ES2213156T3 - Pelicula termosellable orientada multicapa. - Google Patents
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Abstract
UNA ESTRUCTURA DE PELICULA QUE COMPRENDE AL MENOS UNA CAPA DE UN HOMO-, CO- O TER-POLIMERO OLEFINICO QUE TIENE UNA SUPERFICIE EXTERNA TRATADA QUE SE PUEDE IMPRIMIR, SELLAR Y MECANIZAR. LA CAPA CONTIENE, COMO AGENTE COMBINADO DE DESLIZAMIENTO Y ANTIBLOQUEO UN POLISILOXANO SUSTITUIDO CON HIDROCARBILO RETICULADO Y PARTICULADO, PREFERENTEMENTE UN POLIMONOALQUILSILOXANO RETICULADO, Y/O POLIDIMETIL SILOXANO LIQUIDO. TAMBIEN SE PRESENTA UN METODO DE PRODUCCION DE UNA ESTRUCTURA DE PELICULA MULTICAPA TERMOSELLABLE DE MECANIZABILIDAD MEJORADA.
Description
Película termosellable orientada multicapa.
Esta invención se refiere al campo de las
películas de polímero de material compuesto de características de
fricción superficial reducidas y a un método de preparar dichas
películas. Más particularmente se refiere a una estructura de
película de material compuesto orientada biaxialmente que tiene
propiedades mejoradas, que incluyen la capacidad de sellado
térmico, buena capacidad de trabajado y un coeficiente de fricción
reducido.
En el envasado de ciertos tipos de alimentos,
tales como los alimentos tipo aperitivos que incluyen caramelos,
patatas "chips" (en tiras largas) y galletas, es una práctica
común emplear una película multi-capas. Las
películas de polipropileno se usan ampliamente en la industria del
envase y embalaje debido a sus propiedades físicas superiores, tales
como, su transparencia, rigidez bajo carga, características barrera
para la humedad y otras. A pesar de estas propiedades altamente
deseables, la película de polipropileno sin modificar tiene la
propiedad desventajosa de tener un coeficiente inherente de fricción
elevado y una adherencia película a película destructiva durante su
almacenamiento. Este coeficiente de fricción película a película
elevado hace que las películas de polipropileno sean difíciles de
ser utilizadas de manera satisfactoria en el equipo de envasado
automático en su forma sin modifi-
car.
car.
En el pasado, las características del coeficiente
de fricción de las películas de polipropileno y de otros
termoplásticos se han modificado de un modo beneficioso mediante la
inclusión en el polímero de amidas de ácidos grasos, tales como, la
erucamida y la oleamida. La eficacia de este tipo de material
depende de su capacidad para migrar a la superficie de la película
con el fin de reducir el coeficiente de fricción. Ambas de las
amidas antes mencionadas se usan comúnmente para reducir el
coeficiente de fricción. El desarrollo del valor del coeficiente de
fricción bajo deseado depende fuertemente del tipo y de las
cantidades de las amidas, y de los efectos sobre el envejecimiento
del tiempo y de la temperatura. Incluso la historia térmica de la
película mientras permanece en almacenamiento y en venta y durante
los procedimientos de conversión subsiguientes, afecta
significativamente al coeficiente de fricción. Además, la presencia
de estos tipos de amidas de ácidos grasos sobre la superficie de la
película da lugar a efectos de aspectos visibles adversos,
manifestados por un incremento en la turbiedad, una disminución del
brillo y la presencia de vetas. Estos materiales afectan también
adversamente a la capacidad de humectación y a la adhesión de las
tintas, revestimientos y adhesivos a base de agua y de
disolventes.
En el caso de las películas de polipropileno
orientado que se emplean ampliamente en la industria del envase y
embalaje de alimentos, es común estratificar esta película consigo
misma o con otras películas termoplásticas o con películas de papel.
Cuando se usan la oleamida o la erucamida en las películas de
polipropileno se ha observado un incremento significativo en el
coeficiente de fricción después de su estratificación con dichas
películas. Se teoriza acerca de que esto se debe a la migración de
la amida de vuelta a la película de polipropileno o a la pérdida de
la capa de aditivo en la superficie de la película. Por lo tanto,
estos tipos de películas de polipropileno orientado estratificadas
tienen un uso limitado para los procedimientos de conversión en
particular. Los intentos para reemplazar estas amidas para
proporcionar un coeficiente de fricción consistente no han tenido
éxito.
Se conoce mejorar el coeficiente de fricción
mediante la inclusión de resina de silicona reticulada en la capa
superficial de una película de poliolefina y se conoce también
mejorar el coeficiente de fricción mediante la inclusión de silicona
líquida en una capa superficial de una película de poliolefina.
