ES2200548T3 - Pelicula de etiqueta dentro de molde para moldeo por soplado, metodo para producir la misma y su uso. - Google Patents
Pelicula de etiqueta dentro de molde para moldeo por soplado, metodo para producir la misma y su uso.Info
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Abstract
El uso de una película de polipropileno de capas múltiples opacas, como una etiqueta dentro de molde en moldeo por soplado la cual tiene una capa base y al menos dos capas superiores, en donde la capa base contiene llenadores iniciadores de vacuola, caracterizado porque la película tiene un espesor global de al menos 85 micrómetros, la capa base contiene una combinación de amina alifática terciaria y amida de ácido graso, ambas capas superiores contienen agentes antibloqueo, la densidad de la película está en la escala de 0.65 a 0.85 g/cm3, y la película ha sido tratada por flama o por descarga de corona en ambas superficies.
Description
Película de etiqueta dentro de molde para moldeo
por soplado, método para producir la misma y su uso.
La presente invención se refiere al uso de una
película opaca como etiqueta dentro de molde para moldeo por
soplado.
Las películas hechas de termoplásticos se han
utilizado recientemente cada vez más para etiquetar contenedores.
La técnica anterior describe diferentes procedimientos de
etiquetado. Las películas, las cuales son adecuadas para uso de
este tipo, deben tener un perfil de propiedad seleccionado, con
diferentes procedimientos de etiquetado requiriendo diferentes
propiedades de película. Esto significa que con mucha frecuencia
solamente una buena propiedad única no permite que la película sea
utilizada para el propósito determinado. En cambio, solamente una
multiplicidad de propiedades, las cuales se deben conseguir
simultáneamente en una película, aseguran que la película se pueda
utilizar para el propósito determinado.
Un procedimiento conocido es etiquetado dentro de
molde durante moldeo por soplado de contenedores de plástico. En
este procedimiento, un tubo de un polímero adecuado es extruido
continuamente o por lotes. El tubo es colocado en una cavidad de
molde de partes múltiples, perforado en el extremo inferior y
cortado en el extremo superior. Se inserta una boquilla de una
manera de ajuste apretado en la abertura superior que queda, y se
sopla aire a través de esta boquilla durante la operación real de
soplado, soplando el tubo extruido y llevándolo a contacto estrecho
con la pared del molde. Luego se abre el molde, los residuos de
tubo de proyección del moldeo por soplado desmoldado se remueven en
la parte superior e inferior, y el procedimiento inicia
nuevamente.
El etiquetado mediante moldeo por soplado durante
producción de contenedores, es conocido en la técnica anterior y se
refiere como etiquetado dentro de molde. En este procedimiento, se
coloca una etiqueta en el molde soplado abierto, normalmente a
través de un robot, de tal modo que el exterior impreso de la
etiqueta está en contacto con la pared de molde, y el interior no
impreso queda de frente al moldeo por soplado que será configurado.
Durante la introducción de la fusión tubular y formación del moldeo
por soplado mediante la presión de aire, la superficie todavía de
plástico de la composición de polímero se pone en contacto con la
etiqueta y se une a la misma para dar un contenedor etiquetado.
Durante este proceso de etiquetado, se debe
asegurar que la etiqueta está sobre la pared del molde en una
manera plana y sin dobleces. Esto se consigue, ya sea por medio de
vacío aplicado a finas perforaciones de ventilación, de tal forma
que las perforaciones se sellen sustancialmente por la etiqueta, o
por medio de fuerzas electrostáticas entre la etiqueta
electrostáticamente cargada y el molde conectado a tierra.
En el caso de formas simples de etiqueta, la
etiqueta se introduce en forma de rodillo y se corta a tamaño
directamente en la máquina de moldeo por soplado (corte en lugar).
En el caso de perfiles más complejos, la etiqueta se corta a tamaño
por anticipado y lejos de la máquina de moldeo por soplado, se
apila, se segrega de la pila en la máquina de moldeo por soplado
(procedimiento de corte y apilado) y se introduce individualmente en
el molde soplado.
El objeto de la presente invención era proveer
una película de etiqueta económica, la cual es adecuada para
etiquetado dentro de molde en procedimientos de moldeo por soplado.
En uso para etiquetado dentro de molde, la película debe originar
una etiqueta visualmente perfecta, con buena adhesión, y la
película debe ser procesable sin problemas en el procedimiento.
Este objetivo se consigue mediante el uso de una
película opaca, de polipropileno de capas múltiples como etiqueta
dentro de molde en moldeo por soplado. La película tiene una capa
base y al menos dos capas superiores, en donde la capa base
contiene llenadores iniciadores de vacuola, la película tiene un
espesor global de al menos 85 \mum, y la capa base contiene una
combinación de amina alifática terciaria y amida de ácido graso.
Ambas capas superiores contienen agentes antibloqueo, la densidad de
la película está en la escala de 0.65 a 0.85 g/cm^{3}, y la
película ha sido tratada por flama o por descarga de corona en
ambas superficies.
Se ha encontrado que la formulación aditiva
especial de la película opaca en combinación con el espesor de
etiqueta, y la densidad seleccionada y tratamiento de superficie en
ambos lados, asegura que se pueda utilizar para el propósito de
acuerdo a la invención.
