ES2219009T3

ES2219009T3 - Pelicula de polietileno biorientada con una elevada velocidad de transmision de vapor de agua.

Info

Publication number: ES2219009T3
Application number: ES99917672T
Authority: ES
Inventors: Hans Joachim Pip; Rhonda Rogers Agent
Original assignee: ExxonMobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2004-11-16
Anticipated expiration: 2019-04-30
Also published as: DE69916467T2; JP2002515363A; WO1999059796A1; EP1112163A4; US6540949B2; CA2333196A1; AU3573999A; AR016478A1; DE69916467D1; BR9910507A; EP1112163A1; EP1112163B1; AU752568B2; CA2333196C; TW455534B; US20010017431A1

Abstract

Una película de polietileno biaxialmente orientada, que comprende: (a) una capa base que tiene una microestructura porosa y comprende polietileno y un agente de cavitación; (b) al menos una capa de un material para el control de la velocidad de transmisión de vapor de agua (WVTR) seleccionado de polietileno de alta densidad y polie- tileno de densidad media, en la que el material para el control de WVTR tiene una densidad no mayor que la del polietileno en la capa base, y en la que la capa base tiene una WVTR mayor que la WVTR de la película de polietileno biaxialmente orientada; y (c) al menos una capa de unión interpuesta entre la capa base y la capa de material para el control de WVTR y que está adherida coextensivamente a cada una de la capa base y a la capa de material para el con- trol de WVTR, y en la que la capa de unión se se- lecciona de polietileno de baja densidad y polietileno de densidad media.

Description

Película de polietileno biorientada con una elevada velocidad de transmisión de vapor de agua.

La invención se refiere a métodos para preparar películas de polímero. Específicamente, la invención se refiere a métodos para preparar películas de polietileno biorientadas que tienen altas velocidades de transmisión de vapor de agua (WVTR, por sus iniciales en inglés water vapor transmission rate).

Generalmente, en la preparación de una película a partir de una resina de polímero granular o peletizada, en primer lugar, el polímero se extruye para proporcionar una corriente de masa fundida de polímero y a continuación, el polímero extruído se somete al proceso de fabricación de películas. La fabricación de películas implica, típicamente, un número de etapas de procedimiento discretas, incluyendo la formación de película en masa fundida, enfriamiento rápido y bobinado. Para una descripción general de éstos y otros procesos asociados con la fabricación de películas, véase el trabajo de K.R. Osborn y W.A. Jenkins, Plastic Films: Technology and Packaging Applications, Tecnomic Publishing Co., Inc., Lancaster Pennsylvania (1992).

Una parte opcional en la fabricación de películas es un procedimiento conocido como "orientación". La "orientación" de un polímero hace referencia a su organización molecular, es decir, la orientación de las moléculas con respecto a cada una de ellas. Similarmente, el proceso de "orientación" es el proceso mediante el cual la direccionalidad (orientación) se impone sobre los ordenamientos poliméricos en la película. El proceso de orientación se emplea para impartir propiedades deseables a las películas, incluyendo hacer más tenaces las películas moldeadas (mayores propiedades de resistencia a la tracción). Dependiendo de si la película se fabrica mediante moldeo por colada en forma de película plana o mediante moldeo por soplado en forma de película tubular, el proceso de orientación requerirá procedimientos sustancialmente diferentes. Esto tiene relación con las diferentes características físicas que poseen las películas fabricadas mediante los dos métodos convencionales de fabricación de películas: moldeo por colada y moldeo por soplado. Generalmente, las películas moldeadas por soplado tienden a tener mayores propiedades de rigidez, tenacidad y de barrera. Por lo contrario, las películas moldeadas por colada tienen usualmente las ventajas de mayor transparencia, uniformidad de espesor y planicidad de la película, permitiendo generalmente usar una gama más amplia de polímeros y producir una película de mayor calidad.

