o tienen un recubrimiento de silicona, ya que el tratamiento tiende a tener un efecto altamente adverso sobre la silicona, por ejemplo que conduce a una reducción en las características de resbalamiento de la superficie de la película y/o la capacidad de sellado térmico de la superficie de la película cuando tal superficie es de otra manera sellable térmicamente.

De acuerdo a la presente invención, se provee una película de poliolefina orientada biaxialmente que comprende una capa base que comprende un polímero de propileno con una capa externa, que se puede imprimir, sobre la misma, la capa base contiene por lo menos 1000 ppm de un monoéster de glicerilo de un ácido graso, en base al peso de la capa base y la capa externa incluye una mezcla de un agente antibloqueo de silicona entrecruzada y un agente antibloqueo inorgánico.

Las películas de acuerdo con la presente invención han mostrado buenas propiedades de resbalamiento desde la fabricación, tales propiedades son obtenidas con mucho menos de un cambio en las propiedades de resbalamiento sobre un período de tiempo. Además, un control particularmente bueno de las propiedades de resbalamiento puede ser obtenido en comparación con las películas las cuales utilizan una silicona en la capa externa en lugar de una amida de ácido graso migrante como un agente de resbalamiento. Además de estas ventajas, las películas de acuerdo con la presente invención han mostrado buenas propiedades ópticas y buena maquinabilidad. Estas propiedades han sido también observadas en combinación con una buena capacidad de impresión, especialmente con las tintas a base de agua.

La capa base es formada a partir de un polímero de propileno el cual es de preferencia un homopolímero de propileno o un polímero de propileno y en una cantidad menor, de preferencia menos del 2% en peso, de un comonómero, por ejemplo etileno.

La capa base de las películas de la presente invención contiene por lo menos 1000 ppm de un monoéster de glicerilo de un ácido graso de cadena larga y de preferencia por lo menos 1500 ppm, en base al peso de la capa base. AI incrementar la cantidad del monoéster de glicerilo en la capa base, en general se incrementa el resbalamiento de las películas, pero llega a un punto en donde un incremento adicional en el resbalamiento con las cantidades incrementadas del monoéster de glicerilo es marginal y puede aún estar acompañado de efectos indeseables. Se prefiere por consiguiente no usar más de aproximadamente 6000 ppm de un monoéster de glicerilo en base al peso de la capa base. El rango particularmente preferido de las cantidades del monoéster de glicerilo para la capa base es de 1000 a 4500, en base al peso de la capa base.

Ejemplos de monoésteres de glicerilo los cuales pueden ser usados incluyen monoestearato de glicerilo, monobenehato ácido de glicerilo y glicéridos de ácidos hidroxi-grasos, por ejemplo tri-(12-hidroxi)estearato de glicerilo.

Otros aditivos migrantes pueden ser incluidos en la capa base, por ejemplo amidas de ácido graso. La cantidad de la amida de ácido graso en la capa base es de preferencia no más de 5000 ppm en base al peso de la capa base, ya que las cantidades más altas pueden afectar adversamente la capacidad de la capa externa para sellarse térmicamente a bajas presiones cuando es de un polímero sellable térmicamente. Ventajosamente, la cantidad de amida de ácido graso en la capa externa es menor de 4000 ppm y más especialmente de 1000 a 3750 ppm en base al peso de la capa base. Si la cantidad de amida de ácido graso se reduce excesivamente, los efectos benéficos de su presencia pueden no ser observados.

Las amidas de ácido graso y derivados de las mismas, los cuales se pueden usar como el agente de resbalamiento en la capa base de las películas de acuerdo con la presente invención, incluyen amidas de ácidos grasos de 10 a 40 átomos de carbono y de los correspondientes ácidos hidroxi-grasos y derivados de los mismos, por ejemplo erucamida, oleamida, etilen bis esteramida, estearil erucamida y oleil palmitamida.

