ES2218564T3

ES2218564T3 - Metodo para tratar una superficie sellable de la pelicula.

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Publication number: ES2218564T3
Application number: ES96103375T
Authority: ES
Inventors: Herbert Dr. Peiffer; Robert Dr. Schmidt; Detlef Dipl.-Ing. Busch; Frank Dipl.-Ing. Ernst
Original assignee: Treofan Germany GmbH and Co KG
Current assignee: Treofan Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 2004-11-16
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: EP0732188A2; DE59610899D1; ZA962021B; AU4796696A; EP0732188B1; DE19508668A1; AU709699B2; US5914079A; EP0732188A3

Abstract

SE DESCRIBE UN PROCESO PARA TRATAMIENTO DE UNA SUPERFICIE DE LAMINA CON CAPACIDAD DE SELLADO POR MEDIO DE LLAMA. UNA LAMINA SE GUIA A TRAVES DE UN RODILLO (4) DE ENFRIAMIENTO. POR ENCIMA DE ESTE RODILLO (4) DE ENFRIAMIENTO SE DISPONE DE UN QUEMADOR (1). POR MEDIO DE ESTE QUEMADOR (1) SE GENERA UNA LLAMA NO POLARIZADA. LA LAMINA SE DISPONE A TRAVES DE LOS RODILLOS (4) DE ENFRIAMIENTO Y SE ENFRIA EVENTUALMENTE A TRAVES DE DISPOSITIVOS DE REFRIGERACION ADICIONALES DE TAL MODO, QUE LA TEMPERATURA DE LA SUPERFICIE DE LA LAMINA TRATADA CON LA LLAMA ALCANZA CUANDO ABANDONA EL RODILLO (4) DE ENFRIAMIENTO UNA TEMPERATURA COMO MAS ALTA DE 25

Description

Método para tratar una superficie sellable de la película.

El presente invento se refiere a un procedimiento para el tratamiento de una superficie de lámina sellable mediante una llama. Las láminas se distinguen por una buena sellabilidad, una buena imprimibilidad y un buen comportamiento antiestático.

Para aumentar la tensión superficial de láminas de polipropileno se emplean el tratamiento a la llama y el tratamiento por efecto corona. Las láminas se hacen con ello imprimibles y mojables con sistemas de revestimiento constituidos sobre una base acuosa. Mientras que el tratamiento por efecto corona se emplea en los casos de láminas sellables y de láminas no sellables, el tratamiento a la llama se utiliza principalmente en el caso de láminas no sellables.

En el caso del tratamiento a la llama de láminas no sellables, la lámina es conducida a través de un rodillo refrigerante, por debajo del cual esta dispuesto un quemador de gas. La distancia entre el quemador y el conjunto de la superficie de lámina y el rodillo refrigerante es de 3 a 10 mm, y se escoge de manera tal que se hacen máximas las reacciones de oxidación sobre la superficie del polímero. En el caso de la oxidación de la superficie del polímero resultan grupos polares oxidados, con lo cual se aumenta del modo deseado la tensión superficial de la lámina. Constituyen premisa para un tratamiento correcto de la lámina una arrimadura exacta de la banda continua laminar al rodillo refrigerante y una temperatura constante del rodillo refrigerante. La arrimadura de la lámina al rodillo refrigerante se realiza por regla general a través de un rodillo de caucho vulcanizado de contacto.

Se enseña a llevar a cabo el tratamiento de láminas no sellables a una temperatura del rodillo refrigerante mayor que 36ºC (compárese "The base flame treatment process", H. Angeli/Fa Esse Ci, 3rd International Meeting on the Plastic Surface Treatment, 1989, Narni, Italia). Por debajo de esta temperatura aparece sobre la superficie de la lámina una condensación de vapor de agua, que hace inútil a esta lámina. Una temperatura típica del rodillo refrigerante en el caso de una lámina no sellable es la de 40ºC.

En contraposición con el tratamiento por efecto corona, el tratamiento a la llama de láminas no sellables tiene ventajas. Estas son una tensión superficial alta y constante a lo largo del tiempo, un escaso olor de la lámina y ninguna aparición de un efecto en la cara trasera. Es desventajosa la carga térmica muy alta sobre la superficie de la lámina.

Las láminas sellables de polipropileno, que son sensibles frente a una solicitación térmica, son deterioradas durante el tratamiento a la llama de tal manera que pierden su sellabilidad. La aplicación del procedimiento antes descrito a láminas sellables no es por lo tanto practicable. La carga térmica sobre la superficie sellable es demasiado alta, y al disminuir la temperatura del rodillo refrigerante se llega a la descrita condensación de vapor de agua.

En el caso de láminas sellables se enseña por lo tanto aplicar el tratamiento a la llama con polarización (compárese "The polarized flame process", H. Lori/en ti dad Esse Ci, 3rd International Meeting on the Plastic Surface Treatment, 1989, Narni, Italia). En este método, el quemador es dispuesto por encima del rodillo refrigerante. Entre el quemador y el rodillo refrigerante se aplica en tal caso una tensión de corriente continua, con lo cual los átomos ionizados existentes en la llama reciben una aceleración aumentada a inciden sobre la superficie del polímero con mayor energía cinética. Los enlaces químicos existentes dentro de la molécula del polímero son rotos con mayor facilidad, y la formación de radicales se desarrolla con mayor rapidez. La carga térmica de la superficie del polímero es menor que en el caso del tratamiento a la llama sin polarización. A igualdad de temperatura de la llama en el procedimiento con polarización se consigue una mayor tensión superficial que en el caso del procedimiento sin polarización. Expresado de otra manera, para conseguir la misma tensión superficial, en el caso del procedimiento con polarización se necesita una más baja temperatura de la llama que en el caso del procedimiento sin polarización, con lo cual se protege y respeta a la capa de sellado. Por lo tanto, en el caso del tratamiento a la llama con polarización, como consecuencia de las condiciones térmicas modificadas, la temperatura del rodillo refrigerante se puede disminuir hasta una temperatura de 20ºC, sin que aparezca ninguna condensación sobre la superficie de la lámina.