La orientación se logra calentando un polímero a su temperatura de transición vítrea (T_{g}) o por encima, pero por debajo de su temperatura de fusión cristalina (T_{m}), estirando rápidamente a continuación la película. Durante el enfriamiento, el alineamiento molecular impuesto por el estiramiento compite favorablemente con la cristalización condensándose las moléculas de polímero estiradas en una red cristalina con dominios cristalinos (cristalitos) alineados en la dirección de la fuerza de estiramiento. Como regla general, el grado de orientación es proporcional a la cantidad de estiramiento e inversamente proporcional a la temperatura a la que se realiza el estiramiento. Por ejemplo, si un material base se estira al doble de su longitud original (2:1) a una mayor temperatura, la orientación en la película resultante tenderá a ser menor que la de otra película estirada en una relación 2:1, pero a una menor temperatura. Además, una mayor orientación también se correlaciona generalmente con un mayor módulo, es decir, mayor rigidez y resistencia medidas. Además, como regla general, una mayor orientación también se correlaciona generalmente con unos mayores valores WVTR para películas.

Anteriormente, mayores valores WVTR no han sido comercialmente deseables, puesto que las barreras al vapor de agua se prefieren en aplicaciones de protección. Típicamente, se consideran desventajosos los métodos de producción de películas cuya finalidad es la de limitar los valores WVTR y altos valores WVTR.

La solicitud WO 99/16617 describe una película de polietileno de alta densidad multilaminar que tiene alta orientación biaxial. La película incluye un sustrato de polietileno de alta densidad (HDPE, por sus iniciales en inglés high density polyethylene), al menos una capa externa de copolímero de propileno y al menos una capa de material promotor de adhesión colocado entre la capa externa y el HDPE para mediar eficazmente la adherencia entre ellas.

La solicitud WO 98/14491 describe una película de HDPE que tiene alta orientación biaxial. La película incluye HDPE, con una densidad de al menos 0,940 y un índice de fluidez en masa fundida de 0,5 a 10. La película se estira en la dirección (longitudinal) de máquina desde un grado de 5:1 a 8:1 y en la dirección (lateral) transversal a un grado de 6:1 a 15:1, preferiblemente, de 9:1 a 13:1. Las películas descritas tienen orientación desequilibrada, con un mayor grado de orientación transversal que de orientación de máquina. Pueden estar presentes capas superficiales, tales como capas termosellables.

En consecuencia, uno de los propósitos de esta invención, entre otros, es producir películas de polietileno biorientadas que tengan altos valores WVTR, proporcionando un método económico y relativamente no complicado de fabricar películas de polietileno que imparta superiores características a las películas, sin requerimiento de aditivos químicos, tales como agentes reticulantes y sin requerimiento de etapas de procesamiento suplementarias, tal como irradiación de la película.

Se ha descubierto ahora que estos y otros propósitos se pueden lograr mediante la presente invención, la cual proporciona métodos para producir películas de polietileno que tengan altas velocidades de transmisión de vapor de agua.

Los métodos proporcionan el moldeo por colada y luego la orientación biaxial de una lámina de polietileno, para obtener una película con un valor WVTR deseado. La lámina de polietileno comprende una capa base que comprende polietileno y un agente de cavitación y al menos una capa de un material para el control de WVTR que está adherida coextensivamente a un lado de la capa base. La lámina de polietileno está biaxialmente orientada por lo cual se proporciona una película de polietileno biorientada con la WVTR deseada y por lo cual la capa base tiene una microestructura porosa y una WVTR sustancialmente mayor que la WVTR deseada.

Preferiblemente, el polietileno de la capa base es un polietileno de densidad media (MDPE, por sus iniciales en inglés medium density polyethylene) o un polietileno de alta densidad (HDPE). Además, es preferible proporcionar el polietileno de la capa base en una cantidad suficiente para producir una capa base de la película que tenga un espesor de 21,6 a 27,9 \mum.

Asimismo, el material para el control de WVTR es un MDPE o un HDPE, teniendo dicho material para el control de WVTR una densidad no mayor que la del polietileno en la capa base. También, es preferible proporcionar el material para el control de WVTR en una cantidad suficiente para producir una capa para el control de WVTR en la película que tenga un espesor de 0,76 a 3,8 \mum.

Un método preferido de la presente invención proporciona la producción de una película a partir de una lámina de polietileno que tiene una estructura de tres capas. En particular, se proporciona para el moldeo y posteriormente para su orientación biaxial una lámina que tiene la primera y segunda capa de un material para el control de WVTR que está adherida coextensivamente al primer y segundo lado de la capa base.

