ES2214996T3

ES2214996T3 - Lamina multicapa laminable en caliente.

Info

Publication number: ES2214996T3
Application number: ES00116106T
Authority: ES
Inventors: Bernd Dr. Sperlich; Willi Schwarz
Original assignee: Wolff Walsrode AG
Current assignee: Dow Produktions und Vertriebs GmbH and Co oHG
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2004-10-01
Anticipated expiration: 2020-07-28
Also published as: RU2000120900A; BR0003464A; ATE258495T1; DE50005122D1; DK1075939T3; DE19937773A1; EP1075939B1; US6489038B1; EP1075939A1

Abstract

Lámina multicapa laminable en caliente, orientada al menos monoaxialmente, con una capa base I, que está constituida esencialmente por polipropileno, una capa externa II, que está constituida, del mismo modo esencialmente, por polipropileno, y una capa externa III, laminable en caliente mediante alimentación de calor, caracterizada porque la capa III está constituida esencialmente por un copolímero de acetato de etilenvinilo A y un copolímero de acetato de etilenvinilo B, y ambos copolímeros acetato de etilenvinilo presentan un contenido en acetato de vinilo diferente.

Description

Lámina multicapa laminable en caliente.

La presente invención se refiere a láminas multicapa laminables en caliente y altamente brillantes, orientadas al menos monoaxialmente, con una capa laminable en caliente, para la obtención de una unión con diversos substratos, como por ejemplo papel, cartón, cartonajes, láminas de metal y material sintético, cortes de tejido, redes de tejido.

Las láminas multicapa constituidas por poliolefinas, que poseen una capa de polipropileno estirada, y que están revestidas con diversas substancias adhesivas en caliente, por ejemplo polietileno, vinilacetato de etileno o ionómeros, son conocidas, por ejemplo, por las solicitudes de patentes japonesas 60-109 834, 53-4082, US-A-4 629 657 y EP-A-0 263 882. Las láminas multicapa conocidas presentan diversos inconvenientes, por ejemplo adherencia de unión deficiente, tendencia al arrollado del producto laminado, y en especial propiedades ópticas insatisfactorias. Otro inconveniente es la tendencia al bloqueo de la lámina sobre el rodillo, lo que reduce la aptitud para la elaboración. La EP 0 424 761 B1 describe una lámina con buena adherencia de unión y tendencia reducida tendencia al bloqueo, pero las propiedades ópticas de esta lámina no corresponden a los requisitos actuales. La EP-A-0 425 820 describe una composición de acetato de etilenvinilo saponificada parcialmente, que se puede utilizar en la capa externa de estructuras multicapa.

Era tarea de la invención poner a disposición láminas multicapa laminables en caliente, que no presentaran los inconvenientes indicados, en especial las propiedades ópticas insatisfactorias y la tendencia a la adherencia sobre el rodillo, y que fueran apropiadas, por consiguiente, como láminas de forrado, en especial para el laminado de brillo elevado.

Sorprendentemente, esto se consigue mediante puesta a disposición de una lámina orientada al menos monoaxialmente de la especie citada al inicio, que está caracterizada porque contiene una capa base I, que está constituida esencialmente por polipropileno, una capa externa II, que está constituida, del mismo modo esencialmente, por polipropileno, y una capa externa III laminable en caliente mediante alimentación de calor, caracterizada porque la capa III está constituida esencialmente por un copolímero de acetato de etilenvinilo A, y un copolímero de acetato de etilenvinilo B, y ambos copolímeros de acetato de etilenvinilo presentan un diferente contenido en acetato de vinilo.

La capa base I está constituida esencial o completamente por un polipropileno. Preferentemente se emplea un polipropileno isotáctico con una densidad de 0,90 a 0,91 g/cm^{3} y un índice de fusión de 1 a 4 g/10 min a 230º/21,6 N (según DIN 53 735). Por lo demás, la capa base I puede contener agentes deslizantes y aditivos antiestáticos.

Los agentes deslizantes son amidas de ácido alifáticas superiores, ésteres de ácido alifático superiores, ceras y jabones metálicos, así como polidimetilsiloxanos. La cantidad eficaz de agentes deslizantes se sitúa en el intervalo de un 0,01 a un 3% en peso, preferentemente un 0,02 a un 1% en peso. Es especialmente apropiada la adición de amidas de ácido alifáticas superiores en el intervalo de 0,01 a un 0,25% en peso. Una amida de ácido alifática especialmente apropiada es amida de ácido erúcico.