Resulta desventajosa, en el caso del tratamiento a la llama con polarización, la intensa carga estática de la lámina. Con ello están vinculados los siguientes puntos negativos:

1.: La manipulación de la lámina es dificultada. La lámina enrollada esta cargada de una manera tal que ya no puede ser manejada por el personal mecánico. Resulta un elevado peligro de accidentes, que no se puede eliminar ni siquiera mediante medidas técnicas tales como una descarga activa o pasiva de la lámina.

2.: Se disminuye la calidad de la lámina. Mediante la alta carga estática de la lámina se llega durante su fabricación a defectos ópticos tales como figuras de relámpagos, marcaciones de contracción y grabaduras. La elaborabilidad es dificultada.

3.: La alta carga estática de la lámina conduce a problemas al desbobinar, y durante su elaboración en máquinas de envasado se llega a una acumulación de material.

Fue misión del presente invento, por lo tanto, poner a punto un procedimiento para el tratamiento superficial de una lámina, según el cual se pueda producir una lámina de polipropileno con buenas propiedades de sellado y buen comportamiento antiestático.

El problema planteado por esta misión se resuelve mediante un procedimiento del tipo mencionado al comienzo, cuyas particularidades caracterizadoras consisten en que

a): se conduce una lámina a través de un rodillo refrigerante (4), y

b): por encima de este rodillo refrigerante (4) esta colocado un quemador (1), y

c): mediante este quemador (1) se genera una llama no polarizada, y

d): la lámina se enfría a través del rodillo refrigerante (4) y eventualmente a través de dispositivos de refrigeración adiciónales, de manera tal que la temperatura de la superficie de la lámina tratada a 1a llama al abandonar el rodillo refrigerante (4) es a lo sumo de 25ºC.

Sorprendentemente, en el caso del procedimiento conforme al invento se consiguen unas propiedades de sellado de 1a superficie previamente tratada, que son casi tan buenas corno las de una superficie de lámina no tratada previamente. Esto es tanto mas sorprendente, puesto que, según el estado de la técnica, el desprendimiento de calor durante el tratamiento a la llama sin polarización es mayor que en el caso del tratamiento a la llama con polarización. Presumiblemente, en el caso del procedimiento conforme al invento, las reacciones de degradación, iniciadas en la capa de sellado por causa del elevado desprendimiento de calor, son detenidas inmediatamente por el rápido enfriamiento, de manera tal que no puede aparecer ningún deterioro del material que disminuya la sellabilidad.

Existen varias posibilidades técnicas para enfriar la lámina lo más rápidamente que sea posible durante el tratamiento a la llama. Se recomienda enfriar el rodillo refrigerante (4) de tal manera que su temperatura superficial este situada claramente por debajo de la temperatura de lámina indicada, de 25ºC. Con el fin de obtener una temperatura de la lámina menor que 25ºC directamente después de que esta abandone el rodillo refrigerante (4), la superficie del rodillo refrigerante se mantiene preferiblemente a una temperatura por debajo de 20ºC, especialmente por debajo de una temperatura de 17ºC, muy preferiblemente por debajo de una temperatura de 14ºC. La temperatura del medio de refrigeración en el rodillo refrigerante (4) es preferiblemente menor que 15ºC, especialmente menor que 12ºC, muy preferiblemente menor que 9ºC. El medio de refrigeración situado en el interior del rodillo es en tal caso preferiblemente agua retroenfriada u otro agente frigorífico apropiado, tal como p. ej. Frigen.

En particular, para la realización del proceso se han manifestado como favorables las siguientes condiciones (Figura 1): El rodillo refrigerante (4), sobre el cual la lámina es tratada a la llama, time en la forma preferida de realización un diámetro de 200 a 600 mm, especialmente de 300 a 500 mm. El diámetro del rodillo (2) de arrimadura/contacto asciende en la forma de realización preferida a 150 hasta 450 mm, especialmente a 200 hasta 400 mm. El ángulo de arrimadura (5) asciende, en la forma preferida de realización, a 10 hasta 40º, pero también puede ser realizado de mayor magnitud. El quemador (1) tiene, en la forma preferida de realización, una red-rejilla (7) con una anchura de mallas (8) de 2 a 15 mm, especialmente de 3 a 10 mm (compárese la Figura 1, vista "A"). La temperatura de la llama es, en un margen preferido, de 650 a 850ºC, especialmente de 700 a 800ºC. El caudal de paso del gas se ajusta, entre otras cosas, al polímero que ha de ser tratado, a la superficie de la lámina, a la anchura de la banda continua de lámina y a la velocidad de la banda continua de lámina. Un margen preferido para el caudal de paso de gas por la anchura de banda continua de lámina es de 20 a 60 Nm^{3}/h\cdotm metros cúbicos en condiciones normales por hora y metro), especialmente de 30-50 m^{3}/h\cdotm. El ángulo de abrazamiento (6) de la lámina sobre el rodillo asciende en un margen preferido a 120 hasta 200º, especialmente a 130 hasta 180º. La velocidad de la máquina puede variar, dependiendo del tipo de la lámina, en un margen amplio, estando situado el margen preferente dentro de 50 y 500 m/min, especialmente dentro de 80 y 450 m/min.

En una realización preferida del invento, la superficie de la lámina tratada a la llama es enfriada adicionalmente. Esto puede efectuarse poco antes del tratamiento a la llama, durante el tratamiento a la llama y/o poco después de este.