Otro método preferido de la presente invención proporciona la producción de una película a partir de una lámina de polietileno que tiene una estructura de cinco capas. En particular, la lámina proporcionada para el moldeo comprende una capa base interpuesta entre dos capas de unión, en la que la primera capa de unión se interpone entre un lado de la capa base y una primera capa para el control de WVTR, por lo cual la primera capa de unión está adherida coextensivamente a la capa base y a la capa de material para el control de WVTR, y en la que la segunda capa de unión se interpone entre el otro lado de la capa base y una segunda capa para el control de WVTR por lo cual, la segunda capa de unión está adherida coextensivamente a la capa base y capa de para el control de WVTR.

Otro método de la presente invención proporciona la producción de una película a partir de una lámina que tiene una estructura en la que al menos una capa de unión se interpone entre la capa base y una capa para el control de WVTR, adhiriéndose coextensivamente la capa de unión a la capa base y a la capa para el control de WVTR. La capa para el control de WVTR comprende un material para el control de WVTR de HDPE o MDPE. Sin embargo, un método alternativo incluye proporcionar una capa para el control de WVTR que comprende un material para el control de WVTR de un copolímero de etileno-propileno o un terpolímero de etileno-propileno-butileno en el que la capa de unión comprende polietileno de baja densidad (LDPE, por sus iniciales en inglés low density polyethylene) o MDPE.

La presente invención proporciona métodos para producir películas de polietileno que tienen altos valores WVTR, opacidad, alta rigidez y resistencia a la humedad. Las películas también tienen excelentes características de permanencia de plegado que las hace adecuadas para el envasado de alimentos en operaciones de bolsa en caja realizadas por maquinarias de armado, llenado y sellado vertical (VFFS, por sus iniciales en inglés vertical, form, fill and seal). Estas propiedades hacen de estas películas una excelente alternativa al papel o celofán en aplicaciones en las que se requieren alta WVTR e insensibilidad de la película a la humedad.

Las realizaciones preferidas de ciertos aspectos de la invención se muestran en las figuras anexas, en las que:

La Figura 1, es una micrografía electrónica de barrido que muestra una vista de la sección transversal de una película convencional de polipropileno biorientada y cavitada.

La Figura 2, es una micrografía electrónica de barrido que muestra una vista de la sección transversal de una película preparada de acuerdo con la presente invención.

La presente invención proporciona métodos para producir películas de polietileno biorientadas que tienen una alta WVTR. Para poner en práctica los métodos de la presente invención, se debe proporcionar una lámina de polietileno que comprenda un núcleo o capa base y al menos una capa de material para el control de WVTR. En primer lugar, la lámina de polietileno se moldea por colada y a continuación se orienta biaxialmente dando como resultado una película que tiene una WVTR deseada. La película resultante tiene una capa base con una microestructura porosa y una WVTR sustancialmente mayor que la WVTR deseada.

La capa base comprende un polietileno y un agente de cavitación. Preferiblemente, el polietileno es un HDPE o un MDPE. La cantidad de polietileno proporcionada en la capa base antes de moldear la lámina de polietileno debe ser una cantidad suficiente para producir una capa base en la película que tenga un espesor de 12,7 a 50,8 \mum, preferiblemente de 21,6 a 27,9 \mum. Se debe advertir que cualquier valor de espesor proporcionado en la presente invención no representa el espesor adicional resultante de la cavitación.

La expresión "polietileno de alta densidad" (HDPE) como se utiliza en la presente invención, se define como un polímero que contiene etileno con una densidad de 0,940 o mayor (la densidad (d) se expresa como g/cm^{3}). Generalmente, aunque el HDPE con una densidad mayor que 0,940 es aceptable para usar, se prefiere el HDPE con una densidad de 0,940 porque la WVTR disminuye a medida que aumenta la densidad del HDPE, es decir, la resistencia a la tracción del HDPE aumenta, cuando aumenta la densidad del HDPE. Un HDPE particularmente adecuado para usar con los métodos de la presente invención es la resina M6211 vendida por Equistar. Otro HDPE particularmente adecuado es la resina HDZ128 vendida por Exxon. Otras resinas de HDPE particularmente adecuadas incluyen, por ejemplo, BDM 94-25 disponible de Fina Oil and Chemical Co., Dallas, TX, y 19C y 19F disponible de Nova Corporation, Sarnia, Ontario, Canadá.