La capa base también contiene de preferencia un agente antiestático migrante, por ejemplo una bis-(hidroxialquil)-alquil(de 1o a 2o átomos de carbono)amina, de preferencia derivada de una alquilamina que contiene de 12 a 18 átomos de carbono. El grupo hidroxialquilo de tales compuestos es de preferencia un grupo 2- hidroxietilo. Un ejemplo de un agente antiestático específico el cual se puede usar en la capa base es bis-(2-hidroxietil)-sebo amina.

La cantidad del agente antiestático migrante utilizado en la capa base es de preferencia de 0.01 a 0.20% en peso de la capa base.

La capa externa se forma preferiblemente de una poliolefina la cual es o se puede volver imprimible, por ejemplo mediante un tratamiento superficial adecuado. La capa externa es también preferiblemente sellable térmicamente. Ejemplos de poliolefinas las cuales se pueden usar para formar la capa externa incluyen copolímeros de propileno con por lo menos uno de etileno y 1-buteno, por ejemplo copolímeros de propileno/etileno y terpolímeros de propileno/etiIeno/1-buteno. La capa externa también se puede formar a partir de una mezcla de dos o más polímeros de olefinas.

La capa externa de las películas de la presente invención contiene una mezcla de un agente de antibloqueo de silicona entrecruzada y un agente de antibloqueo inorgánico. La cantidad total de estos dos tipos de agente antibloqueo presentes en la capa externa es de preferencia no más de 5000 ppm, en base al peso de la capa externa, las cantidades mayores tienden a reducir la capacidad de sellado térmico de la capa externa cuando tal capa es fabricada de un polímero sellable térmicamente. La cantidad total de estos agentes antibloqueo es de preferencia menor de 4000 ppm, en base al peso de la capa externa y más de preferencia de 1000 a 3750 ppm. Si una cantidad insuficiente del agente antibloqueo está presente, las películas exhibirán bloqueo.

Se prefiere en general que la mezcla de los agentes antibloqueo en la capa externa contenga de 25 a 75% en peso, de preferencia de 40 a 60% en peso, de silicona entrecruzada y de 75 a 25% en peso, de preferencia de 60 a 40% en peso, de un agente antibloqueo inorgánico.

El agente antibloqueo de silicona entrecruzada es de preferencia como se describe en la patente EP0242055-A. El agente antibloqueo inorgánico se puede seleccionar de los agentes antibloqueo propuestos hasta ahora en la técnica de las películas de polipropileno, por ejemplo sílice y silicatos.

El tamaño de partícula promedio de cada agente antibloqueo usualmente estará en el rango de 1 a 6 micras. En general, los tamaños relativos de los dos tipos diferentes del agente antibloqueo no son significativos pare lograr el efecto obtenido mediante la presente invención y por consiguiente un agente antibloqueo puede tener un tamaño de partícula promedio relativamente pequeño, mientras que el otro tiene un tamaño de partícula promedio relativamente grande. Sin embargo, si los tamaños de partícula promedio de los dos tipos de agente antibloqueo son significativamente diferentes, los efectos adversos provocados por tales diferencias pueden ser reducidos al ajustar la cantidad de la amida de ácido graso en la capa base, ya que esto puede reducir los efectos de tales diferencias en el tamaño de partícula promedio.

Las películas de acuerdo con la presente invención pueden consistir solamente de las dos capas especificadas. Sin embargo, se prefiere en general que la capa base tenga una capa adicional sobre la misma, lejana de la capa externa especificada, mediante to cual se fabrican las películas de tres capas. También pueden estar presentes capas adicionales, por ejemplo entre la capa externa especificada y la capa base o entre la capa base y una capa o capas adicionales sobre el lado de la capa base lejano de la capa externa especificada.

La capa externa adicional es de preferencia de un polímero de olefina, por ejemplo de la misma composición como la capa externa especificada. Sin embargo, es de preferencia de una composición diferente de aquella de la capa externa particularmente especificada, debido a que esto puede permitir que sean obtenidas propiedades de resbalamiento diferenciales entre las superficies externas de las películas, aún si las dos capas externas contienen mezclas sustancialmente idénticas de un agente antibloqueo de silicona entrecruzada y un agente antibloqueo inorgánico. Las películas particularmente preferidas de acuerdo con la presenta invención tienen una superficie externa formada de un copolímero de propileno/etileno con la otra superficie formada de una mezcla de un copolímero de propileno/etileno y un terpolímero de propileno/etilenoll-buteno. Tales películas han mostrado resbalamiento superficial, el cual las hace de particular ventaja en la envoltura de artículos en donde el resbalamiento de la película al artículo es deseablemente más bajo que el resbalamiento de película a película para los artículos envueltos.

