ES2227532T3 - Pelicula de poliolefina de multiples capas, proceso de fabricacion y utilizacion. - Google Patents

Abstract

SE DESCRIBE UNA LAMINA DE MULTIPLES CAPAS DE POLIOLEFINA ORIENTADA. ABARCA UNA CAPA BASICA DE POLIOLEFINA Y AL MENOS UNA CAPA DE CUBIERTA CON CAPACIDAD DE SELLADO. LA CAPA DE CUBIERTA CON CAPACIDAD DE SELLADO CONTIENE 0,01 HASTA 1 % EN PESO, CON RESPECTO AL PESO DE LA CAPA DE CUBIERTA, DE PARTICULAS CERAMICAS APROXIMADAMENTE EN FORMA ESFERICA. SE DESCRIBE TAMBIEN UN PROCESO PARA LA ELABORACION DE LA LAMINA ASI COMO SU UTILIZACION.

Description

Película de poliolefina de múltiples capas, proceso de fabricación y utilización.

El invento se refiere a una película de poliolefina de múltiples capas que comprende una capa base y por lo menos una capa de recubrimiento sellable. Las películas se caracterizan por una turbidez baja, un alto brillo y un coeficiente de rozamiento reducido.

En el estado de la técnica se describen películas transparentes con un coeficiente bajo de rozamiento. Los requerimientos a la capacidad de las películas y su capacidad de paso en máquinas automáticas has subido constantemente a lo largo de los años. Por esta razón se exigen unos coeficientes de rozamiento cada vez más bajos, entendiéndose hoy en día bajo el concepto "bajo" un rango de valores de 0,3 a 0,1, siendo válida por contra hace algunos años una rozamiento de 0,4 a 0,5.

La DE-A-2001032 describe unas películas de distintos materiales termoplásticos cuyas propiedades están mejoradas mediante la adición de amidas de ácido carbónico y agentes lubricantes. Como en las capas exteriores solamente, no se puede aplicar una cantidad adecuada de agentes lubricantes, se recomienda la aplicación adicional de las amidas en la capa exterior. Estas películas tienen un coeficiente de rozamiento en el rango de 0,4 a 0,8 y con ello ya no se corresponden con los requerimientos actuales de calidad.

La US-A-4,117,193 describe unas películas de múltiples capas de una capa de base de polipropileno, que contiene unos agentes lubricantes y un agente antibloqueo y un agente antiestático. La capa de cubrición de estas películas se compone de una mezcla de polímero y adicionalmente un agente lubricante y un agente antibloqueo. La mezcla de polímero se compone de un copolímero de etileno-butileno y una resina poliolefínica tal como HDPE Y LPDE. Se describe que las débiles propiedades lubricantes de las películas no pueden mejorarse lo bastante solamente mediante la adición de agentes lubricantes y antibloqueo. Por esta razón la capa de cubrición se modifica mediante la adición de HDPE y LDPE en combinación con un agente lubricante y antibloqueo. La reducción del coeficiente de rozamiento es causada según los ejemplos y ejemplos comparativos fundamentalmente por la adición de HDPE. Las capas de copolímero puras con similar composición de aditivos muestran un coeficiente de rozamiento de 0,7 a 0,8. Las películas combinan unos excelentes coeficientes de rozamiento con una buena facilidad de impresión. Estas sin embargo necesitan importantes mejoras en cuanto a la turbidez y el brillo, debido a la adición de resina polilefínica que reduce la rozamiento.

La EP-A-0402100 describe películas de polipropileno, que contienen 0,01 a 0,5% en peso de un SiO_{2} y 0,3 a 5% de una glicérida de ácido graso hidróxico. Este invento se refiere a películas de una capa y de varias capas. Las modalidades de varias capas muestran tanto en la capa exterior como en la capa base la combinación de SiO_{2}y glicerida. Se describe que las cantidades de SiO_{2} y glicerida fundamentalmente son para las propiedades ventajosas de las películas y que unas desviaciones de estos rangos ya no conducen al resultado esperado. Las películas se caracterizan por una buena transparencia, capacidad lubricante y adhesividad al metal. Estas muestran sin embargo tras un tiempo de almacenaje largo un recubrimiento en la superficie que afecta mucho a la apariencia de las películas. Este efecto se conoce como "blooming" y es causado por la migración de determinados aditivos, especialmente de los glicéridos en la superficie de las películas.

