ES2205020T3 - Produccion de peliculas de polipropileno orientadas biaxialmente, que se pueden contraer uniaxialmente. - Google Patents
Produccion de peliculas de polipropileno orientadas biaxialmente, que se pueden contraer uniaxialmente.Info
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Abstract
UNA PELICULA MULTICAPA, ORIENTADA BIAXIALMENTE Y TERMORETRACTABLE UNIAXIALMENTE, CON UN NUCLEO QUE CONTIENE POLIPROPILENO QUE COMPRENDE AL MENOS EL 70 % EN PESO DE DICHA PELICULA MULTICAPA Y AL MENOS UNA CAPA EXTERNA ADYACENTE A DICHO NUCLEO QUE CONTIENE POLIOLEFINAS, SE PREPARA ORIENTANDO BIAXIALMENTE UN COEXTRUIDO Y A CONTINUACION ORIENTANDO DICHO COEXTRUIDO POR ESTIRAMIENTO DEL 10 AL 40 % EN LA DIRECCION DE LA MAQUINA. EL NUCLEO CONTIENE POLIPROPILENO ISOTACTICO Y UN MODIFICADOR QUE REDUCE LA CRISTALINIDAD DEL POLIPROPILENO BIEN AUMENTANDO LAS IMPERFECCIONES DE CADENA O REDUCIENDO LA ISOTACTICIDAD DEL NUCLEO QUE CONTIENE POLIPROPILENO. TALES MODIFICADORES PUEDEN SER SELECCIONADOS DEL GRUPO QUE CONSISTE EN POLIPROPILENO ATACTICO, POLIPROPILENO SINDIOTACTICO, UN COPOLIMERO ETILENO-PROPILENO, UN COPOLIMERO PROPILENO-BUTILENO, UN TERPOLIMERO ETILENO-PROPILENO-BUTILENO, Y POLIETILENO LINEAL DE BAJA DENSIDAD. LA CAPA EXTERNA PUEDE SER SELECCIONADA DEL GRUPO QUE CONSISTE EN POLIPROPILENO, UN COPOLIMERO ETILENOPROPILENO, POLIETILENO, Y UN TERPOLIMERO ETILENO-PROPILENOBUTILENO.
Description
Producción de películas de polipropileno
orientadas biaxialmente, que se pueden contraer uniaxialmente.
La presente invención se refiere a la fabricación
de una película multicapas, que se puede contraer por calor
uniaxialmente, orientada biaxialmente, que tiene una capa central
que contiene polipropileno y al menos una capa superficial que
contiene poliolefina adyacente a dicha capa central.
En la invención, se fabrica una película tal en
la que la capa central tiene un punto de fusión (determinado por
calorimetría diferencial de barrido a una velocidad de calentamiento
de 2ºC/minuto) de menos de 160ºC, y la película se fabrica por un
método que comprende
coextruir la capa central y la capa superficial
para proporcionar un coextruido,
orientar el coextruido biaxialmente en una línea
que utiliza motores lineales para propulsar directamente los pares
opuestos de grapas de estirado sincrónicamente, mediante lo cual la
orientación primaria por orientación biaxial simultánea se efectúa
por aceleración, a lo largo de un camino divergente, de los pares
directamente opuestos de grapas de estirado que sujetan la película,
y
efectuar la orientación de la dirección
secundaria de la máquina en la misma línea a lo largo de un camino
paralelo posterior al camino divergente, acelerando simultáneamente
los pares directamente opuestos de grapas de estirado a lo largo de
la misma porción del camino paralelo.