Se prefiere en general no agregar una amida de ácido graso en la capa o capas externas de las películas de la presente invención, diferente a aquella la cual puede por necesidad estar presente como un agente dispersante para los agentes antibloqueo los cuales se incluyen en estas capas.

La capa o capas externas de las películas de la presente invención pueden incluir un agente antiestático, de preferencia un alquil sulfonato.

Se prefiere en general someter a la capa externa que contiene la mezcla del agente antibloqueo de silicona entrecruzada y al agente antibloqueo inorgánico a un tratamiento el cual incremente su energía superficial, por ejemplo tratamiento de descarga en corona o tratamiento a la flama.

Si se desea, una o más capas de las películas de la presente invención pueden incluir partículas orgánicas o inorgánicas las cuales inducen la formación de microhuecos cuando se estiran biaxialmente. En general, la capa hueca será la capa base, pero otras capas las cuales pueden estar presentes que pueden ser ahuecadas, estas son normalmente aquellas que consisten de un polímero de propileno con sustancialmente todas las unidades derivadas de propileno. Ejemplos de los materiales en partículas los cuales pueden ser usados para inducir la formación de huecos incluyen poliamidas, por ejemplo nylons, poliésteres, por ejemplo tereftalato de polietileno y tereftalato de polibutileno, creta, sulfato de bario y sulfuro de zinc. En general, estos materiales en partículas deben tener un tamaño de partícula promedio de 1 a 10 micras, con el fin de efectuar la formación de huecos.

Cualquiera de las varias capas de las películas de la presenta invención puede, si se desea, contener un pigmento, por ejemplo dióxido de titanio.

Las películas de acuerdo con la presenta invención se pueden producir mediante métodos conocidos, por ejemplo mediante coextrusión de la capa base y la capa externa especificada y con cualquier capa adicional la cual se desee y luego estirar biaxialmente el producto de extrusión. El estiramiento lo biaxial puede ser efectuado simultáneamente en la dirección de extrusión y en la dirección transversal al utilizar el Ilamado proceso burbuja. Sin embargo, se prefiere efectuar el estiramiento secuencialmente al estirar primero la cinta en la dirección de extrusión y luego en la dirección transversal. El estiramiento secuencial es particularmente preferido cuando se desea fabricar películas que tienen una o más capas las cuales incluyen microhuecos.

Los siguientes ejemplos se dan a manera de ilustración solamente. En cada caso, las películas fueron sometidas a prueba en cuanto a sus propiedades de resbalamiento de acuerdo a los siguientes métodos.

El resbalamiento en frío fue probado al utilizar un probador de resbalamiento ``Davenport'' con una rastra de 700 g y una velocidad de arrastre de 80 cm/min. El resbalamiento en caliente fue probado al utilizar un aparato de prueba de resbalamiento RDM CF800 a 40ºC, 60ºC y 80ºC con una rastra de 700 g. Se llevaron a cabo pruebas de resbalamiento en caliente de película / película al sujetar la película a la placa caliente del aparato de prueba.

El lustre de la película fue probado a 20ºC y la temperatura de umbral de sellado térmico de las películas fue probado con el uso de una barra de gradiente.

Se llevaron a cabo pruebas de frotamiento película / película al envolver inicialmente la película a ser probada alrededor de un bloque con la superficie de la película tratada en el lado exterior. La película fue sellada térmicamente alrededor del bloque con el sello a lo largo del lado del bloque. Luego los bloques envueltos fueron calentados en un horno a 100ºC hasta que el interior de los bloques había alcanzado 40ºC y luego se determinó el resbalamiento en caliente de película / película al frotar dos bloques calentados conjuntamente. La determinación se hizo en una escala subjetiva de 1, que es la más resbalosa, hacia arriba.