Para los propósitos de la presente invención, el
término "película opaca" significa una película no
transparente cuya transparencia a luz (ASTM-D
1003-77) es al menos de 70%, de preferencia como
máximo 50%.
La capa base opaca de la película de capas
múltiples comprende esencialmente una poliolefina, de preferencia
un polímero de propileno, y llenadores opacificantes y los aditivos
mencionados en cantidades efectivas en cada caso. En general, la
capa base comprende al menos 50% en peso, de preferencia de 60 a
99% en peso, en particular de 70 a 98% en peso, de la poliolefina,
en cada caso con base al peso de la capa.
Las poliolefinas preferidas son polímeros de
propileno. Estos polímeros de propileno comprenden de 90 a 100% en
peso, preferiblemente de 95 a 100% en peso, en particular de 98 a
100% en peso de unidades de propileno, tienen un punto de fusión de
120°C o más, de preferencia de 150 a 170°C, y generalmente tienen
un índice de flujo en estado fundido de 0.5 a 8 g/10 min,
preferiblemente de 2 a 5 g/10 min, a 230°C y una fuerza de 21.6 N
(DIN 53735). Los polímeros de propileno preferidos para la capa base
son homopolímero de propileno isotáctico que tiene un contenido
atáctico de 15% en peso o menos, copolímeros de etileno y propileno
que tienen un contenido de etileno de 5% en peso o menos,
copolímeros de propileno con olefinas de
C_{4}-C_{8} que tienen un contenido de olefina
de 5% en peso o menos, terpolímeros de propileno, etileno y
butileno que tienen un contenido de etileno de 10% en peso o menos y
que tienen un contenido de butileno de 15% en peso o menos, siendo
particularmente preferido el homopolímero de propileno isotáctico.
Los porcentajes mencionados en peso se basan en el polímero
respectivo.
También es adecuado una mezcla de dichos
homopolímeros de propileno y/o copolímeros y/o terpolímeros con
otras poliolefinas, en particular hechas de monómeros que tienen de
2 a 6 átomos de carbono, donde la mezcla comprende al menos 50% en
peso, en particular al menos 75% en peso de polímero de propileno.
Otras poliolefinas adecuadas en la mezcla de polímeros son
polietilenos, en particular HDPE, LDPE, VLDPE y LLDPE, donde la
proporción de estas poliolefinas es en cada caso no mayor a 15% en
peso, con base a la mezcla de polímero.
La capa base opaca de la película comprende
llenadores en una cantidad como máximo de 40% en peso, de
preferencia de 1 a 30% en peso, en particular de 2 a 20% en peso,
con base en el peso de la capa opaca. Para los propósitos de la
presente invención, los llenadores son pigmentos y/o partículas
iniciadoras de vacuola.
Para los efectos de la presente invención, los
pigmentos son partículas incompatibles y esencialmente no dan como
resultado formación de vacuola cuando se estira la película. La
acción de coloración de los pigmentos es ocasionada por las mismas
partículas. El término "pigmentos" está generalmente asociado
con un diámetro de partícula promedio en la escala de 0.01 a un
máximo de 1 µm y cubre tanto los llamados "pigmentos blancos",
los cuales colorean las películas blancas, y "pigmentos de
color", los cuales dan un color negro a la película. En general,
el diámetro de partícula promedio de los pigmentos está en la
escala de 0.01 a 1 \mum de preferencia de 0.01 a 0.7 \mum, en
particular de 0.01 a 4 \mum.
Los pigmentos convencionales son materiales tales
como por ejemplo, óxido de aluminio, sulfato de aluminio, sulfato
de bario, carbonato de calcio, carbonato de magnesio, silicatos,
tales como silicato de aluminio (arcilla de caolín) y silicato de
magnesio (talco), dióxido de silicio y dióxido de titanio, de los
cuales se prefiere utilizar pigmentos blancos, tales como carbonato
de calcio, dióxido de silicio, dióxido de titanio y sulfato de
bario.
Las partículas de dióxido de titanio generalmente
comprenden al menos 95% en peso de rutilo y de preferencia se
emplean con un recubrimiento de óxidos inorgánicos y/o de
compuestos orgánicos que contienen grupos polares y no polares. Los
recubrimientos de TiO_{2} de este tipo se conocen en la técnica
anterior.
Para los propósitos de la presente invención,
"llenadores iniciadores de vacuola" son partículas sólidas las
cuales son incompatibles con la matriz de polímero y dan como
resultado la formación de cavidades de tipo vacuola cuando las
películas se estiran, con el tamaño, naturaleza y número de
vacuolas siendo dependiente del tamaño de las partículas sólidas y
de las condiciones de estiramiento, tales como relación de
estiramiento y temperatura de estiramiento. Las vacuolas reducen la
densidad y dan a las películas un aspecto opaco característico de
tipo perla ocasionado por dispersión de luz en las interfaces de
"matriz de vacuola/polímero". La dispersión de luz en las
mismas partículas sólidas, generalmente hace una contribución
relativamente pequeña para la opacidad de la película. En general,
los llenadores iniciadores de vacuola tienen un tamaño mínimo de 1
\mum con el fin de dar como resultado una cantidad efectiva, es
decir, opacificante de vacuolas. En general, el diámetro de
partícula promedio de las partículas es de 1 a 6 \mum,
preferiblemente de 1.5 a 5 \mum. El caracter químico de las
partículas juega un papel secundario.