Se han acreditado en la practica las siguientes realizaciones técnicas:

\bullet: Rociado o soplado de la superficie de la lámina mediante un tubo rociador (10) con un apropiado agente de refrigeración (Figura 2). Agentes de refrigeración apropiados son p. ej. agua y/ o aire. Un enfriamiento muy rápido de la superficie de la lámina se consigue mediante rociadura de la lámina con una fina niebla de agua (11), que es generada mediante boquillas apropiadamente conformadas. No se establece con ello ningún perjuicio para el proceso. La película de agua depositada sobre la lámina es evaporada, o es eliminada por soplado mediante aire. Otra variante técnica consiste en soplar intensamente la superficie de la lámina directamente con aire ayudándose de una cuchilla neumática. En este caso, la llama debe ser protegida mediante una chapa apropiada frente a la corriente de aire (13). Los procedimientos descritos son aplicados directamente después y/o antes del tratamiento a la llama.

\bullet: Subdivisión del quemador (1) en varios segmentos separados en cuanto a la técnica dinámica, los cuales son recorridos por diferentes medios (compárese la Figura 3).

: En la Figura se representa la subdivisión del quemador (1) en dos cámaras separadas. En la cámara delantera del quemador (1) circula, a través de una correspondiente conducción de aportación, la mezcla gaseosa (14) (p. ej. propano o gas de ciudad mezclado con aire del entorno), que pasa hacia fuera a través de una fina red de mallas/rejilla (7). Una típica anchura de mallas (8) es la de 5 mm, y una típica longitud de la rejilla en la dirección de la maquina es la de 30 mm (compárese también la Figura 1, vista ''All). El numero de las llamas generadas es determinado por la anchura de mallas, la longitud de la rejilla en la dirección de la máquina y la anchura del quemador. A través de la segunda cámara situada detrás se conduce el aire de refrigeración (12) u otro medio de refrigeración. Con el fin de conseguir una alta velocidad de circulación del aire con relación a la lámina, se necesita una fina división de 1 a rejilla. Se han acreditado unas anchuras de mallas o de la rejilla de aproximadamente 0,5 a 3 mm. A1 aplicar este concepto se prefiere integrar en el quemador (1) una apropiada protección (9) de la llama, p. ej. una chapa ajustable en altura.

Además, se descubrió que las propiedades de sellado son dependientes en lo esencial del grado de enfriamiento de 1 a lámina. Sorprendentemente, se ha puesto de manifiesto que el grado del enfriamiento puede ser vinculado directamente con la temperatura mínima de sellado (TMS) de la capa de cubierta de la lámina. Según esto, se establece para

\bullet: una TMS de 100 a 130ºC, que la temperatura de la superficie de la lámina tratada a la llama, directamente después de abandonar el rodillo refrigerante (4), debe ser menor que 25ºC, y para

\bullet: una TMS de 70 a 100ºC, que la temperatura de la superficie de la lámina tratada a la llama, directamente después de abandonar el rodillo refrigerante (4), debe ser menor que 20ºC.

Resulto muy sorprendente que solamente mediante aplicación del procedimiento de acuerdo con el invento, la capa de sellado tratada a la llama no es perjudicada en su sellabilidad, o solo lo es insignificantemente. Además, resulto muy sorprendente que no apareciese en la superficie ninguna condensación, o solo apareciese una muy escasa. La condensación es en tal caso tan escasa, que no aparecen problemas adiciónales algunas. Por regla general, el agua condensada junto a la superficie de la película se evapora ya después de un camino de transporte de 1 a 2 m.

Otra gran ventaja en la aplicación del procedimiento conforme al invento, consiste en que la lámina no es cargada estáticamente. Una manipulación correcta y un tratamiento ulterior correcto de la lámina son posibles ilimitadamente. La lámina se puede desbobinar sin problemas.

Preferiblemente, la lámina es de varias capas y tiene sobre su capa de base por lo menos una capa de cubierta sellable. En una forma especial de realización, la lámina tiene sobre su capa de base unas capas de cubierta por ambas caras. En otra forma de realización, la lámina tiene sobre su capa de base por lo menos una capa intermedia y eventualmente una o varias capa(s) intermedia(s) por ambas caras.

La capa de base de la lámina contiene por regla general por lo menos 85% en peso, preferiblemente de 90 a 99% o en peso, en cada caso referido a la capa de base, de un homopolímero de propileno seguidamente descrito y eventualmente aditivos añadidos, en las cantidades en cada caso eficaces.

El homopolímero de propileno de la capa de base tiene un punto de fusión de 140 a 165ºC, preferiblemente de 155 a 162ºC, y un índice de fluencia de masa fundida (medición según la norma DIN 53.735 con una carga de 21,6 N y 230ºC) de 1,0 a 10 g/10 min, preferiblemente de 1,5 a 6 g/10 min. La proporción soluble en n-heptano del polímero es en general de 1 a 10 o en peso, referida al polímero de partida. La porción insoluble en n-heptano del homopolímero de propileno es isotáctica. El índice de isotacticidad de cadena, determinado mediante espectroscopia de 13C-RMN, es mayor que 85%, preferiblemente mayor que 90%.

Si la lámina es opaca, la capa de base contiene adicionalmente sustancias iniciadoras de vacuolos, p. ej. CaCO_{3}, o polímeros incompatibles, tal como se describen en el estado de la técnica.

La distribución de pesos moleculares del homopolímero de propileno puede variar dentro de amplios limites, dependiendo del sector de aplicación. La relación de la media ponderada M_{W} a la media numérica M_{n} esta situada en general entre 2 y 15.

En una forma preferida de realización de la lámina conforme al invento, la relación de la media ponderada M_{W} a la media numérica M_{n} está situada entre 2 y 6, de modo muy especialmente preferido entre 3 y 5. Una distribución tan estrecha de los pesos moleculares del homopolímero de propileno de la capa de base se consigue mediante la degradación peroxídica del mismo.

Una medida del grado de la degradación del polímero es el denominado factor de degradación A, que indica la modificación relativa del índice de fluencia de masa fundida según la norma DIN 53.735 del polipropileno, referido al polímero de partida.

A = \frac{MFI_{2}}{MFI_{1}}

\newpage

MFI_{1} = índice de fluencia de masa fundida del polímero de propileno antes de la adición del peróxido orgánico.