Véase por ejemplo los Documentos
US-A-4.966.933,
US-A-5.110.671 y el Documento
EP-A-0.242.055. Ciertas películas
que usan dichas capas superficiales sobre una capa base de
polietileno de alta densidad se describen en el Documento WO
95/15256 (publicado el 8 de Junio de 1995).
El propósito de la presente invención es
proporcionar la estructura de película que tiene una combinación
mejorada de capacidad de impresión, capacidad de sellado térmico y
capacidad de trabajado.
De acuerdo con la invención se proporciona una
estructura de película multi-capas sellable
térmicamente y trabajable que comprende:
(a) una capa superior sellable térmicamente que
comprende un homopolímero, copolímero o terpolímero olefínico que
tiene una superficie externa tratada en su superficie que es
imprimible, sellable y trabajable, conteniendo la capa, como un
agente de deslizamiento y de antiadherencia combinados, un
polisiloxano sustituido con hidrocarbilo reticulado en
partículas;
(b) una capa intermedia que comprende una matriz
de polímero termoplástico formado de polímeros seleccionados de
polímeros de propileno, polímeros de butileno, copolímeros
olefínicos, terpolímeros olefínicos y poliésteres; y
(c) una capa inferior sellable térmicamente que
comprende un homopolímero, copolímero o terpolímero olefínico que
tiene una superficie externa que es sellable y trabajable,
conteniendo la capa, como un agente de deslizamiento y de
antiadherencia combinados, un polisiloxano sustituido con
hidrocarbilo en partículas y en la que la capa (c) comprende además
un polisiloxano sustituido con hidrocarbilo líquido.
Al decir que la película es trabajable, se quiere
significar que la película exhibe un coeficiente de fricción
consistentemente bajo y tiene buenas características de
antideslizamiento y de antiadherencia. Las capas A y C exteriores se
pueden sellar térmicamente y la capa exterior A se puede
imprimir.
Se usa preferiblemente un polimonoalquilsiloxano
reticulado como un polisiloxano sustituido con hidrocarbilo
reticulado.
Aunque la capa intermedia se puede formar de
poliésteres tales como el poli(tereftalato de etileno) ella
se forma preferiblemente de un polímero, copolímero o mezcla de
poliolefinas según se definió anteriormente. Las estructuras de
películas básicas de la presente invención encuentran utilidad
cuando se soportan o se estratifican sobre otra película con el fin
de acomodarse a un uso final en particular. Así, capas de película
de polímero diferentes de la capa intermedia se pueden estratificar
a la capa intermedia de la estructura para propósitos en particular.
Dichas películas poliméricas incluyen cualquier película
termoplástica diferente de la capa intermedia de la película.
Los polímeros particularmente preferidos
empleados como la capa intermedia de la película de la presente
invención son los polipropilenos que son altamente isotácticos. Los
polipropilenos preferidos se conocen bien en la técnica y se forman
mediante la polimerización de propileno en presencia de un sistema
catalítico estereoespecífico. Pueden tener un índice de fluidez a
230ºC desde 0,1 a 25. El punto de fusión cristalino es de 160ºC. El
peso molecular medio numérico es desde 25000 a 100000. La densidad
es desde 0,90 a 0,91.
Para el propósito de su descripción sólo, las
estructuras de película de la presente invención se describirán como
que tienen una capa superficial superior (a), una capa intermedia
(b) y una capa superficial inferior (c). Como se puede apreciar por
aquellas personas especializadas en la técnica, el uso de los
términos superior e inferior para referirse a las capas
superficiales en particular es meramente relativo. Además, aunque se
denominan capas superficiales, las capas superior e inferior pueden
tener estructuras adicionales unidas a las mismas, basadas en los
requerimientos funcionales de la estructura global.
Los materiales polímeros que se contemplan como
el material para su uso en la formación de las capas superficiales
(a) y (c) se ponen de ejemplo adecuadamente por los homopolímeros,
copolímeros y terpolímeros olefínicos. Cuando se van a usar
homopolímeros, ellos se pueden formar mediante polimerización de los
respectivos monómeros. Esto se puede efectuar de una manera
convencional mediante la polimerización en masa o en disolución,
como se entenderá plenamente por aquellas personas medianamente
especializadas en esta técnica. Los copolímeros se ponen de ejemplo
mediante e incluyen los copolímeros de bloques, por ejemplo de
etileno y propileno, los copolímeros al azar, por ejemplo de etileno
y propileno, y otros homopolímeros, copolímeros, y terpolímeros de
etileno, o mezclas de los mismos.
Los preferidos para su uso en la formación de la
capa superficial superior (a) y la capa superficial inferior (b) son
los materiales poliméricos sellables térmicamente seleccionados del
grupo que consiste en terpolímero de
etile-nopropileno-buteno-1
(EPB), copolímero al azar de etileno-propileno
(EP), polietileno de baja densidad lineal (LDPE), polietileno de
media densidad (MDPE), polietileno de alta densidad (HDPE) o mezclas
de los mismos.