La expresión "polietileno de densidad media" (MDPE) como se utiliza en la presente invención se define como un polímero que contiene etileno que tiene una densidad de 0,926 a 0,940. El MDPE, es de fácil disponibilidad, por ejemplo, Dowlex^{TM} 2038 o Dowlex^{TM} 2027A de The Dow Chemical Company.

Como se mencionó antes, se proporciona un agente de cavitación en la capa base. Dichos agentes se añaden típicamente al núcleo o capa base antes de la extrusión y son capaces de generar huecos (cavidades) en la estructura de la película durante el proceso de fabricación de películas. Se cree que pequeñas faltas de homogeneidad introducidas en la capa núcleo por el agente de cavitación da como resultado puntos de debilidad en la lámina de polietileno. La etapa de orientación biaxial induce por lo tanto a desgarramientos de la capa núcleo, causando la formación de cavidades en la película procesada. Los desgarramientos en la capa núcleo varían de tamaño y no sólo se forman horizontalmente, es decir, dentro o en paralelo al plano de la película, sino también en la dimensión vertical o perpendicular al plano de la película.

Se puede utilizar cualquier agente de cavitación adecuado. Un agente de cavitación especialmente preferido el cual se puede utilizar para poner en práctica los métodos de la presente invención es carbonato de calcio (CaCO_{3}). También, se pueden utilizar otros agentes de cavitación. Igualmente se conocen agentes de cavitación orgánicos, pero generalmente se prefieren menos debido a su limitado intervalo de temperatura de funcionamiento. Sin embargo, dichos agente de cavitación orgánicos pueden ser útiles si se dividen en partículas extremadamente finas y son bien sea, resistentes a la fusión a temperaturas de funcionamiento o producen una falta de homogeneidad adecuada en la lámina de polietileno. Se pueden incluir agentes de cavitación utilizando métodos conocidos en la técnica. En consecuencia, en los métodos de la invención en los cuales se emplea un agente de cavitación, se pueden incluir en la capa base CaCO_{3}, poliestireno y otros agentes de cavitación.

El porcentaje de agente de cavitación incluido en la capa base puede depender de la WVTR deseada. En particular, si se desea una mayor WVTR se puede incluir, por tanto, más agente de cavitación en la capa base. Generalmente, la capa base puede incluir de 1% en peso a 30% en peso de un agente de cavitación. Es preferible, sin embargo, que la capa base incluya de 3% en peso a 10% en peso de un agente de cavitación.

La capa para el control de WVTR incluye un material para el control de WVTR. Dada las dimensiones típicamente pequeñas de la capa para el control de WVTR, el material para el control de WVTR tendrá un WVTR menor que la WVTR neta de la película y sustancialmente menor que la WVTR de la capa base de polietileno cavitada. Los materiales para el control de WVTR incluyen MDPE o HDPE. El material para el control de WVTR puede tener una densidad tan alta como la del polietileno de la capa base. La cantidad de material para el control de WVTR incluido en la capa para el control de WVTR antes del moldeo por colada de la lámina de polietileno, debe ser una cantidad suficiente para producir una capa para el control de WVTR en la película que tenga un espesor de 0,25 \mum a 6,25 \mum, preferiblemente de 0,76 \mum a 3,8 \mum.

Se produce una película mediante los métodos de la presente invención utilizando un aparato convencional de moldeo por colada. Por ejemplo, la extrusión de películas planas se logra, generalmente, utilizando un sistema normal de múltiples rodillos o un rodillo moldeador con una tapa de aire (aire a alta velocidad aplicado al exterior de la lámina). Otro aparato para el moldeo por colada que es también útil, es el formado por un sistema de rodillo moldeador y baño de agua, aunque este tipo de sistema puede afectar la transparencia de la película produciendo, generalmente, una película más áspera y más opaca.

Una película de polietileno preparada de acuerdo con la presente invención está orientada biaxialmente. La orientación biaxial se emplea para distribuir uniformemente las cualidades de resistencia de una película en la "dirección de la máquina" o longitudinal (MD, por sus iniciales en inglés machine direction) y en la "dirección transversal" o lateral (TD, por sus iniciales en inglés transverse direction) de la película. Las películas biaxialmente orientadas tienden a ser más rígidas y resistentes, y también muestran una resistencia mucho mejor contra las fuerzas de flexión y doblamiento, dando lugar a una mayor utilidad en aplicaciones de envasado.