La composición de la capa central que contiene
polipropileno de la película multicapas de la presente invención
debe proporcionar suficiente operatividad de modo que la película
después de la orientación biaxial exhiba cristalinidad, la cual es
suficientemente baja para permitir la orientación secundaria de la
película, que le otorga la capacidad de contracción uniaxial a la
película, sin desgarramiento. El material de la capa central puede
ser un solo material homopolímero de polipropileno que sea
suficientemente atáctico y que tenga un punto de fusión específico,
como se determina por el método de DSC (calorimetría diferencial de
barrido), por ejemplo, a una velocidad de calentamiento de
2ºC/minuto. Alternativamente, el material de la capa central puede
comprender una mezcla de un polipropileno más isotáctico con un
agente modificante que reduzca la cristalización o cristalinidad del
polipropileno, incrementando las imperfecciones de la cadena o
reduciendo la isotacticidad de la capa central que contiene
polipropileno. Los agentes modificantes preferidos son materiales
poliolefínicos que son menos cristalizables debido a un mayor grado
de imperfecciones de la cadena o menor isotacticidad. Los puntos de
fusión por DSC adecuados para la capa central, mezclada o no, pueden
ser inferiores a 160ºC, por ejemplo inferiores a 150ºC, o incluso
inferiores a 140ºC.
Los agentes modificantes adecuados para emplear
en la presente invención incluyen poliolefinas distintas al
polipropileno isotáctico. Los agentes modificantes se pueden
seleccionar del grupo que consiste en polipropileno atáctico,
polipropileno sindiotáctico, copolímero de
etileno-propileno, copolímero de
propileno-butileno, terpolímero de
etileno-propileno-butileno,
polibutileno, y polietileno lineal de baja
\hbox{densidad.}
Se han encontrado varios caminos para
proporcionar una capa central de polipropileno que tenga un alto
grado de imperfecciones de la cadena y la deseada cristalinidad
posterior a la orientación primaria. La cristalinidad deseada impide
el desgarramiento de la película orientada biaxialmente durante la
orientación secundaria, a niveles de estiramiento superiores a 30% o
superiores a 35%, por ejemplo, hasta 40% o incluso hasta 45%. El
polipropileno isotáctico, es decir, polipropileno que tiene menos de
5% de atacticidad, digamos menos de 3% de atacticidad, se puede
combinar con un agente modificante, por ejemplo, polipropileno
atáctico, para proporcionar una capa central adecuada. El contenido
atáctico se puede medir por la insolubilidad del polímero en
n-hexano a ebullición, observándose las
imperfecciones de la cadena mediante ensayos de RMN.
En un aspecto de la presente invención, el agente
modificante, por ejemplo, polipropileno atáctico, se añade a la capa
central en cantidad suficiente para proporcionar una capa central
que tiene una atacticidad total superior a 2%, preferiblemente
superior a 4%, superior a 5% o superior a 6%, digamos, por ejemplo,
6 a 15%. Para los propósitos presentes, el polipropileno atáctico
tiene una atacticidad de al menos 10%, preferiblemente de al menos
15%, por ejemplo, 15 a 20% o 15 a 25%. El polipropileno atáctico se
puede usar solo como la capa central, o añadido al polipropileno
isotáctico en cantidades tales que la mezcla resultante comprenda 10
a 99% en peso de polipropileno atáctico, por ejemplo, 10 a 30% en
peso, preferiblemente 15 a 20% en peso de polipropileno atáctico.
Son especialmente preferidas las mezclas de 15% en peso de
polipropileno atáctico (15% de atacticidad) y 85% en peso de
polipropileno isotáctico (de 4 a 5% de atacticidad).
Un polipropileno atáctico adecuado para usar en
la presente invención tiene una atacticidad de 15%, el cual se puede
añadir al polipropileno isotáctico para proporcionar una mezcla para
la capa central que contiene 15% en peso de polipropileno atáctico,
incrementando de este modo la atacticidad total de la capa central
en 2,25% en peso.
Propileno isotáctico disponible comercialmente
adecuado para usar en la presente invención incluye Fina 3371 de
Fina Oil and Chemical Co., Chemical Div., Dallas, TX. Polipropilenos
atácticos que están disponibles comercialmente incluyen L1300
de
Novolen de BASF Corp., Parsippany, NJ.
Novolen de BASF Corp., Parsippany, NJ.
En otra realización, la presente invención emplea
una capa central que comprende polipropileno como se describió
anteriormente, preferiblemente polipropileno isotáctico, mezclado
con agente modificante de polibutileno para proporcionar una capa
central que contiene 2 a 15% en peso de polibutileno,
preferiblemente 5 a 10% en peso de polibutileno. En la patente de
EE.UU. 3.808.304, se describen mezclas homogéneas adecuadas de
polipropileno/poli(butileno-1), la
descripción de las cuales se incorpora como referencia en la
presente memoria. Esta descripción enseña mezclas que contienen de
30 a 90 partes en peso de polipropileno, y correspondientemente, de
70 a 10 partes en peso de poli(buteno-1).