Los terpolímeros de EPB adecuados son los
obtenidos a partir de la inter-polimerización al
azar de 1 a 8 por ciento en peso de etileno, y preferiblemente desde
3 a 6 por ciento en peso de etileno con 65 a 95 por ciento en peso
de propileno, y preferiblemente desde 86 a 93 por ciento en peso de
propileno, representando el buteno-1 el resto. Los
terpolímeros de EPB anteriores se caracterizan en su mayor parte por
un índice de fluidez a 230ºC de 2 a 16 y ventajosamente de 3 a 7, un
punto de fusión cristalino de 100ºC a 140ºC, un peso molecular medio
de 25000 a 100000 y una densidad dentro del intervalo de 0,89 a 0,92
g/cm^{3}.
Los copolímeros al azar de EP contienen
generalmente desde 2 a 7 por ciento en peso de etileno, estando
constituido el resto de propileno. Los copolímeros pueden tener un
índice de fluidez a 230ºC generalmente desde 2 a 15 y
preferiblemente desde 3 a 8. El punto de fusión cristalino es
usualmente de 125ºC a 150ºC y el peso molecular medio numérico está
en el intervalo desde 25000 a 100000. La densidad estará usualmente
en el intervalo desde 0,89 a 0,92 g/cm^{3}.
En general, cuando se usan mezclas de terpolímero
de EPB y copolímero al azar de EP, dichas mezclas contendrán desde
10 a 90 por ciento en peso de terpolímero de EPB y preferiblemente
desde 40 a 60 por ciento en peso de terpolímero de EPB, estando el
resto constituido de copolímero al azar de EP.
Las mezclas sellables térmicamente de
homopolímero que se pueden utilizar para proporcionar las capas (a)
y/o (c) incluyen 1 a 99 por ciento en peso de homopolímero de
polipropileno, por ejemplo uno que es el mismo que, o diferente del,
homopolímero de polipropileno que constituye la capa intermedia (b)
mezclado con 99 a 1 por ciento en peso de un polietileno de baja
densidad lineal (LDPE).
Con anterioridad a la extrusión, de acuerdo con
la presente invención, ambas capas superficiales (a) y (c) se
mezclan con una cantidad eficaz de un agente combinado de
deslizamiento y de antiadherencia. Los agentes de deslizamiento y de
antiadherencia combinados preferidos se seleccionan del grupo de
polisiloxanos sustituidos con hidrocarbilo reticulados en
partículas. Particularmente preferidos son los
polimonoalquilsiloxanos reticulados en partículas. Los más
particularmente preferidos son los polimonoalquilsiloxanos no
fundibles caracterizados por tener un tamaño medio de partícula de
0,5 a 20,0 \mum y una estructura de tres dimensiones de enlaces de
siloxano. Dichos materiales se disponen comercialmente de Toshiba
Silicone Co, Ltd., en todo el mundo, y en los Estados Unidos de
General Electric Co., y se comercializan bajo el nombre comercial
Tospearl. Se conoce también que existen otras fuentes comerciales de
materiales adecuados similares.
Aunque el polímero a partir del cual se forma la
capa superficial (a) no se mezcla con un aceite de silicona, esta
capa en última instancia adquiere una cantidad de aceite de silicona
que mejora la capacidad de trabajado y que reduce el coeficiente de
fricción. Así, cuando el estratificado de película acabado que
contiene el aceite de silicona sobre la superficie expuesta de la
capa superficial (c) se recoge sobre un bobina de bobinado, algo del
aceite de silicona se transferirá desde esta superficie a la
superficie expuesta de la capa superficial (a), principalmente a las
superficies expuestas de las partículas del agente de antiadherencia
y de deslizamiento combinados que sobresalen de la capa (a). Sin
embargo, puesto que el interior de la capa (a) no contiene una
cantidad de aceite de silicona que pudiera interferir con la
propiedades de sellado térmico de esta capa (y ordinariamente no
contiene en modo alguno aceite de silicona), la presencia en la
misma del aceite de silicona transferido sirve para mejorar
adicionalmente el coeficiente de fricción de la capa, mejora su
capacidad de trabajado, sin deteriorar significativamente su
capacidad de sellado térmico.