La orientación biaxial se puede realizar simultáneamente en ambas direcciones, aunque es costoso emplear un aparato que tenga la capacidad para hacer esto. Por lo tanto, la mayoría de procesos de orientación biaxial utiliza aparatos que estiran la película de manera secuencial, en primer lugar en una dirección y después en la otra. Un típico aparato estirará una película en primer lugar en la MD y después en la TD. El grado al que se puede estirar una película depende de factores que incluyen, por ejemplo, el polímero a partir del cual se fabrica una película.

Una película de acuerdo con la presente invención se fabrica de polietileno y se puede estirar a un grado relativamente alto. En particular, una película se puede estirar en la MD a un grado de 5:1 a 8:1 y en la TD a un grado de 6:1 a 15:1. Sin embargo, como regla general cuanto mayor sea el grado de estiramiento tanto en la MD como en la TD, mayor será la WVTR de la película resultante. Otro factor de la etapa de orientación biaxial que puede influir sobre la WVTR en la película resultante es la temperatura de estiramiento. Como se muestra a continuación en el Ejemplo 3, la WVTR de la película resultante se puede aumentar orientando biaxialmente una película a una menor temperatura de estiramiento.

Se pueden producir varias realizaciones de películas de polietileno mediante los métodos de la presente invención. Un ejemplo de realización de una película producida por los métodos proporcionados por la invención tiene una capa base de HDPE y CaCO_{3}. La capa base se interpone entre dos capas para el control de WVTR, cada una de las cuales comprende MDPE. Se proporcionan cantidades suficientes de HDPE, CaCO_{3} y material para el control de WVTR antes del moldeo de la lámina de polietileno para producir una capa base de la película que tiene un espesor de 21,6 a 27,9 \mum y capas para el control de WVTR cada una con un espesor de 0,76 \mum a 3,8 \mum.

Otro ejemplo de realización incluye una capa base que comprende MDPE y CaCO_{3}. En esta realización la capa base también se interpone entre dos capas para el control de WVTR y se proporciona una cantidad suficiente de MDPE y CaCO_{3} antes del moldeo de la lámina de polietileno para producir una capa base de la película que tiene un espesor de 21,6 a 27,9 \mum. También se proporciona una cantidad suficiente de material para el control de WVTR para producir capas para el control de WVTR que tienen un espesor de 0,76 \mum a 3,8 \mum. Las capas para el control de WVTR pueden ser del mismo o diferentes materiales según se desee. Esta película puede ser preferible en algunas aplicaciones puesto que es menos rígida y se arruga menos que películas que tienen una capa base que incluye HDPE. Además, la película tiene propiedades de desgarramiento unidireccional en la dirección de máquina.

Otro ejemplo de realización es una estructura de cinco capas que comprende una capa base de HDPE y CaCO_{3}. La capa base se interpone entre dos capas de unión; cada capa de unión está adherida coextensivamente a un lado de la capa base. Además, una de las capas de unión está adherida coextensivamente a una primera capa externa de un material para el control de WVTR y la otra capa de unión está adherida coextensivamente a una segunda capa externa de un material para el control de WVTR.

Las capas de unión de esta estructura de cinco capas comprenden MDPE o HDPE. Las condiciones de proceso, sin embargo, pueden garantizar el uso de una capa de unión que comprende HDPE y CaCO_{3} si además se desea cavitación. Además, las dos capas de unión pueden ser del mismo o diferentes materiales según se desee. Las capas externas de la estructura de cinco capas comprenden MDPE y material para el control de WVTR. El resultado del moldeo por colada y de orientar biaxialmente una lámina que tiene esta estructura de cinco capas es una película rígida y opaca con un brillo de 25% y características parecidas a las del papel.

Otro ejemplo más de realización es una estructura de cinco capas que comprende una capa base de HDPE y CaCO_{3}. La capa base se interpone entre dos capas de unión; cada capa de unión está adherida coextensivamente a un lado de la capa base. Además, una de las capas de unión está adherida coextensivamente a una primera capa externa de un material para el control de WVTR y la otra capa de unión está adherida coextensivamente a una segunda capa externa de un material para el control de WVTR.