Polibutilenos adecuados incluyen PB 8430, disponible de Shell
Chemical Co. of Houston, TX.
Chemical Co. of Houston, TX.
Todavía en otro aspecto de la invención, la capa
central comprende polipropileno como se describió anteriormente,
preferiblemente polipropileno isotáctico, mezclado con agente
modificante de copolímero de etileno-propileno, por
ejemplo, 2 a 10% en peso de copolímero de
etileno-propileno, preferiblemente 3 a 10% en peso
de copolímero E-P. El copolímero E-P
adecuado puede contener de 2 a 7% en peso de etileno, siendo el
resto propileno. Generalmente, los copolímeros pueden tener un
índice de fluidez en estado fundido a 230ºC en el intervalo de 2 a
15, preferiblemente de 3 a 8. Normalmente, el punto de fusión
cristalino es de 125ºC a 150ºC, y el peso molecular medio numérico
es 25.000-100.000. Preferiblemente, la densidad es
de 0,89 a 0,92 g/cm^{3}. Copolímeros E.P adecuados incluyen EP
8573, disponible de Fina Oil and Chemical Co., Chemical Div.,
Dallas, TX.
Todavía en otro aspecto de la invención, la capa
central es una mezcla de polipropileno como se describió
anteriormente, preferiblemente polipropileno isotáctico, mezclado
con 0 a 10% en peso de copolímero de
etileno-propileno, siendo dicho copolímero
preferiblemente 50 a 100% en peso de copolímero E-P
que contiene de 0,5 a 1% en peso de etileno, siendo el resto
polipropileno. Estos copolímeros fraccionarios están disponibles
comercialmente como resinas ya mezcladas que contienen 0,6% en peso
de etileno (4173 de Fina).
En otro aspecto de la invención, la capa central
es una mezcla de polipropileno como se describió anteriormente,
preferiblemente polipropileno isotáctico, mezclado con copolímero de
propileno-butileno. La capa central puede comprender
5 a 20% en peso de copolímero de propileno-butileno,
preferiblemente 10 a 20% en peso. Copolímeros de
propileno-butileno adecuados incluyen Cefor
SRD4-105, y Cefor SRD4-104
disponibles de Shell Chemical Co. La capa central puede comprender 5
a 20% en peso de dicho copolímero de
propileno-butileno como agente modificante.
Todavía en otro aspecto de la invención, la capa
central es una mezcla de polipropileno como se describió
anteriormente, preferiblemente polipropileno isotáctico, mezclado
con polietileno lineal de baja densidad (LLDPE). Típicamente, estos
polímeros tienen un índice de fluidez de 1 a 10. Los polietilenos
lineales de baja densidad deberían tener una densidad en el
intervalo de 0,88-0,94 g/cm^{3}, preferiblemente,
0,89-0,92 g/cm^{3}. Los polietilenos lineales de
baja densidad pueden ser derivados de etileno junto con otros
monómeros superiores tales como buteno-1,
hexeno-1 u octeno-1. La capa central
puede comprender 2 a 15% en peso de LLDPE, preferiblemente 5 a 10%
en peso de LLDPE. LLDPE disponibles comercialmente incluyen Exact
2009, Exact 2010, y Exact 3016, disponibles de Exxon Chemical
Co.
En una realización particularmente preferida, la
capa central es una mezcla de polipropileno como se describió
anteriormente, preferiblemente polipropileno isotáctico, mezclado
con polipropileno sindiotáctico y, opcionalmente, copolímero de
etileno-propileno. El polipropileno sindiotáctico
puede estar presente en la capa central en cantidades en el
intervalo de 2 a 10% en peso, digamos, 4 a 8% en peso,
preferiblemente 4 a 6% en peso, con 0 a 40% en peso de copolímero de
etileno-propileno, preferiblemente 0 a 20% en peso
de copolímero E-P. Los copolímeros
E-P adecuados se describen más arriba. La presencia
del copolímero E-P mejora la resistencia a la
tracción en la dirección de la máquina (MD) en la etapa de
orientación secundaria. Sin embargo, el contenido de copolímero
E-P se debe determinar cuidadosamente por cuanto la
presencia del copolímero E-P puede causar
alargamiento indeseado de la película incluso a bajas temperaturas,
por ejemplo, temperaturas de secado de 60ºC (140ºF), cuyo
alargamiento puede causar problemas de registro durante los
procedimientos de afino tales como la impresión.