La EP-A-0 182 463 describe una película de varias capas que contiene 0,05 a 0,2% en peso de una amina alifática terciaria en la capa base y una combinación de aceite de silíceo y SiO_{2}, en la capa exterior sellable. Según la descripción se obtiene mediante la cooperación sorprendente de SiO_{2}, aceita de silicona y amina en unión con un espesor selecto de capa exterior de menor a 0,8 \mum películas con un coeficiente de rozamiento de 0,3 y menos. A pesar de estos excelentes coeficientes de rozamiento las propiedades de elaboración son bastante deficientes. Especialmente, esta no es imprimible y por ello no es adecuada para muchas aplicaciones.

La EP-A-0 143 130 describe películas que contienen una amida de ácido de carbono en la capa base y también una combinación de aceite de silicona y SiO_{2} en la capa exterior. De modo parecido a la EP-A-0 182 463 se describe un efecto sinérgico de los componentes seccionados sobre el coeficiente de rozamiento. También estas películas son en su elaboración deficientes aunque muestran una capacidad de deslizamiento ventajosa. A estas también les falta la importante característica de la imprimibilidad.

La EP-A-0 242 055 describe el empleo de un polvo de resina de siloxano orgánico con una estructura reticular como medio antibloqueo en las películas. Tanto la resina de silicona como el polímero de propileno son aplicados en forma de un polvo que se compone en parte de partículas con una forma casi esférica, caracterizándose esta forma de partícula por una ecuación correspondiente para el grado real esférico. Las películas deben de haberse mejorado frente al estado de la técnica en cuanto a su transparencia, propiedades antibloqueo, facilidad de deslizamiento y en cuanto a su apariencia óptica. La mezcla de agentes antibloqueo de propileno puede también emplearse como material de capa exterior para películas de varias capas coextruidas. Estas películas coextruídas de múltiples capas son no obstante mejorables en cuanto a su transparencia y sus valores de brillo, especialmente cuando las capas de cubrición se aplican con los habituales grosores de capa de 0,5 \mum. A parte, este medio antibloqueo es mucho mas caro que los habituales medios antibloqueo.

La solicitud de patente alemana P 43 06 154.0 describe el empleo de un SiO_{2}recubierto como agente antibloqueo en películas sellables. Se han mejorado el coeficiente de rozamiento y el comportamiento de elaboración de la película. Este documento no obstante no dice nada acerca de la forma espacial de las partículas antibloqueo.

La EP-A 0 353 368 describe el uso del polvo de resina de siloxano descrito en la EP-A-0 242 055 conjuntamente con un glicérido de ácido graso de hidróxido. Estas películas son especialmente adecuadas para vaporizaciones en vacío, sin embargo son muy deficientes en cuanto a brillo y transparencia.

En la aplicación de las reglas conocidas se ha mostrado que los agentes antibloqueo conocidos en parte tienen unos efectos desventajosos sobre ciertas características de la película. Debido al agente antibloqueo la transparencia y el brillo de la película se ven afectadas. El mejoramiento de la rozamiento es factible por lo general con una elevación de la rugosidad de superficie. Si se dispone de SiO_{2} como agente antibloqueo, esto conduce en la fabricación de las películas a que se acumulen restos en el labio de la tobera y con ello al desgastamiento sobre los rodillos. Por ello se deben de limpiar frecuentemente y los rodillos y los labios de las toberas, ya que la película de no ser así no corre bien durante el proceso de producción y los residuos sobre el labio de la tobera conducen a que la película se raye. Además aparecen problemas en el tratamiento de corona. En los sitios del rodillo en los que se ha pegado el SIO2 el tratamiento de corona lo perfora y se produce el no deseado y así denominado efecto de cara posterior, con lo que al seguirse elaborando la película como por ejemplo al imprimir y metalizar aparecen unos desperfectos dignos de reclamación.

El objeto del presente invento está en evitar las desventajas de las películas ya descritas en el anterior estado de la técnica. En particular se debe hacer disponible una película de varias capas que se caracterice por una combinación de las siguientes propiedades.

\bullet

un alto brillo

\bullet

una baja turbidez

\bullet

un coeficiente bajo de rozamiento

\bullet

una baja rugosidad de superficie

El problema en el que se basa el invento se soluciona mediante una película de varias capas del tipo descrito al principio cuya característica principal consta en que la capa exterior termosellable contiene 0,01 a 1% en peso respecto al peso de la capa exterior unas partículas de forma casi esférica.