MFI_{2} = índice de fluencia de masa fundida del polímero de propileno degradado peroxídicamente.

Por regla general, el factor de degradación A del polímero de propileno empleado esta situado en un margen de 3 a 15, preferiblemente de 6 a 10. Como peróxidos orgánicos son preferidos especialmente dialquil-peróxidos, entendiéndose por un radical alquilo los usuales radicales alquilo inferiores con hasta seis átomos de carbono, saturados, de cadena lineal o ramificados. Especialmente, se prefieren 2,5dimetil-2,5-di(t-butilperoxi)-hexano o di-t-butil-peróxido.

Eventualmente, se pueden añadir adicionalmente a la capa de base resinas hidrocarbonadas habituales. Las resinas son unos polímeros de bajo peso molecular, cuyo peso molecular esta situado en general en un margen de 200 a 10.000, preferiblemente de 300 a 8.000, especialmente de 400 a 5.000. Con ello, el peso molecular de la resina es claramente mas bajo que el de los polímeros de propileno, que en general tienen un peso molecular superior a 100.000. El punto de reblandecimiento de la resina esta situado entre 60ºC y ...ºC (medido según la norma DIN 1995-U4, que corresponde a la norma ASTM E-28). Dentro de las numerosas resinas de bajo peso molecular, son preferidas las resinas hidrocarbonadas y concretamente en la forma de resinas de petróleo, resinas de estireno, resinas de ciclopentadieno y resinas de terpenos (estas resinas se describen en Ullmanns Encyclopadie der techn. Chemie, 4ª edición, tomo 12, paginas 525 hasta 555).

Como resinas son preferidas especialmente las resinas hidrocarbonadas. Las resinas hidrocarbonadas pueden estar total o parcialmente hidrogenadas. Como resinas entran en cuestión fundamentalmente resinas sintéticas o resinas de origen natural. Se ha manifestado como especialmente ventajoso emplear resinas con un punto de reblandecimiento mayor que 60ºC, siendo preferidas las que tienen un punto de reblandecimiento de 70 a 180ºC, especialmente de 80 a 160ºC.

Las resinas de petróleo son las resinas hidrocarbonadas, que son preparadas por polimerización de materiales de petróleo profundamente descompuestos (deep-decomposed) en presencia de un catalizador. Estos materiales de petróleo contienen habitualmente una mezcla de sustancias formadoras de resinas, tales como estireno, metilestireno, viniltolueno, indeno, metilindeno, butadieno, isopreno, piperileno y pentileno. Las resinas de estireno son homopolímeros de estireno o copolímeros de estireno con otros monímeros, tales como etilestireno, viniltolueno y butadieno. Las resinas de ciclopentadieno son homopolímeros de ciclopentadieno o copolímeros de ciclopentadieno, que se obtienen a partir de materiales destilados de alquitrán de carbón y gas de petróleo descompuesto. Estas resinas se preparan manteniendo a los materiales, que contienen ciclopentadieno, a una alta temperatura durante un largo periodo de tiempo. Dependiendo de la temperatura de la reacción, se pueden obtener dimeros, trimeros a oligómeros. Las resinas de terpenos son polímeros de terpenos, es decir hidrocarburos de las formulas C_{10}H_{16}, que están contenidos en casi todos los aceites esenciales o resinas de plantas que contienen aceites, y resinas de terpenos, modificadas con fenoles. Como ejemplos especiales de los terpenos se han de mencionar pineno, \alpha-pineno, dipenteno, limoneno, mirceno, canfeno y terpenos similares. En el caso de las resinas hidrocarbonadas puede tratarse también de las denominadas resinas hidrocarbonadas modificadas. La modificación se efectúa por regla general mediante reacción de las materias primas antes de la polimerización, mediante introducción de monómeros especiales o por reacción del producto polimerizado, llevándose a cabo especialmente hidrogenaciones o hidrogenaciones parciales.

Como resinas hidrocarbonadas se emplean además homopolímeros de estireno, copolímeros de estireno, homopolímeros de ciclopentadieno, copolímeros de ciclopentadieno y/ o polímeros de terpenos, con un punto de reblandecimiento situado en cada caso por encima de 110ºC (en el caso de los polímeros insaturados se prefiere el producto hidrogenado). Se prefieren muy especialmente los polímeros de ciclopentadieno con un punto de reblandecimiento de 120ºC y mayor, o copolímeros de \alpha-metilestireno y viniltolueno con un punto de reblandecimiento de 100 a 180ºC.

Además de ello, la capa de base puede contener adicionalmente los aditivos usuales tales como agentes antiestáticos, agentes antiapelmazantes, agentes lubricantes o de deslizamiento, estabilizadores, agentes de neutralización y/o agentes de nucleación, en cantidades respectivamente eficaces. Los datos de peso seguidamente menciónados se refieren a la capa de base.

Los agentes antiestáticos preferidos son alcanosulfonatos de metales alcalinos, polidiorganosiloxanos (polidialquilsiloxanos, polialquilfenilsiloxanos y similares) modificados con poliéteres, es decir etoxilados y/o propoxilados, y/o las aminas terciarias alifáticas en lo esencial de cadena lineal y saturadas, con un radical alifático que tiene de 10 a 20 átomos de carbono, las cuales están sustituidas con grupos w-hidroxi-alquilo (C_{1}-C_{4}), siendo especialmente apropiadas N,N-bis-(2-hidroxi-etil)-alquiláminas con 10 a 20 átomos de carbono, preferiblemente con 12 a 18 átomos de carbono, en el radical alquilo. La cantidad eficaz del agente antiestático esta situada en el margen de 0, 05 a 0, 5 o en peso. Además, se emplea monoestearato de glicerol en una cantidad de 0,03 a 0,5 o en peso, preferiblemente como agente antiestático.