El polipropileno sindiotáctico usado como un
agente modificante en la presente invención puede poseer una
isotacticidad inferior a 15%, en particular inferior a 6%. La
longitud media de secuencia n_{r} de las secuencias sindiotácticas
es preferiblemente mayor que 20, más preferiblemente mayor que 25.
La distribución de masa molar corresponde a la relación:
M_{w} = k x M_{n},
en la que:
M_{w} representa la media ponderal de la
distribución de masa molar,
M_{n} representa la media numérica de la
distribución de masa molar, y
k es un factor que está entre 1 y 5,
preferiblemente entre 2 y 3.
La media ponderal está preferiblemente entre
60.000 y 250.000, en particular entre 90.000 y 160.000. Las masas
molares medias se pueden determinar según los métodos acostumbrados;
de estos, el método de cromatografía de permeabilidad en gel ha
demostrado ser particularmente adecuado.
Resinas de polipropileno sindiotáctico
disponibles comercialmente adecuadas para usar en la presente
invención incluyen EOD 9306 y EOD 9502 disponibles de Fina.
Todavía en otro aspecto de la invención, la capa
central es una mezcla de polipropileno como se describió
anteriormente, preferiblemente polipropileno isotáctico, mezclado
con terpolímero de
etileno-propileno-butileno como
agente modificante. La capa central puede comprender 5 a 20% en peso
de terpolímero. Los terpolímeros adecuados incluyen aquellos que
contienen 3 a 5% en peso de etileno y 3 a 6% en peso de butileno.
Tales terpolímeros están disponibles de Chisso, con el nombre
comercial Chisso 7700 Series. Otros terpolímeros de
etileno-propileno-butileno adecuados
incluyen aquellos que contienen 0,5 a 3% en peso de etileno, y 13 a
20% en peso de butileno. Tales terpolímeros están disponibles de
Chisso, con el nombre comercial de Chisso 7800 Series.
Las capas centrales adecuadas de la presente
invención pueden comprender polipropileno reciclado (RPP), por
ejemplo, hasta 25% en peso de RPP, preferiblemente hasta 15% en peso
de RPP.
La capa central de la presente invención también
puede comprender una pluralidad de huecos formados por cavitación
alrededor de un agente sólido de cavitación. Por ejemplo,
poli(tereftalato de butileno) en cantidades que comprenden de
4 a 8% en peso de la capa central, bien disperso como finas
partículas esféricas, por ejemplo, de 0,2 a 2 micrómetros de
diámetro, como se describe en las patentes de EE.UU. 5.288.548,
5.267.277 y en la patente de EE.UU. 4.632.869, cuyos contenidos se
incorporan como referencia en la presente memoria, es un agente de
cavitación adecuado. Las partículas esféricas forman microhuecos
orientados, dando lugar a un producto blanco opaco. Una capa central
tal puede además comprender una capa soporte de polipropileno en uno
o en ambos lados de la capa central, con al menos una de dichas
capas que contiene 4 a 15% en peso de TiO_{2}. La descripción
adicional de tal uso de capas que contienen TiO_{2} se encuentra
en la patente de EE.UU. 5.091.236, los contenidos de la cual se
incorporan como referencia en la presente memoria. La incorporación
de capas superficiales sobre las capas soporte sirve para encapsular
el TiO_{2} abrasivo, y proporciona una estructura de cinco capas
altamente opaca. La película multicapas tiene funcionalidad mejorada
para impresión, metalizado, adhesivos, revestimientos, y capacidad
de sellado por calor. Alternativamente, se pueden preparar
estructuras transparentes de cinco capas sustituyendo una capa
soporte de polipropileno en ambos lados de la capa central, cuya
capa no contiene materiales de opacidad.