La capa de base de la película de varias capas contiene fundamentalmente una poliolefínica, preferentemente un polímero de propileno, y en su caso otros aditivos añadidos en unas cantidades respectivamente efectivas. Por lo general la capa de base contiene por lo menos un 50% en peso, preferentemente 75 a 100% en peso, especialmente 90 a 100% en peso del polímero de propileno.

El polímero de propileno contiene por lo general de 90 a 100% en peso, preferentemente de 95 a 100% en peso, especialmente 98 a 100% en peso de propileno y posee por lo general un punto de fusión de 120ºC y mas, preferentemente 150 a 170ºC, y por lo general un índice de flujo de fusión de 0,5g/10 min. a 8g/10 min., preferentemente 1g/10 min. a 5g/10 min., a 230ºC y una fuerza de 21,6 N (DIN 53 735), de homopolímero isotáctico de propileno con una parte proporcional atáxica de 15% en peso y menos, copolímeros de etileno y propileno con un contenido de etileno de 10% en peso o menos, copolímeros de propileno con C_{4}-C_{8}-\alpha-olefinas con un contenido de \alpha-olefinas de 10% en peso o menos, terpolímeros de propileno, etileno y butileno con un contenido de etileno de 10% en peso o menos, y con un contenido de butileno de 15% en peso o menos representan polímeros preferentes para la capa interna, prefiriéndose especialmente homopolímero isotáctico de propileno. Los porcentajes en peso se refieren al respectivo polímero

Por lo demás es apropiada una mezcla de los mencionados homo- co- y/o terpolímeros de propileno y otras poliolefinas, especialmente monómeros con 2 a 6 átomos de carbono, conteniendo en ello la mezcla por lo menos 50% en peso, especialmente por lo menos 75% de polimerizado de propileno. Otras poliolefinas adecuadas en la mezcla de polímero son polietilenos, especialmente HDPE, LDPE y LLDPE, no sobrepasando en ello la parte proporcional de estas poliolefinas respectivamente 15% en peso, respecto a la mezcla de polímero.

Por lo general la capa básica puede contener agentes lubricantes, antiestáticos, estabilizadores y/o neutralizadores en cantidades respectivamente efectivas, así como en su caso resina de hidrocarburo.

En una modalidad blanca u opaca, o bien blanca / opaca la capa base contiene adicionalmente pigmentos o partículas iniciadoras de vacuolas, o bien una combinación de estas. Tales películas tienen una transparencia de luz según ASTM-D 1033-77 de máximo 50%, preferentemente de máximo 70%.

Los pigmentos comprenden aquellas partículas que esencialmente no conducen al estirar la película a la formación de vacuolas. El efecto colorante de los pigmentos muchas veces es producido por las partículas mismas. El concepto de "pigmento" está ligado por l general a un tamaño de partícula de 0,01 a como máximo 1 \mum y comprende tanto los denominados "pigmentos blancos" que le dan a la película un color blanco, como también los "pigmentos de color" que le dan a la película unos colores variados o negro. Generalmente el diámetro de partícula medio de los pigmentos se sitúa en la escala de entre 0,01 a 1 \mum, preferentemente 0,01 a 0,7 \mum, especialmente de 0,01 a 0,4 \mum. La capa base contienen pigmentos por lo general en una cantidad de 1 a 25% en peso, especialmente de 2 a 20% en peso, preferentemente de 5 a 15% en peso, respecto la capa base respectivamente.

Son pigmentos habituales los materiales como por ejemplo el óxido de aluminio, sulfato de aluminio, sulfato de bario, carbonato de calcio, carbonato de magnesio, silicatos tales como el silicato de aluminio (arcilla de caolina) y silicato de magnesio (talco), dióxido de silicio y dióxido de titanio, entre los que se aplican preferentemente pigmentos blancos como el carbonato de calcio, dióxido de silicio, dióxido de titanio y sulfato de bario.