Una u otra o ambas capas (a) y (c) pueden
contener también pigmentos, cargas, estabilizadores, agentes de
protección de la luz u otros ingredientes de modificación adecuados
si se desea. Además, las capas superficiales (a) y (c) pueden
contener opcionalmente una pequeña cantidad de un material de
anti-adherencia adicional, tal como sílice,
arcillas, talco y vidrio. Estos materiales de antiadherencia se
pueden usar solos, o se pueden mezclar diferentes tamaños y formas
para optimizar su capacidad de trabajado. La proporción más
importante de estas partículas, por ejemplo, en cualquier parte
desde más de la mitad a tan elevada como 90 por ciento en peso o
más, será de un tamaño tal que una parte significativa de su
superficie específica, se extenderá más allá de la superficie
expuesta de dicha capa superficial.
Con el fin de mejorar su receptividad para los
revestimientos a base de agua, la capa superficial superior se puede
tratar ventajosamente mediante un tratamiento a la llama.
La capa superficial inferior (c) del
estratificado de película puede ser de sustancialmente la misma
composición que la de la capa superficial superior (a), excepto que
el polímero que constituye la capa (c) se mezcla con un aceite de
silicona. El aceite de silicona posee ventajosamente una viscosidad
desde 350 mm^{2}/s a 10^{5} mm^{2}/s prefiriéndose
especialmente desde 10^{4} mm^{2}/s a 6 x 10^{4} mm^{2}/s.
Ejemplos de aceites de silicona adecuados son polidialquilsiloxanos,
polialquilfenilsiloxanos, aceites de silicona modificados con
olefina, aceites de silicona modificados con poliéter, aceites de
silicona modificados con olefina/poliéter, aceites de silicona
modificados con epoxi y aceites de silicona modificados con alcohol,
polidialquilsiloxanos que preferiblemente tienen desde
aproximadamente 1 a aproximadamente 4 átomos de carbono en el grupo
alquilo, en particular los polidimetilsiloxanos. De los precedentes,
los polidialquilsiloxanos, en particular, un polidimetilsiloxano, se
prefieren para su uso en la presente invención.
El aceite de silicona se añade a la capa (c)
generalmente en la forma de una dispersión o emulsión, estando
presente la silicona dentro, así como también sobre la superficie
expuesta de esta capa como microglóbulos discretos, frecuentemente
de un tamaño medio desde 1 a 2 \mum. El aceite de silicona, que
está generalmente distribuido de manera sustancialmente uniforme
sobre la superficie expuesta de la capa (c), es responsable de la
mejora de la capacidad de trabajado y de impartir una reducción
adicional en el coeficiente de fricción a esta superficie así como
también a la superficie expuesta de la capa (a) cuando algo del
aceite se transfiere a la misma después de que estas superficies han
sido colocadas en contacto mutuo, por ejemplo, como tendrá lugar
cuando la película estratificada ha sido bobinada sobre una bobina
de bobinado.
El polidimetilsiloxano o cualesquiera otros
aceites de silicona pueden estar presentes desde 0,15 a 1,5 por
ciento en peso, y preferiblemente menos de 0,5 por ciento en peso,
de la capa inferior (c). Algo de este aceite de silicona, estará
presente, por supuesto, sobre la superficie expuesta de la capa (c).
La cantidad seleccionada deberá ser en cualquier caso suficiente
para proporcionar un coeficiente de fricción de las capas (a) y (c)
(después de la transferencia de los microglóbulos de aceite de
silicona a la última) de 0,4 o inferior, y preferiblemente entre
0,25 y 0,3 hasta al menos 60ºC. Debido a la singular manera en la
que el aceite de silicona se aplica a justo la superficie expuesta
de la capa superior (a), dicha capa exhibe un coeficiente de
fricción mejorado pero no al coste de su receptividad a los
revestimientos a base de agua, su capacidad de sellado térmico o su
claridad óptica.
El aceite de silicona se debe incorporar tan
homogéneamente como sea posible en el polímero que constituye la
capa (c). Esto se puede conseguir mediante bien incorporar el
aceite de silicona como una dispersión o emulsión a temperatura
ambiente y a continuación calentar la mezcla con la aplicación de
fuerzas de cizallamiento o mediante la incorporación del aceite
mientras la mezcla está siendo fundida. La temperatura de mezcla
debe ser bastante elevada para ablandar la mezcla y permitir que se
forme una mezcla muy uniforme. La temperatura requerida en un
amasador o extrusor es generalmente desde 170ºC a 270ºC.
La capa intermedia (b) puede contener también
agentes anti-estáticos, por ejemplo, cocoamina o N,N
bis(2-hidroxietil)esterilamina. Las
aminas adecuadas incluyen mono-, di- o
terc-aminas.