Se puede aumentar la opacidad y la baja
transmisión de la luz de la película por adición a la propia capa
central de 1% en peso y hasta 10% en peso de compuestos de opacidad,
que se añaden a la mezcla fundida de la capa central antes de la
extrusión. Los compuestos de opacidad que se pueden usar incluyen
óxidos de hierro, negro de carbono, grafito, aluminio, TiO_{2}, y
talco.
Una película blanca opaca de 30 micrómetros de
calibre de polímero, equivalente a una película transparente,
descrita anteriormente tendrá una densidad de 0,6 a 0,75 g/cm^{3},
un calibre de grosor cavitado óptico de 36 a 45 micrómetros y
transmisión de luz de 15 a 25% dependiendo del porcentaje de PBT
disperso y de las condiciones de orientación, incluyendo la
extensión del estiramiento así como las temperaturas de orientación
en la dirección de la máquina y en la dirección transversal.
Las mezclas mencionadas anteriormente de
propileno y de otros constituyentes anotados anteriormente se pueden
mezclar por cualquier medio adecuado para formar una mezcla
homogénea, tal como mezclado en seco, mezclado en disolución, o
mezclando los dos polímeros juntos mientras están en estado fundido,
o sus combinaciones.
La capa superficial de la presente invención
puede ser cualquiera de las resinas coextruibles, conocidas en la
técnica anterior, formadoras de películas que se pueden contraer por
calor orientables biaxialmente. Tales materiales incluyen los
tratados anteriormente que son adecuados para usar en la capa
central, que incluyen polipropileno isotáctico, polipropileno
atáctico, polipropileno mezclado con polibutileno, copolímero de
propileno-butileno, y copolímero
etileno-propileno, incluyendo copolímero
E-P fraccional. Además, se puede emplear polietileno
o terpolímero de
etileno-propileno-butileno como la
capa superficial. Los terpolímeros al azar de
etileno-propileno-butileno adecuados
para usar en las capas superficiales de la presente invención
incluyen aquellos que contienen 1-5% en peso de
etileno al azar, 10-25% en peso de butileno al azar.
Las cantidades de los componentes de etileno y butileno al azar en
estos copolímeros están típicamente en el intervalo de 10 a 25% del
total (etileno más butileno). Terpolímeros típicos de este tipo
incluyen aquellos con 1-5% de etileno y
10-25% de butileno.
Típicamente, estos copolímeros tiene un índice de
fluidez en el intervalo de 5 a 10, con una densidad de 0,9 y un
punto de fusión en el intervalo de 115º a 130ºC.
En un aspecto de la invención, la capa
superficial deriva de un polietileno lineal de baja densidad
(LLDPE). Típicamente, estos polímeros tienen un índice de fluidez de 1 a 10. El polietileno lineal de baja densidad puede tener una densidad tan alta como 0,94, normalmente en el intervalo de 0,90-0,91, por ejemplo, 0,92 ó 0,91, con un índice de fluidez de 1 a 10. Los polietilenos lineales de baja densidad pueden derivar de etileno junto con otros comonómeros superiores, tales como buteno-1, hexeno-1 u
(LLDPE). Típicamente, estos polímeros tienen un índice de fluidez de 1 a 10. El polietileno lineal de baja densidad puede tener una densidad tan alta como 0,94, normalmente en el intervalo de 0,90-0,91, por ejemplo, 0,92 ó 0,91, con un índice de fluidez de 1 a 10. Los polietilenos lineales de baja densidad pueden derivar de etileno junto con otros comonómeros superiores, tales como buteno-1, hexeno-1 u
\hbox{octeno-1.}
Cada capa superficial adyacente a la capa central
puede variar en grosor de 0,5 a 3 micrómetros (0,02 a 0,12 mil
(milésimas de pulgadas)), preferiblemente de 0,5 a 1,0 micrómetro
(0,02 a 0,04 mil), por ejemplo, 0,5 a 0,75 micrómetros (0,02 a 0,03
mil).