Las partículas de dióxido de titanio se componen de por lo menos 95% en peso de rutilo y preferentemente se aplican con un recubrimiento de óxidos inorgánicos, como se emplea habitualmente como recubrimiento para pigmento blanco TiO_{2} en papeles o pinturas para mejorar la autenticidad de la luz. A los medios inorgánicos especialmente apropiados pertenecen los óxidos de aluminio, silíceo, zinc o magnesio o mezclas de dos o varias de estos enlaces. Estos son precipitados a la suspensión acuosa desde enlaces solubles en agua, por ejemplo aluminato alcalino, especialmente aluminato sódico, hidróxido de aluminio, sulfato de aluminio, nitrato de aluminio, silicato de sodio o ácido silícico. Las partículas de TiO_{2} con un recubrimiento se describen por ejemplo en la EP-A 0 078 633 y EP-A 0 044 515.

En su caso el recubrimiento contiene también enlaces orgánicos con grupos polares y no polares. Los enlaces preferidos son los alcanos y ácidos grasos con 8 - 30 átomos de carbono en el grupo de los alquilos, especialmente ácidos grasos y alcanos con 12 a 24 átomos así polidiorganosiloxanos y/o poliorganohidrogenosiloxanos como el polidimetilosiloxano y polimetilohidrogenosiloxano.

El recubrimiento sobre las partículas de TiO2 se compone habitualmente de 1 a 12g, especialmente de 2 a 8g de óxidos inorgánicos, en su caso contienen adicionalmente 0,5 a 3 g, especialmente 0,7 a 1,5g de enlaces orgánicos, en relación respectivamente a 100 g de partículas de TiO_{2}. Especialmente ventajoso se ha mostrado ser que las partículas de TiO_{2} estén recubiertas de Al_{2}O_{3} o de Al_{2}O_{3} y polidometilosiloxano.

Unos modos de realización opacos de las películas contienen partículas iniciadoras de vacuolas que son incompatibles con la matriz de polímero y al ser estiradas las películas conducen a la formación de huecos en forma de vacuolas, dependiendo en ello el tamaño, el tipo y la cantidad de las vacuolas del material y del tamaño de las partículas sólidas así como de las condiciones de estiramiento tales como la proporción de estiramiento y la temperatura de
estiramiento.

Las vacuolas dan a las películas una apariencia óptica opaca anacarada característica que se produce debido a la difusión de la luz en las superficies de los límites entre las vacuolas y la matriz polimérica. Generalmente, el diámetro medio de las partículas iniciadoras de vacuolas es de 1 a 6 \mum, preferentemente 1,5 a 5 \mum. La capa base contiene unas partículas iniciadoras de vacuolas por lo general en una cantidad de 1 a 25% en peso.

Algunas partículas habituales iniciadoras de la capa base son materiales inorgánicos tales como el dióxido de aluminio, el sulfato de aluminio, el sulfato de bario, el carbonato de calcio, el carbonato de magnesio, silicatos tales como el silicato de aluminio (arcilla de caolina) y silicato de magnesio (talco), dióxido de silíceo y dióxido de titanio, pudiéndose aplicar de entre estos preferentemente el carbonato de calcio, dióxido de silíceo y dióxido de titanio. Como materias orgánicas de relleno se proponen los polímeros habitualmente empleados que son incompatibles con los polímeros de la capa base, especialmente tales como HDPE, poliéster, poliestiroles, poliamidas, polímeros halogenados orgánicos, prefiriéndose en ello poliéster como por ejemplo polibutileno o poliolefintereftalatos. "Materiales incompatibles, o bien polímeros incompatibles" en el sentido del presente invento significa, que el material, o bien el polímero está presente en la película como partícula o bien como fase por separado.

Las películas opacas / blancas, que están equipadas con partículas iniciadoras de vacuolas y con pigmento contienen partículas iniciadoras de vacuolas en una cantidad de 1 a 10% en peso, preferentemente de 1 a 5% en peso, y pigmento en una cantidad de 1 a 7%, preferentemente de 1 a 5%.

La densidad de las películas de las películas opacas o bien blancas puede variar dentro de unos amplios límites y depende del tipo y de la cantidad de los materiales y de la cantidad de los materiales de relleno. La densidad se sitúa por lo general en un rango de entre 0,4 y 1,1 g/cm3. Las películas pigmentadas tienen un grosor en el rango de 0,9 g/cm3 o por encima, preferentemente en el rango de entre 0,9 a 1,1 g/cm3. Las películas que solamente contienen partículas iniciadoras de vacuolas tienen una densidad de menos de 0,9 g/cm3. Para películas de embalaje con un contenido de partículas iniciadoras de vacuolas de 2 a 5% en peso, el espesor se sitúa en el rango de 0,6 a 0,85 g/cm3. Para las películas con un contenido en partículas de 5 a 14% en peso la densidad se sitúa en entre 0,5 a 0,85 g/cm3, según la proporción entre el contenido en pigmento y el contenido de partículas iniciadoras de vacuolas.