Las capas de unión de esta estructura comprenden un polietileno de baja densidad o un MDPE para asegurar una buena adherencia superficial. Las capas de unión pueden ser del mismo o diferentes materiales según se desee. El material para el control de WVTR de la primera y segunda capas externas puede ser un copolímero de etileno-propileno o un terpolímero de etileno-propileno-butileno. Las capas para el control de WVTR pueden ser del mismo o diferentes materiales según se desee. El resultado del moldeo por colada y de orientar biaxialmente una lámina que tiene esta estructura de cinco capas es una película con un alto brillo de 60% en la que el material para el control de WVTR es un copolímero de etileno-propileno o un terpolímero de etileno-propileno-butileno. Además, la película resultante de cinco capas es parecida al papel, opaca y rígida haciéndola atractiva para usar en revestimientos internos de cajetillas de cigarrillos en los que reemplazaría a un papel o papel metalizado o un estratificado de papel/hoja de aluminio.

Aunque estas y otras realizaciones se pueden producir de acuerdo con los métodos de la presente invención, se debe advertir que otras varias estructuras de películas que tienen múltiples capas con composiciones y espesores diversos se pueden producir con una deseada WVTR de acuerdo con la presente invención.

Las películas de la presente invención se pueden revestir para mejorar la humectabilidad de la película, la adherencia entre capas y la receptividad a la tinta. Se pueden utilizar tratamientos convencionales para revestir estas películas.

Las películas producidas de acuerdo con los métodos de la presente invención son útiles en numerosas aplicaciones, tales como envasado de alimentos y en particular, envasado de alimentos en el que se desea una alta WVTR, tales como, el envasado de productos de queso. Adicionalmente, estas películas son ventajosas para usar en revestimientos internos de cajetillas de cigarrillos, como envoltorio externo para mantequilla, chocolate, caramelos, etc., y como envoltorio para retorcer.

Se realizaron una serie de experimentos para ilustrar las características y ventajas de la presente invención. Varias de las condiciones de fabricación fueron comunes para cada caso. Por ejemplo, se moldeó por colada una lámina de polietileno a una temperatura entre 71,1ºC y 82,2ºC dependiendo del espesor de la lámina, es decir, la temperatura de moldeo fue mayor para láminas más gruesas. Además, la orientación se realizó utilizando un equipo convencional para la orientación en cada caso. También, cada película se estiró en la dirección de máquina a una temperatura de 118,3-121,1ºC y en la dirección transversal a 127,8ºC.

Ejemplo 1

Haciendo referencia ahora a las Figuras 1 y 2, la cavitación de una película de acuerdo con la presente invención da como resultado un sorprendente aumento de la WVTR de la película. La Figura 1 es una micrografía electrónica de barrido que muestra una sección transversal a través de una película de polipropileno biorientado cavitado convencional (OPP). La capa núcleo de la película contiene 5% de CaCO_{3} como agente de cavitación. Es evidente que la cavitación introducida dentro de esta película OPP está exclusivamente dentro del plano definido por la película. Virtualmente, no se evidencia ninguna abertura de la película en la dimensión normal al plano de la película (vertical). La estructura física de la cavitación en el polipropileno se refleja en el efecto mínimo sobre la WVTR de la película. Típicamente, la cavitación en películas OPP aumenta la WVTR en no más de 10%.

Por contraste, la Figura 2 es una micrografía electrónica de barrido que muestra una sección transversal a través de una película preparada de acuerdo con un método de la presente invención. Esta película tiene una capa núcleo de HDPE que contiene 5% de CaCO_{3} como agente de cavitación. Mediante la Figura 2 está claro que la cavitación introducida dentro la capa núcleo incluye no sólo la abertura en el plano de la película que es consistente con la cavitación observada en polipropileno, sino que también contiene un significativo y sorprendente grado de abertura en la dimensión vertical. Se observa que esta inesperada abertura vertical en la estructura de la película se correlaciona con aumentos extraordinarios en la WVTR de la capa núcleo. Se ha encontrado que esta característica de las películas de la invención permite la selección de un amplio intervalo de valores WVTR para la película mediante el proceso de proporcionar una o más capas para el control de WVTR para limitar la WVTR neta de la película resultante.

Ejemplo 2

La Tabla I muestra la estructura de una película producida de acuerdo con un método de la presente invención. La película tiene una inesperadamente alta WVTR mayor que 3,0g/645,2cm^{2}\cdotdía.