Los llenadores iniciadores de vacuola
convencionales son 10 materiales inorgánicos y/o orgánicos,
incompatibles con polipropileno, tales como óxido de aluminio,
sulfato de aluminio, sulfato de bario, carbonato de calcio,
carbonato de magnesio, silicatos, tales como silicato de aluminio
(arcilla de caolín) y silicato de magnesio (talco), y dióxido de
silicio, de los cuales se prefieren el carbonato de calcio y
dióxido de silicio. Los llenadores 15 orgánicos adecuados son los
polímeros convencionales, los cuales son incompatibles con el
polímero de la capa base, en particular aquellos tales como HDPE,
copolímeros de olefinas cíclicas, tales como norborneno o
tetraciclododeceno, con etileno o propeno (COC), según se describe
en EP-A-0 623 463, poliésteres,
poliestirenos, poliamidas y polímeros orgánicos halogenados, dando
preferencia a poliésteres, tales como por ejemplo, tereftalato de
polibutileno y copolímeros de cicloolefina. Para los propósitos de
la presente invención, "materiales incompatibles o polímeros
incompatibles" significa que el material o polímero está en la
película en forma de una partícula separada o fase separada.
De preferencia, la capa base comprende pigmentos
en una cantidad de 0.5 a 10% en peso, preferiblemente de 1 a 8% en
peso, en particular de 1 a 5% en peso. Los llenadores iniciadores
de vacuola, de preferencia, están presentes en una cantidad de 0.5
a 25% en peso, preferiblemente de 1 a 15% en peso, en particular de
1 a 10% en peso. Los datos están basados en el peso de la capa
base.
Los llenadores iniciadores de vacuola reducen la
densidad de la película. Se ha encontrado que la densidad de la
película se debe mantener dentro de límites estrechos, con el fin
de asegurar que la película sea altamente adecuada para uso como
una etiqueta dentro de molde en moldeo por soplado. La densidad de
la película debe estar en la escala de 0.65 a 0.85 g/cm^{3}. Las
películas que tienen una densidad de menos de 0.65 g/cm^{3}
presentan defectos ópticos en uso como etiquetas dentro de molde en
moldeo por soplado, normalmente en forma del efecto llamado cáscara
de naranja, donde la película de etiqueta se deforma en la
superficie con formación de burbujas de tamaño milimétrico, lo que
da como resultado un aspecto visualmente no aceptable. Si la
densidad es mayor a 0.85 g/cm^{3}, la adhesión al contenedor es
escasa. La escasa adhesión a una densidad de película mayor a 0.85
g/cm^{3} puede estar relacionada con el hecho de que la película
de etiqueta, solamente con densidad ligeramente reducida, es
demasiado inflexible en la superficie y no tiene contacto
suficientemente íntimo con el moldeo por soplado que se forma. Es,
por lo tanto esencial para la invención, que la densidad esté en la
escala de 0.65 a 0.85 g/cm^{3}, preferiblemente de 0.7 a 0.8
g/cm^{3}.
El espesor global de la película es además
esencial para la invención y es al menos de 85 \mum, de
preferencia de 87 a 120 \mum, en particular de 90 a 100 \mum.
Se ha encontrado que películas que tienen un espesor global de
menos de 85 \mum no se pueden emplear como etiqueta dentro de
molde en el procedimiento de moldeo por soplado, debido a que en
uso de películas las cuales son más delgadas a 85 \mum, se forman
burbujas relativamente grandes entre la etiqueta y moldeo por
soplado, las cuales con frecuencia parecen estar hinchadas o
infladas. Esto, presuntamente, es ocasionado por aire que es
incluido entre el moldeo por soplado que se forma y la etiqueta que
es comprimida bajo la creciente presión de soplado sobre una área
estrecha. Después de desmoldar el moldeo por soplado todavía
caliente, el aire incluido se expande aún más, arqueando la
etiqueta.
Además de la capa base opaca, la película de
acuerdo a la invención comprende capas superiores en ambos lados.
Para los efectos de la presente invención, las capas superiores son
capas externas cuya superficie externa forma la superficie de
película.
La capa superior de la película de capas
múltiples generalmente comprende al menos 70% en peso, de
preferencia de 75 a < 100% en peso, en particular de 90 a 98% en
peso de un polímero de propileno y agentes antibloqueo y si se
desea, aditivos convencionales, tales como estabilizadores y/o
lubricantes, por ejemplo amidas de ácido graso, en cantidades
efectivas en cada caso. Se da preferencia a modalidades de las
capas superiores, las cuales comprenden además amidas de ácido
graso. Los datos anteriores en % en peso se basan en el peso de la
capa superior.
El polímero de propileno de la capa superior de
preferencia, es un copolímero de propileno y etileno o propileno y
butileno o propileno y otra olefina que tiene de 5 a 10 átomos de
carbono. También es adecuado para los propósitos de la invención,
terpolímeros de etileno y propileno y butileno o etileno y
propileno y otra olefina que tenga de 5 a 10 átomos de carbono.