La capa intermedia (b) usualmente representará
desde 70 a 95 por ciento del espesor del estratificado de la
película global o incluso un porcentaje más elevado del mismo. La
capa superficial superior (a) y la capa superficial inferior (c) se
aplican de manera co-extensiva a cada una de la
superficie más importante de la capa intermedia (b), usualmente al
ser co-extruida directamente en las mismas. Por
ejemplo, las capas (a), (b) y (c) se pueden coextruir a partir de un
extrusor convencional a través de una boquilla de lámina lisa,
combinándose las corrientes en masa fundida en un adaptador con
anterioridad a ser extruidas desde la boquilla. Cada una de las
capas superficiales (a), (b) y (c) pueden comprende, por ejemplo,
aproximadamente 6,0% del espesor total del estratificado. Después de
dejar el orificio de la boquilla, la estructura del estratificado se
enfría y la lámina enfriada rápidamente a continuación se calienta y
se estira, por ejemplo, cinco veces en la dirección de la máquina
(MD) y a continuación posteriormente, por ejemplo, ocho veces en la
dirección transversal (TD). Los bordes de la película pueden ser
recortados. A continuación el estratificado de la película se
enrolla sobre una bobina con el fin de efectuar la transferencia de
aceite de silicona desde la superficie expuesta de la capa (c) a la
superficie expuesta de la capa (a) según se explicó previamente.
Como una consecuencia de la orientación biaxial
de la estructura de película de la presente invención, se mejoran
varias propiedades físicas de las capas de material compuesto, tales
como: resistencia al agrietamiento por flexión, resistencia al
desgarramiento Elmendorff, alargamiento, resistencia a la tracción,
resistencia al impacto y las propiedades de resistencia en frío. La
película que se obtiene puede tener características de velocidad de
transmisión del vapor de agua bajas y características de velocidad
de transmisión del oxígeno bajas. Estas propiedades físicas
mejoradas hacen a la película idealmente adecuada para el envasado
de productos alimenticios, incluso aquellos que comprenden líquidos.
El espesor global del estratificado no es crítico y ventajosamente
puede ser desde 9 a 51 \mum.
Cuando el producto de esta invención se va a usar
como una etiqueta para artículos, el que la etiqueta sea opaca o
transparente es una función de los objetivos a conseguir. Cuando se
desea ocultar los contenidos del envase a etiquetar, será preferible
el uso de una etiqueta opaca. Sin embargo, cuando es más deseable
exponer los contenidos del envase al examen del cliente, la etiqueta
debe ser transparente.
Un material de etiquetado despegable adecuado se
pone a menudo arriba como un montaje de los componentes. En un
montaje tal, los componentes incluyen: un revestimiento base, una
capa de liberación dispuesta sobre el revestimiento base, y un
material de etiquetado, con un adhesivo sensible a la presión
adecuado dispuesto sobre el mismo, adherido de manera liberable a la
capa de liberación sobre el revestimiento base. En los casos en los
que el adhesivo es un adhesivo sensible a la presión, una capa de
liberación está dispuesta sobre el revestimiento base. En otros
casos el adhesivo puede ser uno capaz de ser activado por otros
medios, tales como, calor y disolvente. Cuando el adhesivo no es
sensible a la presión, pero se puede activar por algún otro medio,
no es necesario un revestimiento de liberación.
Como se indicó anteriormente, en vez de un
adhesivo sensible a la presión, los adhesivos capaces de ser
activados se pueden emplear para ciertas técnicas de etiquetado. Por
ejemplo, cuando una etiqueta se va a aplicar alrededor de la
circunferencia completa de un envase o botella, el agua u otro
disolvente pueden activar una tira de adhesivo o la tira aplicada a
un extremo de la etiqueta. A continuación la etiqueta se fija en su
lugar mediante un ligero solape del otro extremo de la etiqueta. Se
ha descubierto también que el troquelado de las etiquetas se mejora
materialmente mediante la inclusión de partículas inorgánicas, tales
como carbonato de calcio en la capa superficial de la etiqueta
próxima al adhesivo y/o a la capa de liberación. Estas partículas
pueden dar lugar también como resultado alguna cavitación.
Cuando se desea una etiqueta o estructura de
película opaca, la capa núcleo o intermedia de la estructura de
película de la presente invención se puede formar de acuerdo con el
Documento US 4.377.616.
Cuando se desean agentes de opacificación, ellos
se pueden incorporar en la composición intermedia de esta invención,
en una proporción de hasta 10%, preferiblemente al menos del 1%, en
peso. Los agentes de opacificación convencionales adecuados se
pueden añadir a la mezcla en masa fundida del polímero intermedio
antes de la extrusión de la misma en una película. Los compuestos de
opacificación se conocen generalmente bien en esta área. Se pueden
poner de ejemplo mediante los óxidos de hierro, negro de carbono,
aluminio, óxido de aluminio, dióxido de titanio, y talco.
La capacidad de tratamiento y la capacidad de
trabajado de la película se pueden mejorar adicionalmente mediante
la inclusión en el material polimérico usado para formar una o ambas
de las capas superficiales de un pequeño porcentaje de material
inorgánico finamente subdividido. Dicho material inorgánico no sólo
puede impartir características de anti-adherencia a
la estructura de película multi-capas de la
presente invención, sino que también puede reducir el coeficiente de
fricción de la película que se obtiene.