La película de varias capas según el invento puede en su caso comprender una o varias capas intermedias más colocadas entre la capa base y la capa exterior. Esta o estas capa(s) intermedias quizás existentes contiene(n) fundamentalmente polímeros de propileno o mezclas de polipropileno. El índice de flujo de masa fundida de los polímeros para la(s) capa(s) central e intermedia(s) deben a ser posible ser igual de grande. En su caso el MFI de la(s) capa intermedia(s) puede situarse un poco más arriba, en lo que no debe de sobrepasarse una diferencia de 20%. En su caso se pueden añadir a las capas intermedias unos aditivos en cantidades respectivamente efectivas.

En una modalidad preferente de la película según el invento el polímero de propileno de la capa de base y/o capa intermedia es degradada peroxídicamente.

Una medida para el grado de degradación del polímero es el llamado factor de degradación A que indica el cambio relativo del índice de fusión de masa fundida según DIN 53 735 del polipropileno, respecto a los polímeros de partida.

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

MFI_{1}

= índice de flujo de masa fundida del polímero de propileno antes de la adición de peróxido orgánico

MFI_{2}

= índice de flujo de masa fundida del polímero degradado peroxídicamente

Por lo general el factor de degradación A del polímero de propileno aplicado se sitúa en un rango de entre 3 a 15, preferentemente de 6 a 10.

Como peróxidos orgánicos se prefieren especialmente los peróxidos de dialquilo, entendiéndose por radical alquilo los radicales alquilo inferior usuales, saturados, de cadena recta o ramificados, con hasta seis átomos de carbono. Son especialmente preferidos 2,5-dimetil-2,5-di(terbutilperoxi)hexano o el peróxido de diterbutilo.

La película de poliolefína según la invención comprende además por lo menos una capa de cubrición sellable. Esta capa exterior contiene esencialmente polímeros sellables y partículas cerámicas de forma casi esférica así como en su caso otros aditivos en cantidades respectivamente efectivas. Generalmente, la capa de cubrición contiene de 75 a hasta 100% en peso, especialmente 90 a 99% en peso del polímero sellable \alpha-olefínico.

Ejemplos de tales polímeros sellables \alpha-olefínicos son copolímeros aleatorios de etileno-propileno, con un contenido de etileno de 1 a 10% en peso, de preferencia de 2.5 a 8% en peso; o copolímeros aleatorios de propileno-butileno-1, con un contenido de butileno de 2 a 25% en peso, de preferencia de 4 a 20% en peso; en cada caso con relación al peso total de los copolímeros; o terpolímeros aleatorios de etileno-propileno-butileno-1, con un contenido de etileno de 1 a 10% en peso, de preferencia de 2 a 6% en peso; y un contenido de butileno-1 de 2 a 20% en peso, de preferencia de 4 a 20% en peso; en cada caso con relación al peso total del terpolímero; o una mezcla de un terpolímero de etileno-propileno-butileno-1 y un copolímero de propileno-butileno-1, con un contenido de etileno de 0.1 a 7% en peso; y un contenido de propileno de 50 a 90% en peso; y un contenido de butileno-1 de 10 a 40% en peso; en cada caso, con relación al peso total de la mezcla de polímeros.

Los copolímeros y/o terpolímeros arriba descritos, utilizados en la capa o las capas de revestimiento exhiben en general un índice de flujo en fusión de 1.5 a 30 g/10 minutos, de preferencia de 3 a 15 g/10 minutos y por lo general un punto de fusión dentro de la escala de 120 a 140ºC. La mezcla anteriormente descrita de copolímeros y terpolímeros tiene un índice de flujo en fusión de 5 a 9 g/10 minutos, y un punto de fusión de 120 a 150ºC. Todos los índices de flujo en fusión anteriormente dados son medidos a 230ºC y con una fuerza de 21.6 N (DIN 53 735).

En su caso todos los polímeros de capa exterior antes descritos anteriormente pueden haberse degradado peroxídicamente del mismo modo que como descrito para la capa básica, empleándose fundamentalmente los mismos peróxidos. El factor de degradación para los polímeros de capa de cubrición se sitúa por lo general en una escala de 3 a 15, preferentemente de 6 a 10.