TABLA I

Capas (desde arriba hacia abajo)	Composición de la capa	Espesor de la capa/micrómetros
Externa	MDPE	0,762
De unión	MDPE	2,54
Núcleo	HDPE+ CaCO_{3}	22,6
De unión	HDPE+ CaCO_{3}	2,54
Externa	MDPE	0,762

Se debe advertir que el lado superior de esta estructura de la película es el lado de la superficie de colada y el lado inferior de la estructura de la película es el lado de la cuchilla neumática. También el espesor de cada capa no representa ningún espesor adicional resultante de la cavitación.

El porcentaje de agente de cavitación en la capa núcleo y la capa de unión en el lado de la cuchilla neumática de la película es de 5% a 10% de la capa. Para aumentar la WVTR, se puede añadir más agente de cavitación a cualquiera o a ambas capas que contienen agente de cavitación. Adicionalmente, se puede añadir agente de cavitación a la capa de unión en el lado de la superficie de colada para aumentar la WVTR. Este ejemplo en particular incluye MDPE en la capa de unión en el lado de la superficie de colada para reducir la WVTR.

La WVTR de una película se puede aumentar o disminuir variando las condiciones físicas con respecto al proceso de fabricación de películas. Por ejemplo, reduciendo el espesor de las capas no cavitadas se aumenta la WVTR. Del mismo modo, reduciendo la densidad de la resina de las capas no cavitadas se aumenta la WVTR de la película. La WVTR también se puede aumentar utilizando menores temperaturas de estiramiento como se muestra en el Ejemplo 3 a continuación, o utilizando mayores relaciones de estiramiento en las direcciones de máquina o transversal.

Con respecto a la película resultante de este ejemplo, la WVTR es mucho más alta de lo anticipado. Otros atributos físicos de la película incluyen un brillo de 25% y una relación de transmisión de luz de 20%. El calibre óptico es de 50,8 \mum y el espesor medido por calibrador "polygauge" es de 29,2 \mum.

Ejemplo 3

Las estructuras de películas descritas en la Tabla II muestran que la WVTR aumenta cuando se realiza el estiramiento a menores temperaturas y cuando las estructuras están más cavitadas.

TABLA II

Muestra	Capa 1	Capa 2	Capa 3	Capa 4	Capa 5	WVTR
1	0,762	2,54	22,6	2,54	0,762	1,00
	MDPE	HDPE	HDPE	HDPE	MDPE
+7% CaCO_{3}
2	0,762	2,54	22,6	2,54	0,762	2,05
	MDPE	HDPE	HDPE	HDPE	MDPE
+7% CaCO_{3}
3	0,762	2,54	22,6	2,54	0,762	0,88
	MDPE	HDPE	HDPE	HDPE	MDPE
+7% CaCO_{3}
4	0,762	2,54	22,6	2,54	0,762	2,93
	MDPE	MDPE	HDPE	HDPE	MDPE
+7% CaCO_{3}
5	0,762	2,54	22,6	2,54	0,762	14,01
	MDPE	HDPE	HDPE	HDPE	MDPE
+7% CaCO_{3}+7% CaCO_{3}+7% CaCO_{3}

El espesor de las capas de HDPE y MDPE en la tabla anterior se expresa en micrómetros. Además, la WVTR se expresa en la tabla anterior en g/645,2cm^{2}\cdotdía.

Las Muestras 1 y 3 se produjeron bajo condiciones similares para establecer una WVTR constante para la comparación con los valores WVTR resultantes de diferentes condiciones físicas. Comparando la WVTR de las Muestras 1 y 3 con la de la Muestra 2 se observa fácilmente que una menor temperatura de estiramiento causó un aumento en la WVTR de la Muestra 2.

La Muestra 4 se realizó en condiciones similares a las de la Muestra 1 y 3 excepto que la capa 4 de la Muestra 4 estaba cavitada. El aumento resultante en la WVTR del Ejemplo 4 comparado con los Ejemplos 1 y 3 indica que la WVTR aumenta a medida que una película está más cavitada.

El resultado en la Muestra 5 además apoya la aserción derivada de la comparación de la Muestra 4 con respecto a las Muestras 1 y 3. En particular, las capas de unión 2 y 4 de la Muestra 5 estaban cavitadas y la WVTR resultante fue mucho mayor que la WVTR que la de las Muestras 1 y 3. Claramente, el aumento de la cavitación de una película da como resultado mayores valores WVTR.