También es posible utilizar mezclas o combinaciones de dos o más de
dichos copolímeros y terpolímeros.
Para la capa superior, se da preferencia a
copolímeros de etileno-propileno y terpolímeros de
etileno-propileno-butileno, en
particular copolímeros aleatorios de
etileno-propileno que tiene un contenido de etileno
de 2 a 10% en peso, de preferencia de 5 a 8% en peso, o terpolímeros
aleatorios de
etileno-propileno-1-butileno
que tienen un contenido de etileno de 1 a 10% en peso, de
preferencia de 2 a 6% en peso y un contenido de
1-butileno de 3 a 20% en peso, de preferencia de 8 a
10% en peso, en cada caso con base al peso del copolímero o
terpolímero.
Los copolímeros y terpolímeros, antes descritos,
generalmente tienen un índice de flujo en estado fundido de 1.5 a
30 g/10 min, de preferencia de 3 a 15 g/10 min. El punto de fusión
está en la escala de 120 a 140°C. La combinación de copolímeros y
terpolímeros antes descrita, tiene un Indice de flujo en estado
fundido de 5 a 9 g/10 min y un punto de fusión de 120 a 150°C.
Todos los índices de flujo en estado fundido dados anteriormente
están medidos a 230°C y una fuerza de 21.6 N (DIN 53735).
La película de acuerdo a la invención tiene al
menos tres capas y comprende, como capas coextruidas esenciales,
siempre la capa base opaca y al menos una capa superior en ambos
lados. Si se desea, también son posibles modalidades de 4 y 5
capas, en las cuales la capa opaca forma la capa base de la
película, y se ha aplicado una capa intermedia: a las superficies
de la capa base en uno o ambos lados.
De preferencia, el espesor de la capa está en la
escala de 0.5 a 5 \mum, en particular de 1.5 a 23 \mum, de
preferencia de 2 a 3 \mum. Dentro del alcance de la presente
invención, se ha encontrado que las capas superiores
comparativamente espesas son ventajosas para el aspecto de la
película, en particular para la calidad de la imagen de impresión
en el exterior impreso en la película de etiqueta. Se ha encontrado
que, para capas base opacas que tienen un espesor de capa de hasta
70 \mum, el espesor de capa superior es comparativamente
irrelevante. Se ha encontrado que un aspecto uniforme es
particularmente difícil de alcanzar con capas base opacas muy
espesas de más de 80 \mum. Este problema ha sido solucionado al
proveer la capa base opaca espesa con capas superiores
particularmente espesas superiores a 1.5 \mum. Más aún, han
surgido ventajas con respecto a la adhesión de la etiqueta al
moldeo por soplado si el espesor de la capa de la capa superior
interna, es decir, el lado que queda de frente al moldeo por
soplado, es mayor a 1.0 \mum, de preferencia mayor a 1.5 \mum.
Finalmente, surge un tendido plano particularmente bueno durante el
procesamiento de la película (impresión, apilado y segregación), si
las capas superiores son de espesor idéntico o virtualmente
idéntico en ambos lados.
De acuerdo con la técnica anterior, las películas
de BOPP frecuentemente son tratadas por flama o por descarga de
corona en un lado con el fin de fijar las tintas de impresión,
capas metálicas o adhesivos que serán aplicados. El lado opuesto
normalmente permanece sin tratar. Se ha encontrado que, en uso en
el procedimiento de corte y apilado, la película de etiqueta dentro
de molde de acuerdo a la invención, se puede segregar de una manera
particularmente simple y confiable si la película se somete a
pretratamiento por flama o por descarga de corona en ambos
lados.
\newpage
De acuerdo con la invención, la capa base
contiene una amina alifática terciaria en una cantidad de 0.02 a
0.3% en peso, preferiblemente de 0.05 a 0.2% en peso, y amidas de
ácido graso en una cantidad de 0.04 a 0.4% en peso, de preferencia
de 0.07 a 0.25% en peso, y se desea, monoestearato de glicerol en
una cantidad de 0.05 a 0.4% en peso, preferiblemente de 0.10 a
0.25% en peso.
Las aminas alifáticas terciarias incluyen
compuestos de la fórmula general R_{3}N, en la que R es un
radical de ácido graso o un radical alquilo de
C_{12}-C_{18} o un radical alquilo hidroxil
sustituido, donde los radicales R pueden ser idénticos o
diferentes. De preferencia, los radicales alquilo hidroxil
sustituidos son radicales hidroxietilo, hidroxipropilo o
hidroxibutilo. Se da particular preferencia a
N,N-bis(2-hidroxietil)alquilaminas.
En la industria, con frecuencia se hace uso de mezclas de aminas
alifáticas terciarias sustituidas de manera diferente, las cuales
también pueden contener cadenas hidroxialquilo extendidas por
grupos oxialquilideno. Además, también se pueden utilizar ésteres
de ácido graso de
N,N-bis-hidroxialquilo.
Las amidas de ácido carboxílico incluyen amidas
de un ácido carboxílico soluble en agua que tiene de 8 a 24 átomos
de carbono, o mezclas de estas amidas. Se da particular preferencia
a erucamida, oleámida, estearamida y similares.