Los materiales inorgánicos finamente divididos
contemplados, a los que se hace referencia anteriormente se pueden
poner de ejemplo mediante: siloide, un gel de sílice amorfa
sintético, que tiene una composición de 99,7% de SiO_{2}; tierra
de diatomeas que tiene una composición de, por ejemplo, 92% de
SiO_{2}, 3,3% de Al_{2}O_{3}, y 1,2% de Fe_{2}O_{3} que
tiene un tamaño medio de partícula de 5,5 \mum, las cuales
partículas son porosas e irregularmente conformadas; caolinita
deshidratada (Kaopolita SF) que tiene una composición de 55% de
SiO_{2}, 44% de Al_{2}O_{3} y 0,14% de Fe_{2}O_{3}, que
tiene un tamaño medio de partícula de 0,7 \mum, y las cuales
partículas son plaquetas lisas finas; y silicatos precipitados,
sintéticos, por ejemplo Sipernat 44, un material que tiene una
composición de 42% de SiO_{2}, 36% de Al_{2}O_{3}, y 22% de
Na_{2}O, que tiene un tamaño medio de partícula de
3-4 \mum, y en el que las partículas son porosas e
irregularmente conformadas.
Las mezclas de poliolefinas usadas para coextruir
las estructuras de película de elevada opacidad
multi-capas contempladas en la presente invención se
forman adecuadamente mediante el empleo de mezcladores intensivos
disponibles comercialmente, tales como aquellos del tipo Bolling o
Banbury.
Si se desea, la superficie expuesta de las capas
superficiales (a) y/o (c) pueden tener aplicadas a ellas,
composiciones o substratos de revestimiento tales como otra película
de polímero o un estratificado; una lámina delgada de metal, tal
como una lámina de aluminio; bandas celulósicas, por ejemplo
numerosas variedades de papel, tales como cartulina, papel Kraft,
glasina, plancha de cartón, tisú no tejido, por ejemplo fibra de
poliolefina trabada mediante hilado y microfibras sopladas en masa
fundida. La aplicación puede emplear un adhesivo adecuado, por
ejemplo un adhesivo de fusión en caliente, tal como un polietileno
de baja densidad, y un copolímero de
etileno-metacrilato; y un adhesivo a base de agua
tal como un látex de poli(cloruro de vinilideno).
Los Ejemplos siguientes ilustran esta invención.
A menos que se indique que sean sobre alguna otra base, todas las
partes y porcentajes son en peso.
Los valores del coeficiente de fricción a los que
se hace referencia en la presente invención se han determinado de
acuerdo con el procedimiento de ASTM D 1894-78. Los
valores de la turbiedad y del brillo a los que se hace referencia en
la presente invención se determinaron de acuerdo con los
procedimientos de ASTM D 1003-61 y D
2457-70, respectivamente.
En los ejemplos comparativos siguientes, Ejemplos
1-3, el Ejemplo 1 ilustra un estratificado de
película que contiene erucamida, un agente de deslizamiento de amida
de ácido graso, y como tal, es representativo de un tipo conocido de
película de material compuesto. El Ejemplo 2 demuestra el efecto de
deterioro de la capacidad de sellado térmico de un estratificado en
el que se ha mezclado aceite de silicona en los polímeros que
constituyen ambas capas (a) y (c). El Ejemplo 3 es ilustrativo de
una película de estratificado y de un método de formación de la
película en el que se mezcla aceite de silicona en el polímero que
constituye la capa (c).
(Comparativo)
Una capa intermedia (b) de aproximadamente 20
\mum de espesor obtenida a partir de un homopolímero de propileno
de elevada estereorregularidad que contiene 750 ppm de erucamida se
fundió y se coextruyó con una capa superficial superior (a) de
aproximadamente 0,61 \mum de espesor obtenida a partir de un
terpolímero de
etileno-propileno-buteno-1
o de un copolímero al azar de etileno-propileno y
con una capa superficial inferior (c) de aproximadamente 1,2 \mum
de espesor del terpolímero de
etileno-propileno-buteno-1
antes citado. Los componentes del terpolímero de EPB de las capas
(a) y (c) contienen cada uno 0,2 por ciento en peso de sílice amorfa
sintética en la forma de partículas aproximadamente esféricas que
tienen como media 3 \mum de diámetro. A continuación el artículo
extruído se enfría, se vuelve a calentar y se estira biaxialmente
4-6 veces en la dirección de la máquina y
8-10 veces en la dirección transversal.