Los agentes antiapelmazantes apropiados son materiales y 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 similares, de modo preferente se emplean polímeros de benzoguanamina y formaldehido, dióxido de silicio y carbonato de calcio. La cantidad eficaz de agente antiapelmazante esta situada en el margen de 0,1 a 2% en peso, preferiblemente de 0,1 a 0,8% en peso. El tamaño medio de partículas esta situado entre 1 y 6 Am, especialmente 2 y 5 /gym, siendo especialmente apropiadas las partículas con una estructura de forma esférica, tal como se describe en el documento de patente europea EP-A-0.236.945 y el documento de patente alemana DE-A 38.01.535. Preferiblemente, los agentes antiapelmazantes se añaden a las capas de cubierta.

Los agentes lubricantes o de deslizamiento son amidas de ácidos alifáticos superiores, esteres de ácidos alifáticos superiores, ceras y jabones metálicos, así como polidimetilsiloxanos. La cantidad eficaz de agente lubricante o de deslizamiento esta situada en el margen de 0,01 a 3% en peso, preferiblemente de 0,02 a 1% en peso. Es especialmente apropiada la adición de amidas de ácidos alifáticos superiores, en el margen de 0,01 a 0,25% en peso, a la capa de base y/o a las capas de cubierta. Una amida de ácido alifático, especialmente apropiada, es amida de ácido erucico.

La adición de polidimetilsiloxanos es preferida en el margen de 0,02 a 2,0% en peso, especialmente polidimetilsiloxanos con una viscosidad de 5.000 a 1.000.000 mm^{2}/s. Es especialmente favorable la adición de los polidimetilsiloxanos a la capa de cubierta que no ha de ser tratada previamente y/o a una o ambas capas intermedias.

Como estabilizadores se pueden emplear los usuales compuestos con efecto estabilizador para polímeros de etileno, propileno y otras \alpha-olefinas. Su cantidad anadida esta situada entre 0,05 y 2% en peso. Son especialmente apropiados los estabilizadores fenolicos, estearatos de metales alcalinos y alcalino-terreos y/o carbonatos de metales alcalinos y alcalino-terreos.

Los estabilizadores fenolicos se emplean preferiblemente en una cantidad de 0,1 a 0,6 o en peso, especialmente de 0,1 5 a 0,3% en peso, y con una masa molecular mayor que 500 g/mol. Son especialmente ventajosos el tetraquis-3-(3,5di(butil terciario)-4-hidroxi-fenil)-propionato de pentaeritritilo o 1,3,5-trimetil-2,4,6-tris(3,5-di(butil terciario)4-hidroxi-bencil)-benceno.

Los agentes de neutralización son preferiblemente dihidrotalquita, estearato de calcio y/o carbonato de calcio con un tamaño medio de particular de a lo sumo 0,7 \mum, un tamaño absoluto de partículas menor que 10 \mum y una superficie especifica de por lo menos 40 m^{2}/g.

La lámina de polipropileno producida según el procedimiento conforme al invento abarca en general por lo menos una capa de cubierta sellable, preferiblemente capas de cubierta sellables por ambas caras, a base de polímeros de olefinas con 2 a 10 átomos de carbono. Por regla general, la capa de cubierta contiene de 90 a 100 o en peso, preferiblemente de 98 a 100 o en peso de los polímeros olefínicos, referido en cada caso al peso de la capa de cubierta.

Ejemplos de tales polímeros olefínicos son

: un copolímero de

: etileno y propileno o

: etileno y butileno-1 o

: propileno y butileno-1 o

: un terpolímero de

: etileno, propileno y butileno-1 o

: una mezcla de dos o mas de los mencionados homopolímeros, copolímeros y terpolímeros o una mezcla preparada a base de dos o mas de los mencionados homopolímeros, copolímeros y terpolímeros, eventualmente mezclada con uno o varios de los mencionados homopolímeros, copolímeros y terpolímeros,

siendo especialmente preferidos copolímeros estadísticos de etileno y propileno

: con un contenido en etileno de 1 a 10% en peso, preferiblemente de 2,5 a 8% en peso, o

: copolímeros estadísticos de propileno y butileno-1

: con un contenido en butileno de 2 a 25% en peso, preferiblemente de 4 a 20% en peso,

: en cada caso referido al peso total del copolímero, o

: terpolímeros estadísticos de etileno, propileno y butileno-1

: con un contenido en etileno de 1 a 10% en peso, preferiblemente de 2 a 6% en peso, y

: con un contenido en butileno-1 de 2 a 30% en peso, preferiblemente de 4 a 20% en peso, en cada caso referido al peso total del terpolímero,

: o una mezcla preparada de un terpolímero de etileno, propileno y butileno-1 y de un copolímero de propileno y butileno-1

: con un contenido en etileno de 0,1 a 7% en peso,

: y con un contenido en propileno de 50 a 90% en peso, así como

: con un contenido en butileno-1 de 10 a 40% en peso,

: en cada caso referido al peso total de la mezcla preparada de polímeros.

El homopolímero de propileno, empleado en la capa de cubierta, contiene por lo menos 90% de propileno y posee un punto de fusión de 140ºC o mayor, preferiblemente de 150 a 70ºC, siendo preferido un homopolipropileno isotáctico. El homopolímero tiene en general un índice de fluencia de masa hundida de 1, 5 a 20 g/10 min, preferiblemente de 2, 0 a 15/10 min.

Los copolímeros descritos precedentemente, empleados en la capa de cubierta, tienen en general un índice de fluencia de masa fundida de 1,5 a 30 g/10 min, preferiblemente de 3 a 5 g/10 min. El punto de fusión está situado en el margen de 20 a 140ºC. Los terpolímeros empleados en la capa de cubierta tienen un índice de fluencia de masa fundida situado en el margen de 1,5 a 30 g/10 min, preferiblemente de 3 a 15 g/10 min, y un punto de fusión situado en el margen de 120 a 140ºC. La mezcla preparada precedentemente descrita de copolímeros y terpolímeros tiene un índice de fluencia de masa fundida de 5 a 9 g/10 min y un punto de fusión de 120 a 150ºC. Todos los índices de fluencia de masa fundida indicados precedentemente se miden a 230ºC y una fuerza de 21,6 N (DIN 53.735).