Si se desea, los monoestearatos de glicerol
adecuados pueden ser mezclas de sustancia las cuales, además del
radical estearilo, pueden contener también radicales de ácido graso
y difieren con respecto al patrón de sustitución en el radical
glicerol. Las mezclas particularmente ventajosas son aquellas que
tienen una alta proporción de monoestearato de
alfa-glicerol.
Como parte de la presente invención, se ha
encontrado que se pueden procesar las películas que tienen un
espesor mayor a 85 \mum y una densidad de 0.65 a 0.85 g/cm^{3}
y la formulación aditiva descrita, sin burbujas y sin encogimiento
incrementado y no tiene un efecto de cáscara de naranja. Por lo
tanto, se prefiere que la película tenga valores de encogimiento de
< 4% en ambas direcciones. De preferencia, el encogimiento es de
0.5 a 3%, en particular 1-2%, en ambas direcciones.
Los valores de encogimiento se determinan por la prueba de
encogimiento OPMA, en la que la película se mantiene en un horno a
una temperatura de 130° durante 10 minutos.
Con el fin de establecer/mejorar ciertas
propiedades de la película de polipropileno de acuerdo a la
invención para la producción y procesamiento de la película y para
uso, tanto la capa base como la capa superiores pueden comprender
además aditivos en una cantidad efectiva en cada caso, de
preferencia estabilizadores y/o neutralizadores, los cuales son
compatibles con los polímeros de la capa base y de la(s)
capa(s) superior(es).
De preferencia, los neutralizadores son estearato
de calcio y/o carbonato de calcio que tienen un tamaño de partícula
promedio; como máximo de 0.7 \mum, un tamaño de partícula
absoluto menor a 10 \mum y un área de superficie específica de al
menos 40 m^{2}/g. Otros neutralizadores, tales como DHT 4A,
también han probado ser exitosos.
Los estabilizadores los cuales se pueden emplear,
son los compuestos estabilizadores convencionales para etileno,
propileno y otros polímeros de olefina. Su cantidad agregada está
entre 0.05 y 2% en peso. Son particularmente adecuados,
estabilizadores fenólicos, también en combinación con
coestabilizadores fosfíticos, estearatos de metal alcalino
térreo/metal alcalino y/o carbonatos de metal alcalino térreo/metal
alcalino. Los estabilizadores fenólicos se utilizan en una cantidad
de 0.1 a 0.6% en peso, en particular de 0.15 a 0.3% en peso; en
combinación con coestabilizadores fosfíticos, como los últimos, se
emplean en una cantidad de 0.04 a 0.2% en particular de 0.05 a
0.15%. Se da preferencia a estabilizadores y coestabilizadores los
cuales tiene una masa molar superior a 500 g/mol. Son
particularmente ventajosos
tetrakis[3-(3,5-di-terciari-butil-4-hidroxi-fenil)propionato]
de pentaeritritilo y
1,3,5-trimetil-2,4,6-tris(3,5-di-terciaributil-4-hidroxi-bencil)benceno,
si se desea en combinación con (*Ultranox 626 o Irgafos 168).
De acuerdo con la invención, los agentes
antibloqueo y de preferencia también amidas de ácido graso, se
añaden a las capas superiores. La cantidad efectiva de agente
antibloqueo está en la escala de 0.05 a 2% en peso, de preferencia
de 0.15 a 0.6% en peso. Las amidas de ácido graso pueden estar
presentes en la capa superior en una cantidad de 0.05 a 0.3% en-
peso. Además, las capas superiores también pueden comprender
siloxanos en una cantidad de 0.05 a 1.0% en peso, preferiblemente
de 0.1 a 0.5% en peso, solamente añadiendo siloxano a la capa la
cual no se pretende imprimir.
Los agentes antibloqueo adecuados son aditivos
inorgánicos, tales como dióxido de silicio, carbonato de calcio,
silicato de magnesio, silicato de aluminio, fosfato de calcio y
similares, y/o polímeros orgánicos incompatibles, tales como
poliamidas, poliésteres, policarbonatos y/o polímeros orgánicos
entrelazados, tales como polimetacrilatos y polisiloxanos y
similares, dando preferencia a polímeros de
benzoguanamina-formaldehído, dióxido de silicio y
carbonato de calcio. El tamaño de partícula promedio está entre 1 y
6 \mum, en particular entre 2 y 5 \mum, siendo particularmente
adecuadas partículas que tienen una forma esférica, como se describe
en EP-A-0 236 945 y
DE-A-38 01 535.
Más aun, la invención se refiere a un
procedimiento para la producción de película de capas múltiples de
acuerdo a la invención mediante el procedimiento de coextrusión, el
cual es conocido per se.
Este procedimiento se realiza al coextruir las
fusiones correspondientes a las capas individuales de la película a
través de un dado de película plana, retirando la película
resultante sobre uno o más rodillos para solidificación,
posteriormente, si se desea, estirando (orientando) de manera
biaxial la película, ajustando con calor la película opcionalmente
estirada de manera biaxial, y tratando por flama o por descarga de
corona la película, en un lado, de preferencia en ambas capas de
superficie.