Ejemplo 4

La Tabla III muestra estructuras de películas de tres capas resultantes de las condiciones de proceso diferentes a las utilizadas en obtener los resultados de la Tabla II. En particular, los resultados de la Tabla III muestran que la WVTR aumenta a medida que aumenta la cavitación, independientemente del agente de cavitación utilizado.

TABLA III

Muestra	Capa 1	Capa 2	Capa 3	WVTR
5	4,3 MDPE	20,6 HDPE (resina M6211)	4,3 MDPE	0,2
6	4,3 MDPE	20,6 HDPE +7% CaCO_{3}	4,3 MDPE	4,0
7	4,3 MDPE	20,6 HDPE +7% CaCO_{3}	4,3 MDPE	7,2
8	4,3 MDPE	20,6 HDPE +7% Epostar	4,3 MDPE	5,2
		MA1002

El espesor de las capas de HDPE y MDPE en la tabla anterior se expresa en \mum. Además, la WVTR se expresa en la tabla anterior en g/645,2cm^{2}\cdotdía.

La muestra 5 y Muestras 6 y 7 se pueden comparar para probar claramente que la cavitación aumenta la WVTR de una película. En particular, la Muestra 5 la cual no está cavitada tuvo una WVTR resultante de 0,2 g/645,2cm^{2}\cdotdía mientras que, las Muestras 6 y 7 cada una de las cuales tiene una capa núcleo cavitada tuvieron WVTR resultantes de 4,0 g/645,2cm^{2}\cdotdía y 7,2 g/645,2cm^{2}\cdotdía, respectivamente.

La Muestra 8 se puede comparar con las Muestras 6 y 7 para ilustrar que se pueden utilizar otros agentes de cavitación diferentes al carbonato de calcio (CaCO_{3}) para obtener resultados similares. En particular, se utilizó Epostar MA 1002 como agente de cavitación en la Muestra 8. La WVTR resultante de 5,2 g/645,2cm^{2}\cdotdía en la Muestra 8 apoya claramente la noción de que se pueden utilizar otros agentes de cavitación diferentes al carbonato de calcio (CaCO_{3}) en los métodos de la presente invención.

Claims

1. Una película de polietileno biaxialmente orientada, que comprende:

(a): una capa base que tiene una microestructura porosa y comprende polietileno y un agente de cavitación;

(b): al menos una capa de un material para el control de la velocidad de transmisión de vapor de agua (WVTR) seleccionado de polietileno de alta densidad y polietileno de densidad media, en la que el material para el control de WVTR tiene una densidad no mayor que la del polietileno en la capa base, y en la que la capa base tiene una WVTR mayor que la WVTR de la película de polietileno biaxialmente orientada; y

(c): al menos una capa de unión interpuesta entre la capa base y la capa de material para el control de WVTR y que está adherida coextensivamente a cada una de la capa base y a la capa de material para el control de WVTR, y en la que la capa de unión se selecciona de polietileno de baja densidad y polietileno de densidad media.

2. La película de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el polietileno en la capa base se selecciona de polietileno de alta densidad y polietileno de densidad media.

3. La película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la capa de unión comprende un agente de cavitación.

4. La película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el agente de cavitación comprende carbonato de calcio.

5. La película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la capa de material para el control de WVTR tiene un espesor entre 0,25 \mum y 6,25 \mum.

6. La película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la capa base tiene un espesor entre 12,7 \mum y 50,8 \mum.

7. La película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la capa para el control de WVTR tiene una WVTR menor que la WVTR neta de la película.

8. La película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:

(i): una capa externa de un material para el control de WVTR a cada lado de la capa base, y;

(ii): capas de unión interpuestas entre la capa base y cada capa externa y adheridas coextensivamente a la capa base y a cada capa externa, en la que al menos una de las capas de unión se selecciona de polietileno de baja densidad y polietileno de densidad media.

9. El uso de una película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en revestimientos internos de cajetillas de cigarrillos, envoltorio externo para mantequilla, chocolate y/o caramelos, envoltorio para retorcer.

10. Un método para producir una película, que comprende:

(a): moldear por colada una película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, y;

(b): orientar biaxialmente la película.