Eventualmente, los polímeros de las capas de cubierta pueden ser degradados peroxidicamente de igual manera a como se describe precedentemente para la capa de base, utilizándose fundamentalmente los mismos peróxidos. El factor de degradación para los polímeros de las capas de cubierta esta situado en general en un margen de 3 a 15, preferiblemente de 6 a 10.

Eventualmente, las capas de cubierta pueden contener agentes antiestáticos, antiapelmazantes, lubricantes o de deslizamiento, de neutralización, estabilizadores y las resinas precedentemente descritas. Los datos cuantitativos menciónados se refieren a la o las capa(s) de cubierta. Preferiblemente, la capa de cubierta, que es tratada a la llama, no contiene incorporado ningún polidialquilsiloxano.

En otra forma preferida de realización, se puede o pueden aplicar también una o varias capa(s) intermedia(s) entre la capa de base y la o las capa(s) de cubierta. La o las capa(s) intermedia(s) puede(n) constar de los polímeros descritos para las capas de cubierta. En una forma de realización especialmente preferida, la o las capa(s) intermedia(s) consta(n) del homopolímero de propileno descrito para la capa de base. Las capas intermedias pueden contener los aditivos usuales para las capas de cubierta.

El espesor de las capas de cubierta es mayor que 0,1 a 5 \mum y esta situado preferiblemente en el margen de 0,2 a 1,5 \mum, especialmente de 0,3 a 1,0 \mum, pudiendo las capas de cubierta ser de espesor igual o diferente.

El espesor de la(s) capa(s) intermedia(s) es mayor que 0,1 \mum y está situado preferiblemente en el margen de 0,5 a 15 \mum, especialmente de 0,7 a 10 \mum.

El espesor total de la lámina de polipropileno de acuerdo con el invento puede variar dentro de amplios límites y se ajusta al empleo pretendido. Este asciende preferiblemente a 4 hasta 120 Am, especialmente a 5 hasta 100 \mum, preferiblemente a 6 hasta 80 \mum, constituyendo la capa de base aproximadamente de 40 a 100 o del espesor total de 1 a lámina.

El invento se refiere además a un procedimiento para la producción de la lámina de polipropileno según el invento, conforme al procedimiento de coextrusión en si conocido.

Dentro del marco de este procedimiento, se procede coextruyendo a través de una boquilla de rendija ancha las masas fundidas correspondientes a las capas individuales de la lámina, retirando la película de masas fundidas así obtenida, para su consolidación sobre uno o varios rodillos, a continuación estirando la lámina por lo menos monoaxialmente, con preferencia biaxialmente, termofijándola y tratándola a la llama.

El estiramiento (la orientación) biaxial se lleva a cabo en general de una manera consecutiva, siendo preferido el estiramiento biaxial consecutivo, en el cual primeramente se estira en sentido longitudinal (en la dirección de la máquina) y luego en sentido transversal (perpendicularmente a la dirección de la máquina).

En primer lugar, tal como es usual en el caso de procedimientos de coextrusión, los polímeros o las mezclas de polímeros de las capas individuales se comprimen y licúan dentro de extrusores, pudiendo los aditivos eventualmente añadidos estar contenidos ya en los polímeros o en las mezclas de polímeros. Luego, las masas fundidas son comprimidas simultáneamente a través de una boquilla de rendija ancha, y la película extruida de masas fundidas de múltiples capas es retirada sobre uno o varios rodillos de retirada, con lo que se enfría y consolida. La lámina así obtenida es luego estirada en sentido longitudinal y en sentido transversal con respecto a la dirección de extrusión, lo cual conduce a una orientación de las cadenas de moléculas. El estiramiento longitudinal se llevara a cabo convenientemente con ayuda de dos rodillos que se mueven a diferente velocidad correspondientemente a la relación de estiramiento pretendida, y el estiramiento transversal se lleva a cabo con ayuda de un correspondiente bastidor de terrajas. Las relaciones de estiramiento longitudinal están situadas en el margen de 4,5 a 9, preferiblemente de 5,5 a 8,5, y las relaciones de estiramiento transversal están situadas en el margen de 7 a 12, preferiblemente de 8 a 11.

El estiramiento biaxial de la lámina le sigue su termofijación (tratamiento térmico), siendo mantenida la lámina durante un periodo de tiempo de 0,1 a 10 s a una temperatura de 80 a 160ºC. Después de ello, se efectúa el tratamiento a la llama, conforme al invento, de la lámina. La intensidad del tratamiento esta situada en general en el margen de 36 a 50 mN/m, preferiblemente de 38 a 45 mN/m. La lámina así producida es bobinada de modo usual con una disposición de bobinado.

Se ha manifestado como especialmente favorable mantener al o a los rodillo(s) de retirada, mediante los cuales la película extruida de masas fundidas es enfriada y consolidada, a través de un circuito de calefacción y otro de refrigeración, a una temperatura de 10 a 100ºC, preferiblemente de 20 a 70ºC.

Las temperaturas, a las cuales se llevan a cabo el estiramiento longitudinal y el estiramiento transversal, pueden variar dentro de un margen relativamente grande y se ajustan a la respectiva composición de las capas individuales y a las deseadas propiedades de la lámina. En general, el estiramiento longitudinal se llevara a cabo preferiblemente a temperaturas de 80 a 150ºC y el estiramiento transversal se lleva a cabo preferiblemente a temperaturas de 120 a 170ºC.

La lámina producida según el procedimiento conforme al invento es apropiada especialmente para máquinas de envasado de movimiento rápido. Esta posee todas las importantes propiedades, que se exigen de las láminas de polipropileno en relación con el empleo en maquinas de envasado de movimiento o rápido. Tiene especialmente una buena sellabilidad, una pequeña carga estática, sobresalientes propiedades de movimiento y simultáneamente una buena imprimibilidad.