Posteriormente, la capa superficial superior (a) se somete a un
tratamiento corona de una manera convencional y se bobina en una
forma de rodillo de laminado. Después de 1-3 días de
envejecimiento en cámara caliente a 38-52ºC, el
coeficiente de fricción (COF) de las capas (a) y (c) es de 0,26 y
0,29 respectivamente.
Sin embargo, se debe advertir que puesto que la
película de este ejemplo utiliza un agente de deslizamiento
migratorio que requiere su envejecimiento en cámara caliente, su
valor de COF es a menudo inconsistente e impredecible. También, como
se muestra en la tabla más adelante, la capa (a) no era receptiva a
un adhesivo de poli(cloruro de vinilideno) con base de
agua.
(comparativo)
Se repitió sustancialmente el Ejemplo 1 pero
usando un polipropileno isotáctico como la resina que constituye la
capa intermedia (b). La erucamida no estaba presente. Se mezcló
polidimetilsiloxano a 0,6 por ciento en peso en las capas (a) y (c).
Como se muestra a partir de los datos en la tabla que se acompaña,
el comportamiento del coeficiente de fricción era aceptable y la
tinta a base de agua y el empapado/adhesión de un adhesivo con base
de agua eran aceptables. Sin embargo, la idoneidad para la capacidad
de sellado en caliente de la capa (a) era esencialmente destruida
debido a la presencia del aceite de silicona en la capa (a).
(Comparativo)
Se repitió sustancialmente el Ejemplo 2 pero con
0,6 por ciento en peso de polidimetilsiloxano mezclado en la capa
(c) sólo. La capa (a) no contenía aceite de silicona. La mejora del
equilibrio del coeficiente de fricción, las buenas características
de conversión del adhesivo de PVDC y la retención de la capacidad de
sellado térmico se advierten a partir de los datos de la tabla que
se acompaña. La película que se obtiene posee también buenas
características de claridad óptica. Sin embargo, esta película no se
trabajará adecuadamente sobre las máquinas de llenado y de sellado
en forma horizontal o vertical.
Las propiedades de la película se comparan para
las películas de los Ejemplos 1-3 en la Tabla 1, a
continuación.
(Comparativo)
La estructura de película orientada biaxialmente
coextruida de este ejemplo consiste en una capa intermedia de
polipropileno con dos capas de sellado térmico exteriores que
contienen el agente de antiadherencia y de deslizamiento combinado
no migratorio de polimonoalquil-siloxano reticulado
en partículas (GE Tospearl RS-344). Se usaron dos
resinas de sellado de terpolímero, conteniendo cada una de ellas una
carga de 2500 ppm del agente de deslizamiento no migratorio, con un
tamaño de partícula de 4,5 \mum. El calibre total de esta
estructura de película en particular era de 31,75 \mum, con
espesores objetivos de las capas exteriores de 0,6 \mum (calibre
2,5) (la superior) y 1 \mum (calibre 4,0) (la inferior). La
estructura de película era orientada biaxialmente y tratada a la
llama sobre un lado para mejorar su capacidad de humectación y para
optimizar la capacidad de impresión y las resistencias a la
estratificación.
La estructura de película orientada biaxialmente
que se obtiene tenía las propiedades siguientes ensayadas
inmediatamente fuera de la línea de producción:
\hskip0,5cm (1) Superficie tratada a superficie tratada |
\hskip0,5cm (2) Superficie sin tratar a superficie sin tratar |
Esta estructura de película tenía buenas
propiedades de COF, sin embargo, su capacidad de trabajado era
mala.
La estructura de película del Ejemplo 5 tenía una
resina idéntica que la capa intermedia (b) del Ejemplo 4, pero
utilizaba resinas diferentes para la capa superficial superior (a) y
la capa superficial inferior (c). La capa superficial superior (a)
tenía 2000 ppm del agente de antiadherencia no migratorio (GE
Tospearl RS-344), y la capa superficial inferior (c)
tenía 1000 ppm, ambas de 4,5 \mum. La capa superficial inferior
(c) tenía también la adición de 4000 ppm de aceite de silicona. La
estructura de película se trató a la llama sobre un lado para
mejorar su capacidad de humectación y para optimizar la capacidad de
impresión y las resistencias a la estratificación.
La estructura de película orientada biaxialmente
que se obtiene tenía las siguientes propiedades ensayadas
inmediatamente fuera de la línea de producción:
\hskip0,5cm (1) Superficie tratada a superficie tratada |
\hskip0,5cm (2) Superficie sin tratar a superficie sin tratar |
Esta estructura de película tenía buenas
propiedades de COF y de deslizamiento en caliente, y también se
trabajaba bien.