Según el invento la capa de cubrición contiene partículas casi esféricas, las cuales en esencia se componen de un material cerámico, y en su caso muestran un recubrimiento de capas de una sustancia orgánica y / o inorgánica. Unas partículas aproximadamente esféricas comprenden en el sentido del presente invento partículas que cumplen con la siguiente condición:

f = \sqrt{A/(\pi/4)}/D_{max}

en donde f es mayor que 0,7, preferentemente 0,8 a 1, especialmente 0,9 a 1, y A la superficie de sección transversal en mm^{2} y D_{max} el diámetro máximo en mm de la superficie de sección transversal. El factor f es una medida para el grado de la forma esférica de las partículas. Cuanto más se aproxima el valor f a 1, tanto mas se acerca la forma de la partícula a la esfera ideal.

Como material cerámico se prefiere los silicatos de sodio o de aluminio, así como las correspondientes mezclas de silicatos. El tamaño medio de las partículas se sitúa por lo general en una escala de 0,5 a 10 um, preferentemente 1 a 5 um. Las partículas de antibloqueo están fundamentalmente libres de enlaces de resinas de siloxano. En sus caso las partículas esféricas muestran un recubrimiento orgánico / inorgánico, estando también este recubrimiento esencialmente libre de siloxano.

A los recubrimientos orgánicos especialmente adecuados pertenecen los óxidos de aluminio, silicio, zinc o magnesio o mezclas de dos o varios de estos enlaces. Estos se precipitan desde enlaces solubles en agua, como por ejemplo aluminato de álcali, especialmente aluminato de sodio, hidróxido de aluminio, sulfato de aluminio, silicato de sodio o ácido, precipitado en la suspensión acuosa. En su caso el recubrimiento puede componerse de enlaces orgánicos con grupos polares o no polares, o bien contener éstos. Unos enlaces orgánicos preferentes son los alcanoles y ácidos grasos con 8 a 30 átomos de carbono en el grupo de los alquilos, especialmente ácidos grasos y n-alcanoles primarios con 12 a 24 átomos de carbono, así como anhídrido de ácido de maleína, ceras de polipropileno- y ceras de polietileno.

Sorprendentemente, en las partículas empleadas según el invento se da una cooperación entre la estructura y la sustancia de las partículas del agente antibloqueo. Se encontró que las películas con las conocidas partículas esféricas de resina de silicona en la capa exterior muestran una peor turbidez y un peor brillo. Frente a los medios antibloqueo conocidos con recubrimiento orgánico se encontrón en la película según el invento un inesperado mejoramiento de brillo, turbidez, rozamiento y rugosidad de superficie de la película. Las modalidades opacas muestra asimismo un brillo mejorado así como una baja rozamiento y una baja rugosidad de superficie. Por naturaleza en las películas opacas la turbidez no importa.

La película de varias capas según el invento comprende la capa base anteriormente descrita, y por lo menos una capa de recubrimiento así como en su caso otras capas mas. Se prefieren modalidades de tres capas, que muestran por ambos lados de la capa base una capa exterior, las cuales respecto a su grosor y composición pueden ser iguales o diferentes. A parte se prefieren también modalidades de cinco capas que muestran una capa base y en ambas caras de la capa base aplicadas unas capas intermedias y por ambos lados unas capas exteriores.

El grosor total de la película de varias capas de poliolefina según el invento puede variar dentro de amplios límites y depende de la aplicación deseada. Este preferentemente es de 5 a 70 \mum, especialmente 10 a 50 \mum, representando en ello la capa base aproximadamente el 50 a 90% del grosor total de la película.

El grosor de la(s) capa(s) base es por lo general mayor que 0,2 \mum y preferentemente se sitúa en la escala de 0,3 a 2 \mum, especialmente >0,5 a 1 \mum, pudiendo ser en ello las capas exteriores de ambos lados de igual o distinto grosor.

El grosor de la(s) capa(s) intermedias que exista(n) en su caso por lo general respectivamente independientemente una respecto a la otra 1 a 12 \mum, prefiriéndose en ello unos grosores de capa intermedia de 2 a 8 \mum, especialmente 3 a 6 \mum. Los valores indicados se refieren respectivamente a una capa intermedia.