Se prefiere el estiramiento biaxial (orientación)
y se puede realizar simultáneamente o de manera consecutiva, siendo
particularmente favorable, el estiramiento biaxial consecutivo, en
donde el estiramiento se realiza primeramente de manera
longitudinal (en la dirección de la máquina) y luego de manera
transversal (perpendicular a la dirección de la máquina).
Como es tradicional en el procedimiento de
coextrusión, el polímero o mezcla de polímero de las capas
individuales se comprime primeramente y licúa en un extrusor,
siendo posible que cualquier aditivo agregado esté presente en el
polímero. Las fusiones son entonces forzadas de manera simultánea a
través de un dado de película plana (dado ranurado), y la película
de capas múltiples extruida es tomada en uno o más rodillos de
captación, durante los cuales se enfría y solidifica.
La película obtenida de esta forma, de
preferencia, luego es estirada de manera longitudinal y de manera
transversal en la dirección de extrusión, lo que da como resultado
una alineación de las cadenas de molécula. De preferencia, el
estiramiento se realiza en una relación de 4:1 a 7:1 en la
dirección longitudinal y en una relación de 6:1 a 11:1 en la
dirección transversal. El estiramiento longitudinal se realiza de
manera ventajosa con la ayuda de dos rodillos que corren a
diferentes velocidades correspondientes a la relación de
estiramiento deseada, y el estiramiento transversal se realiza de
manera ventajosa con la ayuda de un marco de tensión adecuado.
El estiramiento biaxial de la película es seguido
por ajuste por calor (tratamiento por calor) del mismo, en el que
la película se mantiene a una temperatura de 110 a 150°C durante
aproximadamente 0.5 a 10 segundos. Posteriormente, la película es
devanada de manera convencional por medio de una unidad de
devanado.
Se ha comprobado que es particularmente favorable
mantener los rodillos de captación, por medio de los cuales se
enfría y solidifica la película extruida a una temperatura de 10 a
90°C preferiblemente de 20 a 60°C.
Además, el estiramiento longitudinal se realiza
de manera ventajosa a una temperatura inferior a 140°C, de
preferencia en la escala de 110 a 125°C, y el estiramiento
transversal se realiza de manera ventajosa a una temperatura
superior a 140°C, de preferencia de 145 a 160°C.
Después del estiramiento biaxial, una,
preferiblemente ambas superficies de la película son, como se
menciona anteriormente, de preferencia tratadas por flama o por
descarga de corona por uno de los métodos conocidos.
Para el tratamiento por descarga de corona, la
película se pasa entre dos elementos conductores que sirven como
electrodos, con un voltaje tan alto, normalmente un voltaje alterno
(aproximadamente 10000 V y 10000 Hz), aplicado entre los
electrodos, que puede ocurrir la aspersión o descargas de corona.
Debido a la aspersión o descarga de corona, el aire sobre la
superficie de película se ioniza y reacciona con las moléculas de la
superficie de película, ocasionando formación de inclusiones
polares en la matriz de polímero esencialmente no polar. Las
intensidades de tratamiento están en la escala normal, de
preferencia de 38 a 45 mN/m.
La película de capas múltiples opaca, es
altamente adecuada de acuerdo con la invención para el
procedimiento de etiquetado dentro de molde. El moldeo por soplado
de fácil etiquetado presenta un aspecto ópticamente brillante sin
defectos ópticos debido al efecto de cáscara de naranja o burbujas.
Cuando se utiliza de acuerdo con la invención, la película se puede
procesar y manejar extremadamente bien. En particular, la película
puede, después de corte al tamaño y apilado, ser segregada muy bien
y sin errores a velocidad alta. Ninguna de las medidas para
optimizar este uso perjudica las otras propiedades importantes,
tales como brillo y buena capacidad de impresión. Además, la
etiqueta cortada a tamaño tiene una tendencia a rizarse muy baja, lo
que permite que la pila de etiqueta sea muy bien manejada.
La película se puede utilizar de manera
particularmente ventajosa de acuerdo con la invención para el
etiquetado de moldeos por soplado o contenedores hechos de
polietileno.
La invención ahora se explica a través de los
ejemplos a continuación.
Una película de tres capas que tiene una capa de
estructura ABA, es decir, una capa superior A ha sido aplicada a
ambos lados de la capa base B, fue extruida como la suma mediante
el método de coextrusión a partir de un dado de película plana a
una temperatura de extrusión de 260°C. Ambas capas superiores A se
trataron por descarga de corona.
Los componentes esenciales de la capa base B
fueron los siguientes: 92.70% en peso de un homopolímero de
propileno (PP) que tiene un contenido soluble en
n-heptano de 4.5% en peso (con base en 100% PP) y
un punto de fusión de 165°C; el índice de flujo en estado fundido
del homopolímero de propileno es 3.2 g/10 min a 230°C y una carga
de 21.6 N (DIN 53 735); 6.0% en peso de TiO_{2} a través del lote
maestro ®P 8555 LM, proveedor Schulman GmbH, HüttenstraBe 211,
D-54578 Kerpen; 0.10% en peso de
N,N-bis(2-hidroxietil)(C_{10}-C_{20})alquilamina
(®Armostat 300); 0.25% en peso de erucamida; 5% en peso de
carbonato de calcio que tiene un tamaño en partícula promedio de 3
\mum.