La estructura de película del Ejemplo 6 era
idéntica a la estructura del Ejemplo 5, excepto por los niveles de
carga ligeramente más bajos del agente de antiadherencia no
migratorio (de nuevo, se usó GE Tospearl RS-344) y
la adición de 1000 ppm de agente de anti-adherencia
de sílice, a ambas capas superficiales superior e inferior (a y c),
de 4 \mum de tamaño. La estructura de película se trató a la llama
sobre un lado para mejorar su capacidad de humectación y para
optimizar la capacidad de impresión y las resistencias a la
estratificación.
La estructura de película orientada biaxialmente
que se obtiene tenía las siguientes propiedades ensayadas
inmediatamente fuera de la línea de producción:
\hskip0,5cm (1) Superficie tratada a superficie tratada |
\hskip0,5cm (2) Superficie sin tratar a superficie sin tratar |
La estructura de película de este ejemplo tenía
buen COF y propiedades mejoradas de deslizamiento. La capacidad de
trabajado se encontró también que era muy buena.
(Comparativo)
Este ejemplo utiliza un polietileno de alta
densidad como la capa superficial superior (a), que contiene 1600
ppm de agente de antiadherencia y de deslizamiento combinados no
migratorio de polimonoalquilsiloxano reticulado en partículas (de
nuevo, se usó GE Tospearl RS-344) y una mezcla de
polietileno de baja densidad. La capa intermedia es idéntica a la
descrita en los Ejemplos 4, 5 y 6. La resina de la capa superficial
inferior (c) contenía 1600 ppm del mismo agente de antiadherencia y
de deslizamiento combinados no migratorio. El calibre global de esta
estructura de película era de 17,8 \mum, con espesores objetivos
de las capas superficiales de calibre 3 para la capa superficial
superior y de calibre 4 para la capa superficial inferior. La
película se trató a la llama sobre un lado para mejorar su capacidad
de humectación y para optimizar la capacidad de impresión y las
resistencias a la estratificación.
La estructura de película orientada biaxialmente
que se obtiene tenía las siguientes propiedades ensayadas
inmediatamente fuera de la línea de producción:
\hskip0,5cm (1) Superficie tratada a superficie tratada |
\hskip0,5cm (2) Superficie sin tratar a superficie sin tratar |
Esta película tenía buenas propiedades de COF,
sobre el lado tratado, y una capacidad de trabajado marginal.
La tabla a continuación resume las propiedades de
cada uno de los ejemplos ilustrados anteriormente.
\hskip0,5cm (1) Superficie tratada a superficie tratada |
\hskip0,5cm (2) Superficie sin tratar a superficie sin tratar |
\hskip0,5cm (3) La capacidad de trabajado indica el comportamiento de la película tanto sobre las máquinas de |
\hskip0,5cm envasado horizontales como verticales. |
Claims (6)
1. Una estructura de película
multi-capas, trabajable y sellable térmicamente que
comprende:
(a) una capa superior sellable térmicamente que
comprende un homopolímero, copolímero o terpolímero olefínico que
tiene una superficie externa tratada en la superficie que es
imprimible, sellable y trabajable, conteniendo la capa, como un
agente de deslizamiento y de antiadherencia combinados, un
polisiloxano sustituido con hidrocarbilo reticulado en
partículas;
(b) una capa intermedia que comprende una matriz
de polímero termoplástico formada de polímeros seleccionados de
polímeros de propileno, polímeros de butileno, copolímeros
olefínicos, terpolímeros olefínicos y poliésteres; y
(c) una capa inferior sellable térmicamente que
comprende un homopolímero, copolímero o terpolímero olefínico que
tiene una superficie externa que es sellable y trabajable,
conteniendo la capa, como un agente de deslizamiento y de
adherencia combinados, un polisiloxano sustituido con hidrocarbilo
reticulado en partículas y en la que la capa (c) comprende además
un polisiloxano sustituido con hidrocarbilo líquido.
2. Una estructura de película
multi-capas de acuerdo con la reivindicación 1, en
la que el polisiloxano sustituido con hidrocarbilo reticulado en
partículas de la capa (a) o (c) es un polimonoalquilsiloxano
reticulado.
3. Una estructura de película
multi-capas de acuerdo con una u otra
reivindicación, en la que el polisiloxano sustituido con
hidrocarbilo reticulado en partículas tiene un tamaño medio de
partícula desde 0,5 a 20,0 \mum.
4. Una estructura de película
multi-capas de acuerdo con cualquier reivindicación
precedente, en la que la superficie exterior de la capa (a) ha sido
tratada mediante tratamiento a la llama.
5. Una estructura de película
multi-capas de acuerdo con cualquier reivindicación
precedente, en la que la capa (b) comprende una matriz
termoplástica formada de polipropileno isotáctico.
6. Una estructura de película
multi-capas de acuerdo con la reivindicación 5, y
que es una estructura de película coextruida, y estirada
biaxialmente.
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