Los aditivos antiestáticos preferentes son alcanosulfonatos alcalinos, polidiorganosiloxanos modificados con poliéter, es decir etoxilados y/o propoxilados (polidialquilsiloxanos, polialquilfenilsiloxanos y similares) y/o las aminas terciarias, esencialmente de cadena lineal y saturadas alifáticas, con un resto alifático con 10 a 20 átomos de carbono, que están substituidas con grupos \omega-hidroxi-(alquilo con 1 a 4 átomos de carbono), siendo especialmente apropiadas N,N-bis-(2-hidroxietil)-alquilaminas con 10 a 20 átomos de carbono, preferentemente 12 a 18 átomos de carbono, en el resto alquilo. La cantidad eficaz de antiestático se sitúa en el intervalo de un 0,05 a un 0,5% en peso. Por lo demás, es apropiado monoestearato de glicerina, y se emplea en una cantidad de un 0,03 a un 0,5% en peso como antiestá-
tico.

Del mismo modo, la capa externa II está constituida esencialmente, por polipropileno. Preferentemente se emplea un polipropileno isotáctico con una densidad de 0,90 a 0,91 g/cm^{3} y un índice de fusión de 1 a 10 g/10 min a 230ºC/21,6 N (según DIN 53 735). La capa externa II contiene preferentemente un 0,02 a un 1,0% de agente de antibloqueo, de modo especialmente preferente un 0,05 a un 0,2%. Los agentes de antibloqueo apropiados son aditivos orgánicos, como dióxido de silicio, carbonato de calcio, silicato de magnesio, silicato de aluminio, fosfato de calcio y similares y/o polímeros orgánicos incompatibles, como poliamidas, poliacrilatos, polimetacrilatos, poliésteres, policarbonatos y similares, preferentemente se emplea dióxido de silicio. El contenido en agente de antibloqueo se sitúa en el intervalo de un 0,05 a un 1% en peso, preferentemente un 0,1 a un 0,3% en peso. El tamaño medio de partícula se sitúa entre 1 y 6 \mum, en especial 2 y 5 \mum.

En una forma de ejecución preferente, el copolímero de acetato de etilenvinilo A tiene un contenido en acetato de vinilo de un 10 a un 30%, y el copolímero B de acetato de etilenvinilo tiene un contenido en acetato de vinilo de un 1 a un 10%. En una forma especialmente preferente de ejecución, el copolímero de acetato de etilenvinilo A tiene un contenido en unidades de acetato de vinilo polimerizadas de un 15 a un 25% en peso, y el copolímero B de acetato de etilenvinilo tiene un contenido en unidades de acetato de vinilo polimerizadas de un 3 a un 7% en peso. En una forma de ejecución preferente, la fracción de copolímero A de acetato de etilenvinilo en la capa externa III tiene un 60 a un 95%, y la fracción de copolímero de acetato de etilenvinilo B en la capa externa III asciende a aun 5 hasta un 40%. En una forma de ejecución especialmente preferente, la fracción de copolímero de acetato de etilenvinilo A en la capa externa III asciende a un 70 hasta un 90%, y la fracción de copolímero de acetato de etilenvinilo B en la capa externa III asciende a un 10 hasta un 30%.

Los valores de MFI de ambos copolímeros de acetato de etilenvinilo A y B se sitúan preferentemente entre 1 y 30 g/10 min (ASTM D 1238). El MFI del copolímero de acetato de etilenvinilo A se sitúa de modo especialmente preferente entre 10 y 30 g/10 min (ASTM D 1238), y el MFI del copolímero de acetato de etilenvinilo B se sitúa de modo especialmente preferente entre 4 y 15 g/10 min (ASTM D 1238).

Las láminas multicapa según la invención son apropiadas especialmente como láminas para forrado de brillo elevado, para la obtención de uniones de papel y cartón, y para el acabado de productos gráficos, como libros, encuadernaciones de CD y prospectos, que también se pueden estampar.

Las láminas multicapa según la invención se pueden producir según procedimientos habituales, como laminado, revestimiento, extrusión en fusión o coextrusión en fusión. En una forma de ejecución preferente se coextrusiona la capa base I y la capa externa II, y se extiende en un sentido, efectuándose a continuación del estirado un laminado o extrusión de la capa III laminable en caliente. A continuación se estira de nuevo la lámina multicapa obtenida de este modo, preferentemente en el sentido en el que no se presenta aún un estirado.