Ejemplo 1

Una cinta polimérica de tres capas se produce al coextruir una capa base de homopolímero de propileno que contiene 3.5% en peso de creta (tamaño de partícula promedio 3.5 micras), 1.6% en peso de dióxido de titanio, 0.03% en peso de amina bio-etoxilada, 0.064% en peso de erucamida y 0.128% en peso de monoestearato de glicerilo, con dos capas externas sobre cada superficie de la capa base. Las dos capas externas consistieron de un copolímero de propilenoletileno/1-buteno (91.4% en peso de propileno, 3.8% en peso de etileno, 4.7% en peso de 1-buteno) que contiene 0.2% en peso de una silicona entrecruzada (Tospearl 120, ex GE Silicones - tamaño de partícula promedio 2 micras), 0.1% en peso de una silicona entrecruzada adicional (Tospearl 145, ex GE Silicones - tamaño de partícula promedio 4.5 micras) y 0.125% en peso de sílice con un tamaño de partícula promedio de 4 micras.

Luego la cinta de tres capas coextruida fue estirada 4.5 veces en la dirección de extrusión al hacerla pasar sobre una sede de rodillos a 120ºC que giran a velocidades periféricas diferenciales y luego veces en la dirección transversal en un horno con banda sin fin a 160ºC.

Luego la primera capa externa de la película estirada biaxialmente fue sometida a tratamiento de descarga en corona y la película fue finalmente enrollada. La película tuvo un espesor total de 40 micras, cada capa externa fue de 1.5 micras de espesor.

El coeficiente de fricción para la cara tratada a metal, evaluado como se describe anteriormente a 40ºC fue de 0.19.

Ejemplo 2

Una cinta polimérica de tres capas se produce al coextruir una capa base de homopolímero de propileno que contiene 3.5% en peso de creta (tamaño de partícula promedio 3.5 micras), 1.6% en peso de dióxido de titanio, 0.03% en peso de amina bio-etoxilada, 0.064% en peso de erucamida y 0.328% en peso de monoestearato de glicerilo con dos capas externas sobre cada superficie de la capa base. Las dos capas externas consistieron de un copolímero de propilenoletileno/1-buteno (91.4% en peso de propileno, 3.8% en peso de etileno, 4.7% en peso de 1-buteno) que contiene 0.1% en peso de una silicona entrecruzada (Tospearl 120, ex GE Silicones -tamaño de partícula promedio de 2 micras), 0.15% en peso de una silicona entrecruzada adicional (Tospearl 145,5 ex GE Silicones - tamaño de partícula promedio 4.5 micras) y 0.165% en peso de sílice con un tamaño de partícula promedio de 4 micras.

Luego la cinta de tres capas coextruida fue estirada 4.5 veces en la dirección de extrusión al hacerla pasar sobre una serie de rodillos a 120ºC que giran a velocidades periféricas diferenciales y luego 10 veces en la dirección transversal en un horno con banda sin fin a 160ºC.

Luego la primera capa externa de la película estirada biaxialmente fue sometida a tratamiento de descarga en corona y la película fue finalmente enrollada. La película tuvo un espesor total de 40 micras, cada capa externa fue de 1.5 micras de espesor. El coeficiente de fricción para la cara tratada a metal, evaluado como se describe anteriormente a 40ºC fue de 0.18.

Ejemplo 3 (comparación)

Una cinta polimérica de tres capas se produce al coextruir una capa base de homopolímero de propileno que contiene 3.5% en peso de creta (tamaño de partícula promedio 3.5 micras), 1.6% en peso de dióxido de titanio, 0.03% en peso de amina bix-etoxilada, 0.064% en peso de erucamida y 0.128% en peso de monoestearato de glicerilo, con dos capas externas sobre cada superficie de la capa base. Las dos capas externas consistieron de un copolímero de propilenoletileno (3.7% en peso de etileno) que contenía 0.1º/a en peso de sílice con un tamaño de partícula promedio de 4 micras.