Las capas superiores A constaron de 50% en peso
de un copolímero aleatorio de etileno-propileno de
Solvay (Eltex PKS 409), que tiene un contenido de etileno de 4.5%
en peso, y 0.1% en peso de agente antibloqueo de (®Syloblock 45)
así como 0.1% en peso de erucamida.
El punto de fusión del copolímero fue de 134°C y
el índice de flujo en estado fundido fue 7.0 g/10 min. :
Todas las capas contenían 0.12% en peso de
tetrakis[4-(3,5-di-terciari-butil-4-hidroxifenil)propionato]
de pentaeritritilo (®Irganox 1010) como estabilizador y 0.06% en
peso de estearato de calcio como neutralizador.
Después de coextrusión, a través de los pasos del
procedimiento correspondiente, la película de tres capas extruida
fue retirada y enfriada a través de un primer rodillo de captación
y un trío adicional de rodillos, posteriormente estirada
longitudinalmente, estirada transversalmente, instalada y tratada
por descarga de corona en ambos lados, seleccionándose las
siguientes condiciones a detalle:
Extrusión: | Temperatura de extrusión 260°c |
Estiramiento longitudinal: | Rodillo de estiramiento T = 135°C |
Estiramiento longitudinal por un factor de | 4.5 |
Estiramiento transversal: | Campos de calentamiento T = 180°C |
Campos de estiramiento: | T = 177°C |
Estiramiento transversal por un factor de | 8 |
Instalación: | Temperatura T = 155°C |
Tratamiento por descarga de corona: | Voltaje: 10,000 V |
Frecuencia: 10,000 Hz |
La película de capas múltiples producida de esta
forma tenía una tensión de superficie de 40 a 41 mN/m en ambos
lados directamente después de producción. La película tenía un
espesor de aproximadamente 90 \mum, siendo el espesor de las capas
superiores de aproximadamente 1.8 \mum. La película tenía una
densidad de 0.72 g/cm^{3}.
La película se imprimió, se cortó en la forma de
etiqueta y se apiló. Las pilas de etiqueta se proveyeron en la
manera usual en la máquina de moldeo por soplado, y las pilas se
prepararon para remoción de las etiquetas. El equipo y operaciones
necesarias para este propósito, se conocen en la técnica anterior y
se describen, por ejemplo, en publicaciones de compañía por Hoechst
Trespaphan.
Una máquina de moldeo por soplado con
alimentación automática de etiquetas se cargó con material de
moldeo por soplado HD-PE y funcionó bajo las
condiciones normales de procesamiento para
HD-PE.
Los resultados del experimento se describen en el
cuadro a continuación.
Se repitió el ejemplo 1, con la capa base
conteniendo, como lubricante y antiestático, 0.15% en peso de
monostearato de glicerol; 0.05% en peso de
N,N-bis(2-hidroxietil)(C_{10}-C_{20})alquilamina
(®Armostat 300); 0.05% en peso de erucamida.
Ejemplo comparativo
3
Se repitió el ejemplo 1, siendo el espesor de la
película 80 \mum.
Ejemplo comparativo
4
Se repitió el ejemplo 1, siendo el espesor de las
capas superiores 0.7 \mum.
Ejemplo comparativo
5
Se repitió el ejemplo 1, siendo la densidad de la
película 0.62 g/cm^{3}.
Ejemplo comparativo
6
Se repitió el ejemplo 1, siendo la densidad de la
película 0.86 g/cm^{3}.
Ejemplo comparativo
7
Se repitió el ejemplo 1, siendo solamente un
exterior de la película tratada por descarga de corona. El lado
tratado estaba en el exterior al extender en el molde soplado.
Ejemplo comparativo
8
Se repitió el ejemplo 1, siendo el espesor de la
capa superior en el exterior 0.5 \mum.
Las materias primas de películas se
caracterizaron utilizando los siguientes métodos de medición:
El índice de flujo en estado fundido se midió de
acuerdo con DIN 53 735 a una carga de 21.6 N y a 230°C.
Medición de DSC, máxima de la curva de fusión,
velocidad de calentamiento 20 K/min.
La densidad se determina de acuerdo con DIN 53
479, método A.
Tendencia a rizarse: una hoja de película en
formato DIN A4 es extendida ya sea con el lado de abajo o con el
lado superior sobre un substrato plano. Después de haber disipado
cualquier carga estática, se evalúa si es que y hasta qué grado,
los bordes de la película se levantan del substrato y, se miden,
cuando sea conveniente. La tendencia a rizarse se considera como
buena si la altura de borde es menor a 1 mm, moderada si es de
hasta 2 mm.
Capacidad de segregación: se evalúa la frecuencia
con la cual una máquina de manejo toma más de una hoja de película
de la pila durante carga de una máquina de impresión por serigrafía
de hoja o la máquina de moldeo por soplado. La capacidad para
desapilarse se considera como buena a una velocidad de remoción
incorrecta menor a 1:10,000, mala cuando es mayor a 1:5000.