Para la caracterización de las materias primas y de las láminas se utilizaron los siguientes métodos de medición:

Indice de fluencia de masa fundida

El índice de fluencia de masa fundida se midió ayudándose de la norma DIN 53.735 con una carga de 21,6 N y a 230ºC.

Punto de fusión

Medición por DSC (calorimetría de exploración diferencial), máximo de la curva de fusión, velocidad de calentamiento 20ºC/min.

Tensión superficial

La tensión superficial se determina mediante el denominado método de las tintas (DIN 53.364).

Imprimibilidad

Las láminas tratadas per efecto corona se imprimieron a los 14 idas después de su producción (evaluación a corto plazo) o a los 6 meses después su producción (evaluación a largo plazo). La adherencia de la tinta de impresión se evalúo mediante un ensayo con cinta adhesiva. Si se pudo desprender poca cantidad de tinta mediante la cinta adhesiva, la adherencia de la tinta se valoró como moderada, y en el caso de manifiesto desprendimiento de la tinta esta adherencia se valoro como mala.

Determinación del peso molecular

Para la determinación del peso molecular medio se utilizó la cromatografia de penetrabilidad en gel con tres detectores. La sustancia es disuelta en un agente eluyente tal come THF (tetrahidrofurano) y es vertida a través de una columna de separación. La columna de separación tiene una longitud de 90 cm y está llena con un material de soporte poroso, cuyo tamaño de poros es de 5 \mum. La detección s e efectúa mediante espectroscopia por absorción de W a diferentes longitudes de onda, así como mediante el índice de refracción y la capacidad de dispersión de la luz que tienen las fracciones. El calibramiento se lleva a cabo mediante un compuesto patrón con peso molecular conocido. La comparación de la absorción de W de la sustancia patrón con la absorción de la muestra hace posible la asignación de los pesos moleculares.

Determinación de la temperatura mínima de sellado (TMS)

La temperatura mínima de sellado se determina con el método de arranque (peel). Con el aparato de sellado HSG/ET de la entidad Brugger se producen muestras selladas en caliente (costura de sellado 20 mm x 150 mm), sellando una lámina a diferentes temperaturas con ayuda de dos mordazas selladoras calentadas a una presión de sellado de 15 N/cm^{2} y con una duración del sellado de 0,5 s. A partir de las muestras selladas se cortan tiras de prueba con una anchura de 15 mm. La resistencia de la costura de sellado en T, es decir la fuerza necesaria para separar las tiras de prueba, se determina con una máquina para pruebas de tracción con una velocidad de retirada de 200 mm/min, formando el plano de costura de sellado un ángulo recto con la dirección de la tracción.

La temperatura mínima de sellado es la temperatura a la que se consigue una resistencia de la costura de sellado de 0,5 N/15 mm.

Junto a ello - también según el método de arranque - se mide la fuerza de desgarramiento o rotura a una temperatura de sellado de 130ºC.

Carga estática de la lámina

La carga estática de la lámina se evalúa durante la producción directamente después de haberse abandonado el rodillo refrigerante con el medidor de campo de influencia EMF 57 de la entidad Eltex. Se mide en tal caso la intensidad de campo sobre la superficie de la lámina a lo largo de la anchura de la banda continua de lámina. El comportamiento estático de la lámina es aceptable, cuando detrás del rodillo de refrigeración el aumento de la intensidad de campo ya no es mayor que 10 KV/m.

Medición de la temperatura superficial de la película

La medición de la temperatura superficial de la película se efectúa mediante un aparato medidor de infrarrojos (IR).

Medición de la temperatura de la llama

A partir de la corriente de gas o aire (13) se desvía una pequeña cantidad y con ella se forma una llama comparativa. De esta llama comparativa se mide la temperatura de la llama con un termómetro de resistencia eléctrica.

El invento es explicado todavía con mayor detalle a continuación con ayuda de Ejemplos de realización.

Ejemplo 1

Mediante coextrusión y subsiguiente orientación escalonada en las direcciones longitudinal y transversal se produjo una lámina transparente de tres capas con constitución simétrica, que tenia un espesor total de 20 \mum. Las capas de cubierta tenían en cada caso un espesor de 0,6 \mum.

Capa de base A

99,10% en peso	de polipropileno isotáctico de la entidad Solvay con el nombre de marca ©Eltex PHP 405
0,15% en peso	de N,N-bis-etoxialquilámina
0,15% en peso	de amida de ácido erúcico

Capas de cubierta B

99,67% en peso	de un copolímero estadístico de etileno y propileno con un contenido en C_{2} de 4,5% en peso
0,33% en peso	de SiO_{2}como agente antiapelmazante con un tamaño medio de partículas de 4 \mum.

Las condiciones de producción en las etapas individuales del procedimiento son:

Extrusión:	Temperaturas: capa A	280ºC
	\hskip2cm capas B	280ºC
	Temperatura del rodillo de retirada	30ºC
Estiramiento longitudinal:
	Temperatura	130ºC
	Relación de estiramiento longitudinal	5
Estiramiento transversal:
	Temperatura	160ºC
	Relación de estiramiento transversal	10

Fijación:	Temperatura	140ºC
	Convergencia	15%

Una de las caras de la lámina (cara D) fue tratada previamente a presión con una llama. Los parámetros esenciales en el caso del tratamiento previo fueron:

Velocidad de la banda continua de lámina	230 m/min
Anchura de la banda continua de lámina	5 m
Caudal de paso del gas	170 m^{3}/h
Temperatura de la llama	750ºC
Anchura de rendija entre el quemador y el rodillo refrigerante	4 mm
Temperatura del rodillo refrigerante en su interior	10ºC
Temperatura superficial del rodillo refrigerante	19ºC
Temperatura de la lámina directamente detrás del rodillo refrigerante	23ºC

Como gas se utilizo un gas de ciudad usual. Las propiedades conseguidas de la lámina las reproduce la Tabla. En el caso de los anteriores datos del procedimiento, la tensión superficial de la cara tratada a la llama es de 39 N/mm.