Se estiran las láminas multicapa según la invención al menos monoaxialmente, de modo preferente biaxialmente, efectuándose el estiraje en sentido de marcha de la máquina, preferentemente en proporción 5 : 1 y transversalmente en el sentido de marcha de la máquina en proporción 7 : 1 a 10 : 1.

En las láminas multicapa según la invención, la capa base I tiene generalmente un grosor de 8 a 50 \mum, preferentemente 12 a 20 \mum, la capa externa II tiene preferentemente un grosor de 0,6 a 3,0 \mum y la capa externa III termolaminable tiene generalmente un grosor de 5 a 20 \mum, preferentemente 7 a 15 \mum.

Las láminas según la invención se pueden someter a un tratamiento previo corona por uno o ambos lados.

Además es objeto de la invención un procedimiento para la obtención de uniones a partir de cualquier substrato y una lámina según la invención, caracterizado porque se reúne el substrato y la lámina bajo acción de calor y presión, estando orientada la capa externa III termolaminable al substrato. En el caso de substrato se trata preferentemente de materiales que se emplean habitualmente para el laminado de brillo elevado, como por ejemplo papel, cartón, material sintético, metal, madera, tejido, material no tejido, productos vegetales, pero también láminas, en especial láminas de material sintético o metal.

Métodos de ensayo Comportamiento de desbobinado

Se analizó comportamiento de desbobinado en muestras de rodillos acabadas. En este caso se arrolló la lámina en una anchura horizontal de aproximadamente 250 mm en una longitud de 20 m. De este modo se produjo un peso de rodillo, incluyendo la envoltura de arrollado, de aproximadamente 1,5 kg. Se dividió la aptitud para desbobinado en las siguientes categorías:

1. Desbobinado mediante peso propio de rodillo (*)

Si se fija el extremo libre de la muestra de rodillo, y después se deja colgar la muestra, la lámina acabada se desbobina mediante el propio peso.

2. Desbobinado posible mediante tracción adicional (o)

Si bien no es posible un desbobinado a través del peso propio de rodillo, no obstante, la lámina se puede desbobinar sin dilataciones o roturas.

3. Rodillo bloqueado (-)

No es posible un rebobinado de la lámina, sin deformar en gran medida, o destruir la misma.

Adherencia de unión

Se analizó la adherencia de unión de las láminas en un ensayo de laminado. A tal efecto se forraron las láminas a investigar en una máquina de laminado térmico de la firma Billhöfer, con una hoja de papel estampada en negro. En este caso se seleccionaron como condiciones de proceso una temperatura de laminado de aproximadamente 120ºC, una presión de cilindro de laminado de 150 bar, y una velocidad de laminado de 5 m/min. A partir de estas muestras acabadas se cortaron, en el sentido de la marcha, bandas de ensayo con una anchura de 15 mm. En estas bandas se mide la adherencia de unión mediante extracción bajo un ángulo de 90ºC, y absorción de la fuerza de tracción.

Brillo

Para la medida del brillo se obtiene una muestra laminada con una hoja de papel estampada en negro, como en la determinación de la adherencia de unión. En esta muestra se lleva a cabo la medida de brillo en ajuste a la DIN 67 530 en un ángulo de 20º. Como brillo se designa la fracción de luz reflectada regularmente, referida al haz de luz incidente bajo un ángulo de 20º respecto a la vertical. Se indica el brillo en unidades de brillo (GE) que se refieren al estándar de vidrio de Wood. El valor de brillo superficial debía ser lo más elevado posible.

Ejemplos Ejemplo 1

Se aplica una capa laminable en caliente III, con los componentes indicados en la tabla 1, sobre una lámina base estirada monoaxialmente, constituida por polipropileno de densidad 0,91 g/cm^{3}, y el índice de fusión de 3,0 g/10 min a 230ºC/21,6 N, y a continuación se estira, de modo que se obtiene una lámina compuesta con un estiraje longitudinal en proporción 5 : 1, y un estiraje transversal en proporción 10 : 1.