A parte de este aditivo selecto de capa intermedia la película de varias capas según el invento puede contener en una o varias capas adicionalmente agentes neutralizadores, estabilizadores, lubricantes, resinas de hidrocarburo y / o antiestáticos. Los datos siguientes de porcentajes en peso se refieren al peso de la respectiva capa a la cuál se le añadido el aditivo.

Los neutralizantes, de preferencia son dihidrotalcita, estearato de calcio y/o carbonato de calcio, con un tamaño promedio de partícula de máxime 0.7 \mum, un tamaño de partícula absoluto de menos de 10 \mum y una superficie específica de por lo menos 40 m^{2}/g. Por lo general se añade el agente neutralizante en una cantidad de 0,02 a 0,1%.

Se puede usar como estabilizadores los compuestos activos estabilizantes comunes y corrientes, para polímeros de etileno, propileno y otras alfa-olefinas. Su cantidad está entre 0.05 y 2 por ciento en peso. Son especialmente apropiados los estabilizadores fenólicos, prefiriéndose los estearatos de metal alcalino/alcalino-térreo y/o los carbonato de metal alcalino/alcalino-térreo, en cantidades de 0.1 a 0.6 por ciento en peso, especialmente de 0.15 a 0.3 por ciento en peso; y con una masa molar de más de 500 g/mol. Son especialmente ventajosos el tetracis-3-(3,5-diterbutil-4-hidroxifenil)propionato de pentaeritritilo o el 1,3,5-trimetil-2,4,6-tris(3,5-diterbutil-4-hidroxibencil)benceno.

Los agentes lubricantes son las amidas de ácido alifático superior; los ésteres de ácido alifático superior, las ceras y los jabones metálicos, así como polidimetilsiloxano. La cantidad efectiva de agente lubricante está en la escala de 0.1 a 3% en peso. Es especialmente adecuada la adición de amidas de ácido alifático superior en la escala de 0.15 a 0.25% en peso, en la capa básica y/o en las capas exteriores. Una amida de ácido alifático especialmente apropiada es la amida de ácido erúcico.

Resinas de hidrocarburo son polímeros de baja molecularidad, cuyo peso molecular por lo general se sitúa en una escala de 300 a 8.000, preferentemente 400 a 5.000, preferentemente 500 a 2.000. Con ello el peso molecular de las resinas es claramente inferior al de los polímeros de propileno, que forman la componente principal de las individuales capas de la película y generalmente tienen un peso molecular de mas de 100.000. Las resinas de hidrocarburo son añadidas preferentemente a la(s) capa(s) base y / o a la(s) capa(s) intermedia(s). La cantidad efectiva en resina de baja molecularidad es de 1 a 20% en peso, preferentemente 2 a 10% en peso, respecto a la capa.

En la resina de baja molecularidad recomendada se trata de una resina natural o sintética con un punto de reblandecimiento de 60 a 180ºC, preferentemente 80 a 150ºC, determinándose según ASTM E-28. Entre las cuantiosas resinas de baja molecularidad se prefieren las resinas de hidrocarburo, y además a saber en forma de resinas de petróleo, resinas de estirol, resinas de ciclopentadieno y de terpeno (estas resinas están descritas en la "Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie", 4. Edición, Tomo 12, págs. 525 a 555). Resinas adecuadas de petróleo se han descrito en cuantiosos documentos como por ejemplo la EP-A-0 180 087, a la aquí se hace expresamente referencia.

Los agentes antiestática preferidos son los alcansulfonatos alcalinos, polidiorganosiloxanos modificados con poliéter, es decir, etoxilados y/o propoxilados (polidialquilsiloxanos, polialquilfenilsiloxanos y similares) y/o las aminas terciarias alifáticas, de cadena sustancialmente ramificada y saturadas, con un residuo alifático que tiene de 10 a 20 átomos de carbono; que están sustituidas con grupos -hidroxialquilo de 1 a 4 átomos de carbono; siendo especialmente apropiadas las N,N-bis-(2-hidroxietil)alquilaminas de 10 a 20 átomos de carbono, de preferencia de 12 a 18 átomos de carbono en el radical alquilo. Las cantidades efectivas de agente antiestática están en la escala de 0.05 a 0.5% en peso. Además, se usa preferentemente como agente antiestática el monoestearato de glicerina, en una cantidad de 0.03% a 0.5%.