Antes de la incorporación en la película, por
ejemplo, antes de la extrusión, al menos una de las capas
superficiales puede estar compuesta con una cantidad efectiva como
antibloqueante de un agente antibloqueante, por ejemplo, sílice,
arcillas, talco, vidrio, y similares, que preferiblemente se
suministran en la forma de partículas aproximadamente esferoidales.
La mayor proporción de estas partículas, por ejemplo, cualquiera
desde más de la mitad hasta tan alta como el 90% en peso o más, será
de un tamaño tal que una porción significativa de su superficie
específica, por ejemplo, de 10 a 70% de aquella, se extenderá más
allá de la superficie expuesta de la capa superficial. En una
realización preferida, el agente antibloqueante comprende resina de
silicona no fundible, por ejemplo, polisiloxanos reticulados
sustituidos con hidrocarbilo en partículas. Polisiloxanos
reticulados sustituidos con hidrocarbilo en partículas
particularmente preferidos incluyen los
poli(monoalquilsiloxanos). Los más particularmente preferidos
son los poli(monoalquilsiloxanos) no fundibles caracterizados
porque tienen un tamaño medio de partículas de 0,5 a 20,0
micrómetros y una estructura tridimensional de enlaces de siloxano.
Tales materiales están disponibles de Toshiba Silicone Co., Ltd., en
todo en mundo, y en los Estados Unidos de General Electric Co., y se
comercializan con el nombre comercial de Tospearl. También se sabe
que existen otras fuentes comerciales de materiales similares
adecuados. Tales materiales también se describen como polvos de
resinas de organosiloxanos reticulados no fundibles en la patente de
EE.UU. 4.769.418. Las cantidades efectivas del agente antibloqueo de
polisiloxano reticulado sustituido con hidrocarbilo en partículas
puede variar de 100 a 5000 ppm, preferiblemente de 1000 a 3000 ppm,
digamos de 2500 a 3000 ppm, sobre la base de la carga de la resina
de la cual se prepara la capa superior (c).
Se pueden conseguir coeficientes de fricción
reducidos y características antiestáticas reducidas en la superficie
de la capa o las capas superficiales de acuerdo con la descripción
expuesta en la patente de EE.UU. 5.264.277, que describe el uso de
agentes de deslizamiento migratorios y agentes antiestáticos en
películas multicapas. También se puede conseguir coeficientes de
fricción reducidos tratando una o ambas superficies con 2.000 a
15.000 ppm de aceite de silicona.
Si se desea, se puede tratar la superficie
expuesta de la capa superficial o de las capas superficiales de una
manera conocida y convencional, por ejemplo, por descarga en corona,
para mejorar su receptividad a las tintas de impresión,
revestimientos, anclaje de adhesivo, y/o su idoneidad para
operaciones de fabricación posteriores tales como la laminación.
Todas las capas de las estructuras de las
películas multicapas de la presente invención se coextruyen, después
de lo cual la película se orienta biaxialmente (orientación
primaria) y después de orienta secundariamente en la dirección en la
que se desea la capacidad de contracción. La coextrusión se puede
realizar en forma fundida multicapas mediante una matriz plana.
Primordialmente, la película multicapas
coextruida se orienta biaxialmente.
Las películas se preparan orientándolas en una
línea que utiliza los motores lineales para propulsar directamente
los pares de grapas de estirado sincrónicamente, mediante lo cual la
orientación primaria por orientación biaxial simultánea se efectúa
por aceleración, a lo largo de un camino divergente, de los pares
directamente opuestos de grapas de estirado que sujetan la película.
En otras palabras, la película se puede orientar primordialmente
acelerándola sincrónicamente a lo largo de un camino divergente a
los pares directamente opuestos de grapas de estirado que sujetan la
película. La película se puede estirar 3 a 6 veces, preferiblemente
4 a 5 veces en una primera dirección, preferiblemente la dirección
de la máquina (MD), y 5 a 10 veces, preferiblemente 7 a 8 veces en
una segunda dirección que es sustancialmente perpendicular a la
primera dirección, preferiblemente la dirección transversal (TD). El
grosor de la película en esta etapa puede variar de 25 a 75
micrómetros (1 a 3 mils), preferiblemente de 25 a 50 micrómetros (1
a 2 mils).