Carga de molde: se evalúa el índice de error al
extender la etiqueta en el molde soplado. Los errores frecuentes
son doblez, bordes girados y, en el caso de ubicación
electrostática, posición incorrecta debido a movimiento en el
molde. La capacidad de carga se considera como buena en un índice
de error de menos de 1:10,000 y mala cuando es mayor a 1:5000.
Adhesión: se evalúa (A) si el borde de la
etiqueta se puede levantar del contenedor sin utilizar una
herramienta, (B) si una película desprendida del substrato en el
borde se puede pelar sin destrucción, y (C) si la etiqueta se
desprende del substrato después de tensión de flexión en un radio
de flexión menor a 3 cm. Se considera como mala si (A) el borde se
desprende espontáneamente de más de 1 en 100 moldeos por soplado, si
(B) la etiqueta desprendida en el borde se puede pelar sin
destrucción de más de 1 en 100 moldeos por soplado o si (C) la
etiqueta se desprende del substrato después de tensión de flexión a
un radio de flexión menor a 3 cm.
Aspecto de la botella etiquetada: se evalúa el
número y tamaño de burbujas elevadas, y además, las burbujas se
clasifican por tipo y tamaño.
Efecto de cáscara de naranja: el aspecto de una
botella etiquetada se clasifica como bueno, si son evidentes menos
de 30 burbujas del tipo cáscara de naranja en la etiqueta con un
área de 100 cm^{2} y como moderado si son evidentes más de 200
burbujas.
Burbujas grandes: el aspecto de una botella
etiquetada se clasifica como bueno si no más de 3 burbujas no
mayores a 3 mm de diámetro y no mayores a 0.5 mm de altura son
evidentes en un área de etiqueta de 100 cm^{2}. El aspecto se
considera malo si más de 15 burbujas más pequeñas no mayores a 3 mm
de diámetro y no mayores a 0.5 mm de altura o una burbuja mayor a
10 mm de diámetro o 2 mm de altura son evidentes. Las botellas que
cuentan son las peores.
A continuación, el cuadro muestra las propiedades
de las botellas etiquetadas dentro de molde, moldeadas por soplado
a partir de los ejemplos.
\newpage
Manejo | Adhesión | Aspecto | |
Ejemplo 1 | bueno | buena | bueno |
Ejemplo 2 | bueno | buena | bueno |
Ejemplo comparativo 3 | bueno | buena en las áreas en | grandes burbujas |
contacto | hinchadas | ||
Ejemplo comparativo 4 | bueno | mala (se desprende en | brillo escaso |
el borde, prueba de | |||
flexión mala) | |||
Ejemplo comparativo 5 | todavía bueno | buena | malo (efecto de cáscara de |
naranja) | |||
Ejemplo comparativo 6 | muy bueno | mala (se desprende en | malo (aspecto ondulado |
el borde, se puede | después de desprendimien- | ||
pelar sustancialmente | to espontáneo del moldeo | ||
sin destrucción) | por soplado) | ||
Ejemplo comparativo 7 | moderado (segregación | buena | bueno |
defectuosa) | |||
Ejemplo comparativo 8 | malo (tendencia a rizarse | buena | bueno |
durante impresión) |
Claims (10)
1. El uso de una película de polipropileno de
capas múltiples opacas, como una etiqueta dentro de molde en moldeo
por soplado la cual tiene una capa base y al menos dos capas
superiores, en donde la capa base contiene llenadores iniciadores
de vacuola, caracterizado porque la película tiene un
espesor global de al menos 85 \mum, la capa base contiene una
combinación de amina alifática terciaria y amida de ácido graso,
ambas capas superiores contienen agentes antibloqueo, la densidad
de la película está en la escala de 0.65 a 0.85 g/cm^{3}, y la
película ha sido tratada por flama o por descarga de corona en
ambas superficies.
2. El uso de conformidad con la reivindicación 1,
caracterizado además porque la capa base contiene amina
alifática en una cantidad de 0.02 a 0.3% en peso y amida de ácido
graso en una cantidad de 0.04 a 0.4% en peso.
3. El uso de conformidad con la reivindicación 1
y/o 2, caracterizado además porque el espesor de la película
está entre 87 y 120 \mum, y el espesor de las capas superiores
está entre 0.5 y 5 \mum.
4. El uso de conformidad con una o más de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado además porque el
espesor de las capas superiores difiere por menos de 30%.
5. El uso de conformidad con una o más de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque la capa
base contiene monoestearato de glicerol, de preferencia en una
cantidad de 0.05 a 0.4% en peso.
6. El uso de conformidad con una o más de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque ambas
capas superiores contienen amida de ácido graso, de preferencia en
una cantidad de 0.05 a 0.3% en peso.
7. El uso de conformidad con una o más de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque la capa
base opaca comprende llenadores iniciadores de vacuola en una
cantidad de 1 a 15% en peso y pigmentos en una cantidad de 1 a 10%
en peso.
8. El uso de conformidad con una o más de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado además porque el
agente antibloqueo está presente en una cantidad de 0.05 a 2% en
peso y tiene un diámetro de partícula promedio de 1 a
\hbox{6 \mu m.}
9. El uso de conformidad con una o más de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque la
película tiene un encogimiento de < 4% en ambas direcciones.
10. Un contenedor etiquetado de acuerdo con un
uso de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8.
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