Ejemplo 2

En comparación con el Ejemplo 1, en las capas de cubierta, en lugar del copolímero estadístico, se utilizó un terpolímero estadístico de etileno, propileno y butileno con un contenido en C_{2} de 3% en peso y un contenido en C_{4} de 8% en peso. Los parámetros modificados en el caso del tratamiento previo fueron:

temperatura del rodillo refrigerante en su interior	8ºC
temperatura superficial del rodillo refrigerante	17ºC
Temperatura de la lámina directamente detrás del rodillo refrigerante	21ºC

Ejemplo 3

En comparación con el Ejemplo 1, en las capas de cubierta, en lugar del copolímero estadístico, se utilizo el Tafmer XR 106 L (mezcla preparada de reactor a base de C_{2}C_{3}C_{4}y C_{3}C_{4}) que se sellaba a baja temperatura. Los parámetros modificados en el caso del tratamiento previo fueron:

Temperatura del rodillo refrigerante en su interior	3ºC
Temperatura superficial del rodillo refrigerante	12ºC
Temperatura de la lámina directamente detrás del rodillo refrigerante	15ºC

Ejemplo 4

En comparación con el Ejemplo 1, directamente después del tratamiento a la llama, la superficie de la lámina fue rociada con una neblina de agua (11) a través de un tubo rociador (10) (compárese la Figura 1).

Ejemplo comparativo 1

En comparación con el Ejemplo 1, se llevo a cabo en este caso el tratamiento a la llama con polarización.

Ejemplo comparativo 2

En comparación con el Ejemplo 1, se llevo a cabo en este caso el tratamiento a la llama a una temperatura del rodillo refrigerante de 40ºC. La cara D ya no es sellable.

Ejemplo comparativo 3

En comparación con el Ejemplo 1, se llevo a cabo en este caso el tratamiento a la llama con una disposición de quemadores situada debajo del rodillo refrigerante (4). En este caso aparece, de modo inadmisible, la formación de un condensado.

Claims

1. Procedimiento para el tratamiento de una superficie de lámina sellable, mediante una llama, caracterizado porque

a): se conduce una lámina a través de un rodillo refrigerante (4), y

b): por encima de este rodillo refrigerante (4)esta colocado un quemador (1), y

c): mediante este quemador (1) se genera una llama no polarizada, y

d): la lámina es enfriada a través del rodillo refrigerante (4) y eventualmente a través de dispositivos de refrigeración adicionales, de manera tal que la temperatura de la superficie de la lámina tratada a la llama, al abandonar el rodillo refrigerante (4), asciende a lo sumo a 25ºC.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de la superficie del rodillo refrigerante es menor que 20ºC, preferiblemente menor que 17ºC.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 y/o 2, caracterizado porque el rodillo refrigerante (4) es enfriado con agua o Frigen como medio de refrigeración, teniendo el medio de refrigeración una temperatura menor que 15ºC, preferiblemente menor que 12ºC.

4. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la llama no polarizada tiene una temperatura en el margen de 650 a 850ºC, preferiblemente de 700 a 800ºC.

5. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el enfriamiento adicional se efectúa mediante rociado de la lámina con un agente de refrigeración apropiado.

6. Procedimiento una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el agente de refrigeración es aire o una neblina de agua (11).

7. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el quemador (1) tiene por lo menos dos cámaras separadas y a través de una parte de las cámaras circula la mezcla gaseosa (14) que se ha de quemar y a través de las restantes cámaras circula un medio de refrigeración.

8. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la llama generada mediante combustión de la mezcla gaseosa es protegida con relación al medio de refrigeración circulante mediante un cuerpo moldeado laminar.

9. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la superficie sellable de la lámina tiene una temperatura mínima de sellado de 100 a 130ºC y la temperatura de la superficie de la lámina, al abandonar el rodillo refrigerante (4), es menor que 25ºC.

10. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la superficie de la lámina sellable tiene una temperatura mínima de sellado desde 70 hasta < 100ºC y la temperatura de la superficie de la lámina, al abandonar el rodillo refrigerante (4), es menor que 20ºC.

11. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la lámina es de múltiples capas y tiene una capa de base y por lo menos una capa de cubierta sellable.

12. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la capa de base contiene de 90 a 99 o en peso de un polímero de propileno y la capa de cubierta contiene de 90 a 100 o en peso de polímeros olefínicos con 2 a 10 átomos de carbono.

13. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los polímeros olefínicos son un copolímero de

: etileno y propileno o de

: etileno y butileno-1 o de

: propileno y butileno-1, o

un terpolímero de

: etileno, propileno y butileno-1, o

una mezcla de dos o mas de los mencionados homopolímeros, copolímeros y terpolímeros, o una mezcla preparada de dos o mas de los mencionados homopolímeros, copolímeros y terpolímeros mencionados, eventualmente mezclados con uno o varios de los mencionados homopolímeros, copolímeros y terpolímeros.

14. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la capa de cubierta tiene un espesor de 0,1 a 5 \mum, preferiblemente de 0,2 a 1,5 \mum.

15. Procedimiento para la producción de una lámina, en la cual las masas fundidas correspondientes a las capas individuales de la lámina son coextruidas a través de una boquilla de rendija ancha, la película de masas fundidas, así obtenida, se retira para su consolidación sobre uno o varios rodillo(s), a continuación la lámina se estira por lo menos monoaxialmente y con preferencia biaxialmente, se trata térmicamente y se trata a la llama, caracterizado porque la lámina es tratada a la llama según un procedimiento conforme a la reivindicación 1.

16. Utilización de una lámina producida según el procedimiento conforme a la reivindicación 15 como lámina para envasado.