La orientación secundaria de la dirección de la
máquina en la misma línea se efectúa a lo largo de un camino
paralelo posterior al camino divergente, acelerando simultáneamente
los pares directamente opuestos de grapas de estirado a lo largo de
la misma porción del camino paralelo. En otras palabras, la película
se orienta secundariamente acelerándola sincrónicamente a lo largo
de un camino recto a los pares directamente opuestos de grapas de
estirado que sujetan la película.
Además, la película se puede estabilizar por
exposición al calor y recocido, y posterior enfriamiento antes de
abandonar el bastidor de estirado, de manera que la película
resultante tendrá una buena estabilidad en la dirección de la
máquina a temperaturas menores que 100ºC y contracción en la
dirección de la máquina de 25% o más a 135ºC o más alta, y buena
estabilidad en la dirección TD a 135ºC o por debajo, por ejemplo,
menos de 5%.
El uso de motores lineales para impulsar
directamente las grapas de sujeción para efectuar el estiramiento
biaxial simultáneo se describe además en la patente de EE.UU. número
4.853.602 de Hommes et al.
La película que se puede contraer uniaxialmente
resultante después de la segunda orientación puede variar en grosor
de 10 a 60 micrómetros (0,4 a 2.4 mils), preferiblemente 20 a 40
micrómetros (0,8 a 1,6 mils).
Las películas de poliolefinas que se pueden
contraer por calor pueden tener un estiramiento secundario en la
dirección de la máquina (MD) de hasta 40%, con recuperación después
de la aplicación de calor (esto es, contracción en la dirección de
la máquina) de al menos 25% a 135ºC, con cambio dimensional de
0\pm1% en la dirección transversal (TD).
La película que se puede contraer uniaxialmente
resultante después de la orientación secundaria exhibe a
temperaturas de 100ºC a 145ºC, digamos 135ºC, contracción en la
dirección de orientación secundaria, por ejemplo, la dirección de la
máquina, superior a 15%, preferiblemente superior a 18%, 20%, o
incluso superior a 25%. La contracción se determina midiendo la
diferencia de la longitud de la muestra antes y después de colocar
la muestra, sin alargar, en una estufa a 135ºC durante 7
minutos.
La contracción en la dirección de la orientación
secundaria preferiblemente sucede con variación mínima en la
dirección perpendicular a dicha orientación secundaria, por ejemplo,
la dirección transversal. Tal variación o estabilidad se puede
describir en términos del cambio en la longitud de la película
multicapas en la dirección perpendicular a la orientación
secundaria, y puede incluir tanto expansión y contracción como un
porcentaje de la dimensión antes de la exposición al calor. Las
películas de la presente invención pueden exhibir \pm5% de
estabilidad, preferiblemente \pm3% de estabilidad, o incluso
\pm1% de estabilidad en la dirección perpendicular a la de la
orientación secundaria. La estabilidad de \pm5% significa que la
dimensión de la película perpendicularmente a la dirección de la
orientación secundaria, después del calentamiento a 135ºC (275ºF),
se contrae o se expande no más del 5% de la dimensión original de la
película a temperatura ambiente.
Otro parámetro de interés es la resistencia al
estiramiento o estabilidad dimensional de la película después de la
orientación secundaria en la dirección de la orientación secundaria
(% de alargamiento) en condiciones de procesamiento corrientes, por
ejemplo, temperaturas de secado de impresión de 54ºC a 66ºC (130º a
150ºF), preferiblemente 60ºC (140ºF). Es deseable proporcionar una
película que se puede contraer uniaxialmente que sea resistente al
alargamiento en las tracciones de 17,8 a 178 g/cm (0,10 a 1,0 pli
(libras por pulgada lineal)), preferiblemente 134 g por cm lineal
(0,75 pli), y temperaturas que la película encuentra normalmente
durante los procedimientos previos a la contracción por calor, por
ejemplo, el secado después de la impresión. Para evitar problemas de
registro durante la impresión, el alargamiento MD de 134 g por cm
lineal (0,75 pli) debería ser menor del 0,6% a 60ºC (140ºF),
preferiblemente menor del 0,4%. Generalmente, el alargamiento MD es
reducido, y de este modo no es un problema cuando aumenta el
estiramiento secundario (orientación MD).