La lámina base se compone por una capa externa II de 1,0 \mum de grosor, que está constituida por polipropileno de densidad 0,91 g/cm^{3}, y el índice de fusión de 3,0 g/10 min a 230ºC/21,6 N, así como una adición de un 0,1%de dióxido de silicio con un tamaño medio de grano de 4 \mum, y una capa central I constituida por el polipropileno citado anteriormente. La lámina, que se compone de las capas I y II, tiene en total un grosor de 15 \mum, y la capa laminable en caliente III tiene un grosor de 10 \mum.

Ejemplo 2

Procedimiento y composición de las capas I y III como en el ejemplo 1. La capa externa II no contiene aditivo antibloque.

Ejemplos comparativos 3 - 5

Procedimiento y composición de las capas I y II como en el ejemplo 1 (capa externa II con un 0,1 % de dióxido de silicio como aditivo antibloque). La composición de la capa externa termolaminable III se desprende de la tabla 1.

TABLA 1

1

TABLA 2

Ejemplo	Comportamiento de	Adherencia de unión	Brillo en GE
	desbobinado	en N
Ejemplo 1	+	3,5	75
Ejemplo 2	0	3,4	78
Ejemplo comparativo 3	+	1,0	73
Ejemplo comparativo 4	+	3,3	62
Ejemplo comparativo 5	-	3,7	77

De la tabla 2 se desprende que las láminas de los ejemplos 1 y 2 según la invención muestran claras mejoras respecto a su comportamiento de desbobinado, la adherencia de unión y el brillo, frente a los ejemplos comparativos. Si bien el ejemplo comparativo 3 presenta valores aceptables para comportamiento de desbobinado y brillo, no obstante, la adherencia de unión es insuficiente de este caso. En el caso del ejemplo comparativo 4 el brillo no corresponde a los actuales requisitos, y en el ejemplo comparativo 5, la lámina se bloquea, y no se puede desbobinar.

Claims

1. Lámina multicapa laminable en caliente, orientada al menos monoaxialmente, con una capa base I, que está constituida esencialmente por polipropileno, una capa externa II, que está constituida, del mismo modo esencialmente, por polipropileno, y una capa externa III, laminable en caliente mediante alimentación de calor, caracterizada porque la capa III está constituida esencialmente por un copolímero de acetato de etilenvinilo A y un copolímero de acetato de etilenvinilo B, y ambos copolímeros acetato de etilenvinilo presentan un contenido en acetato de vinilo diferente.

2. Lámina multicapa según la reivindicación 1, caracterizada porque el copolímero de acetato de etilenvinilo A presenta un contenido en unidades de acetato de vinilo polimerizadas de un 10 a un 30% en peso, y el copolímero de acetato de etilenvinilo B presenta un contenido en unidades de acetato de vinilo polimerizadas de un 1 a un 10% en peso.

3. Lámina multicapa según la reivindicación 1, caracterizada porque el copolímero de acetato de etilenvinilo A presenta un contenido en unidades de acetato de vinilo polimerizadas de un 15 a un 25% en peso, y el copolímero de acetato de etilenvinilo B presenta un contenido en unidades de acetato de vinilo polimerizadas de un 3 a un 7% en peso.

4. Lámina según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la fracción de copolímero de acetato de etilenvinilo A en la capa externa III asciende a un 60% hasta un 95%, y la fracción de copolímero de acetato de etilenvinilo B en la capa externa III asciende a un 5% hasta un 40%.

5. Lámina según la reivindicación 4, caracterizada porque la fracción de copolímero de acetato de etilenvinilo A en la capa externa III asciende a un 70% hasta un 90%, y la fracción de copolímero de acetato de etilenvinilo B en la capa externa III asciende a un 10% hasta un 30%.

6. Lámina según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la capa externa II contiene aditivos antibloque.

7. Lámina según la reivindicación 6, caracterizada porque el contenido en aditivos antibloque en la capa externa II se sitúa entre un 0,02 y un 1,0% en peso.

8. Lámina según la reivindicación 6, caracterizada porque el contenido en aditivos antibloque en la capa externa II se sitúa entre un 0,05 y un 0,2% en peso.

9. Lámina según al menos una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque el aditivo antibloque es dióxido de silicio con un tamaño medio de partícula de 2 a 5 \mum.

10. Procedimiento para la obtención de uniones a partir de cualquier substrato y una lámina según la reivindicación 1, caracterizado porque se reúne el substrato y la lámina bajo acción de calor y presión, estando orientada la capa III al substrato.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el substrato es papel, cartón, material sintético, metal, madera, tejido, material no tejido, productos vegetales o red.