Luego la cinta de tres capas coextruida fue estirada 4.5 veces en la dirección de extrusión al hacerla pasar sobre una serie de rodillos a 120ºC que giran a velocidades periféricas diferenciales y luego 10 veces en la dirección transversal en un horno con banda sin fin a 160ºC.

Luego la primera capa externa de la película estirada biaxialmente fue sometida a tratamiento de descarga en corona y la película fue finalmente enrollada. La película tuvo un espesor total de 40 micras, cada capa externa fue de 1.5 micras de espesor.

El coeficiente de fricción para la cara tratada a metal, evaluado como se describe anteriormente a 40ºC fue de 0.23.

Ejemplo 4

Una cinta polimérica de tres capas se produce al coextruir una capa base de homopolímero de propileno que contiene 3.5% en peso de creta (tamaño de partícula promedio 3.5 micras), 1.6% en peso de dióxido de titanio, 0.03% en peso de amina bis-etoxilada, 0.06º/a en peso de erucamida y 0.33% en peso de monoestearato de glicerilo, con dos capas externas sobre cada superficie de la capa base. Las dos capas externas que se forman consistieron de un copolímero de propilenoletileno/1- buteno (90.7% en peso de propileno, 3.7% en peso de etileno, 5.6% en peso de 1-buteno) que contenía 0.10º/a en peso de una silicona entrecruzada (Tospearl 120, ex GE Silicones - tamaño de partícula promedio de 2 micras), 0.15% en peso de una silicona entrecruzada adicional (Tospearl 145, ex GE Silicones - tamaño de partícula promedio 4.5 micras) y 0.165% en peso de sílice con un tamaño de partícula promedio de 4 micras.

Luego la cinta de tres capas coextruida fue estirada 4.5 veces en la dirección de extrusión al hacerla pasar sobre una serie de rodillos a 120ºC que giran a velocidades periféricas diferenciales y luego 10 veces en la dirección transversal en un horno con banda sin fin a 160ºC.

Luego la primera capa externa de la película estirada biaxialmente fue sometida a tratamiento de descarga en corona y la película fue finalmente enrollada. La película tuvo un espesor total de 40 micras, cada capa externa fue de 1.2 micras de espesor.

La cara tratada de la película tuvo buenas propiedades de resbalamiento en caliente y en frío, a si mismas y al metal.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere.

Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes

Claims (9)

1. Una película de poliolefina orientada biaxialmente que comprende una capa base que consiste de un polímero de propileno con una capa externa, que se puede imprimir, sobre la misma, caracterizada porque la capa base contiene por lo menos 1000 ppm de un monoéster de glicerilo de un ácido graso, en base al. peso de la capa base y la capa externa incluye una mezcla de un agente antibloqueo de silicona entrecruzada y un agente antibloqueo inorgánico.

2. Una película de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la capa base contiene no más de 6000 ppm de un monoéster de glicerilo de un ácido graso, en base al peso de la capa base.

3. Una película de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la capa base contiene de 1000 a 4500 de un 15 monoéster de glicerilo de un ácido graso, en base al peso de la capa base.

4. Una película de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el monoéster de glicerilo de un ácido graso comprende monoestearato de glicerilo, monobehenato de glicerilo o tri-(122o hidroxi) estearato de glicerilo.

5. Una película de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la mezcla de agentes antibloqueo en la capa externa está presente en una cantidad de no más de 5000 ppm, en base al peso de la capa externa.

6. Una película de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la mezcla de agentes antibloqueo en la capa externa está presente en una cantidad de 1000 a 3750 ppm, en base al peso dé la capa externa.

7. Una película de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la mezcla contiene de 25 a 75% en peso de silicona entrecruzada y de 75 a 25% en peso de un agente de antibloqueo inorgánico.

8. Una película de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la mezcla contiene de 40 a 60% en peso de silicona entrecruzada y de 60 a 40% en peso de un agente de antibloqueo inorgánico.

9. Una película de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el tamaño de partícula promedio de la mezcla de agentes antibloqueo en la capa externa es de 1 a 6 micras.