Las películas especialmente preferidas de la
presente invención muestran alargamiento MD y contracción TD mínimos
a temperaturas de procesamiento de 60ºC y 134 g/cm (0,75 pli), y
contracción MD máximo a las temperaturas empleadas para efectuar la
contracción, por ejemplo, temperaturas del túnel de secado de 127ºC
a 141ºC (260ºF a 285ºF), preferiblemente 135ºC (275ºF) o más alta,
que dependen del tiempo de residencia.
En los documentos WO96/33.864 y WO96/
02.386, hay una descripción detallada de mezclas de polímeros que se pueden usar para la capa central en la invención y de los resultados que se consiguen cuando se fabrican películas que se pueden contraer por calor uniaxialmente empleando un procedimiento diferente de orientar las películas y, en particular, los ejemplos muestran capas superficiales formadas por copolímero de etileno-propileno o de terpolímero de etileno-propileno-butileno.
02.386, hay una descripción detallada de mezclas de polímeros que se pueden usar para la capa central en la invención y de los resultados que se consiguen cuando se fabrican películas que se pueden contraer por calor uniaxialmente empleando un procedimiento diferente de orientar las películas y, en particular, los ejemplos muestran capas superficiales formadas por copolímero de etileno-propileno o de terpolímero de etileno-propileno-butileno.
Claims (7)
1. Un método para preparar una película
multicapas, que se puede contraer por calor uniaxialmente, orientada
biaxialmente, que tiene una capa central que contiene polipropileno
que tiene un punto de fusión (determinado por calorimetría
diferencial de barrido a una velocidad de calentamiento de
2ºC/minuto) inferior a 160ºC, y al menos una capa superficial que
contiene poliolefina adyacente a la capa central, en la que el
método comprende coextruir la capa central y la capa superficial
para proporcionar un coextruido, orientando biaxialmente el
coextruido y reorientando el coextruido orientado biaxialmente,
caracterizado por que
la orientación biaxial se lleva a cabo orientando
la película en una línea que utiliza motores lineales para propulsar
directamente los pares opuestos de grapas de estirado
sincrónicamente, mediante lo cual la orientación primaria por
orientación biaxial simultánea se efectúa por aceleración, a lo
largo de un camino divergente, de los pares directamente opuestos de
grapas de estirado que sujetan la película, y
la reorientación del coextruido orientado
biaxialmente se efectúa en la misma línea a lo largo de un camino
paralelo posterior al camino divergente, acelerando simultáneamente
los pares directamente opuestos de grapas de estirado a lo largo de
la misma porción del camino paralelo.
2. Un método según la reivindicación 1, en el que
la capa central está formada por un solo material homopolímero
atáctico o por una mezcla de polipropileno isotáctico con agente
modificante que reduce la cristalización o cristalinidad del
polipropileno, incrementando las imperfecciones de la cadena o
reduciendo la isotacticidad de la capa central que contiene
polipropileno, en el que la película después de la orientación
biaxial tiene una cristalinidad suficientemente baja para permitir
la reorientación sin desgarrarse.
3. Un método según la reivindicación 2, en la que
la capa central comprende polipropileno isotáctico y un agente
modificante que es una poliolefina distinta al polipropileno
isotáctico.
4. Un método según cualquier reivindicación
precedente, en el que la capa central comprende una pluralidad de
huecos formados por cavitación alrededor de un agente sólido de
cavitación durante la orientación.
5. Un método según cualquier reivindicación
precedente, en el que la película tiene una capa superficial que es
una capa de sellado por calor.
6. Un método según cualquier reivindicación
precedente, en el que la película tiene una capa superficial que es
una capa de copolímero de etileno-propileno o de
terpolímero de
etileno-propileno-butileno.
7. Un método según cualquier reivindicación
precedente, en el que la película resultante tiene una contracción
mayor que 15% a 135ºC en la dirección de reorientación, y
estabilidad de \pm5% en la dirección perpendicular a la dirección
de reorientación.
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