La invención se refiere adicionalmente a un procedimiento para preparar las películas de polipropileno de acuerdo con la invención, conforme al procedimiento de extrusión conocido de por sí. Dentro del marco de este procedimiento, se comprime y se convierte en líquida la mezcla de polímero de las capas individuales en una boquilla de extrusión, en lo que los aditivos que en su caso se hayan añadido pueden ya quedar contenidos en el polímero o bien en la mezcla de polímero o haberse añadido por vía de la técnica de mezcla maestra. Las masas fundidas correspondientes a las capas individuales son después coextruídas a través de una boquilla plana, y la película de varias capas se pasa por uno o varios rodillos, en donde se enfría y se solidifica.

La película así obtenida es estirada entonces longitudinal y transversalmente con respecto a la dirección de extrusión, lo que produce la orientación de las cadenas moleculares. En dirección longitudinal se prefiere estirar 4:1 a 7:1 y en dirección transversal preferentemente 7:1 a 11:1. El estiramiento longitudinal es efectuado convenientemente con ayuda de segundos rodillos que giran a velocidades diferentes para impartir una razón de estiramiento deseada, y se efectúa el estiramiento transversal con ayuda de un bastidor de estiramiento correspondiente.

Al estiramiento biaxial de las películas se asocia su termofijación (tratamiento térmico), manteniéndose la película aproximadamente durante 0.5 a 10 segundos, a una temperatura de 100 a 160ºC. A continuación se enrolla la película, de la manera usual, por medio de un aparato enrollador.

Resulta bastante favorable que el rodillo o los rodillos receptores, mediante los cuales se enfría y solidifica la película prensada, sean mantenidos mediante un circuito calefactor y enfriador a una temperatura de 20 a 90ºC.

Las temperaturas a las que se efectúa el estiramiento longitudinal y el estiramiento transversal pueden variar. En general, se prefiere que el estiramiento longitudinal se lleve a cabo a temperaturas de 100 a 150ºC, y que el estiramiento transversal se lleve a cabo, de preferencia, a temperaturas de 155 a 190ºC.

En su caso se puede hacer, como se dice arriba, que después del estiramiento biaxial una o ambas superficies de la película sea(n) tratada(s) de acuerdo con alguno de los métodos conocidos de tratamiento con corona o con llamas.

En el tratamiento con corona se procede convenientemente de tal manera que se haga pasar la película entre dos elementos portadores que sirven como electrodos, manteniéndose entre los electrodos una corriente tan alta, preferentemente una corriente alterna (aproximadamente de 10 a 20 kV y de 20 a 40 KHz), que se pueda establecer una descarga de chispas o descarga de corona. Mediante la descarga de chispas o descarga de corona, el aire que se encuentra sobre la superficie de la película se ioniza y reacciona con las moléculas de la superficie de la película, de manera que se establecen aportaciones polares en la matriz polimérica sustancialmente no polar.

Para el tratamiento con llamas, con llamas polarizadas (véase US-A-4,622,237), se establece una corriente eléctrica continua entre un quemador (polo negativo) y un rodillo de enfriamiento. La intensidad de la corriente seleccionada está entre 500 y 3.000 V, de preferencia en la escala de 1.500 a 2.000 V. Mediante la corriente seleccionada, los átomos ionizados sufren una aceleración elevada e inciden con energía cinética incrementada sobre la superficie del polímero. Las uniones químicas dentro de las moléculas del polímero se rompen fácilmente y se efectúa rápidamente la formación de radicales. De esa manera, la carga térmica del polímero se reduce adicionalmente con respecto al tratamiento con llama común y corriente, y se puede obtener películas en las que la capacidad selladora del lado tratado es incluso mejor que la de cualquier lado no tratado.

La película según el invento está mejorada en cuanto a su brillo y su turbidez respecto a las películas conocidas con bajo coeficiente de rozamiento y se caracteriza también por un coeficiente bajo de rozamiento y por una baja rugosidad de superficie. Adicionalmente la película posee una temperatura de inicio de sellado baja. El coeficiente de rozamiento de deslizamiento de modalidades libres de agentes lubricantes se sitúa por lo general en la escala de 0,3 a 0,7, preferentemente de 0,3 a 0,5. Las películas que adicionalmente contienen un agente lubricante como por ejemplo amida de ácido graso, especialmente amida de ácido erúcico, tienen un coeficiente de rozamiento aún más reducido. Este se sitúa en una película con amida de ácido erúcico en la capa base por lo general en la escala de 0,05 a 0,3, preferentemente 0,1 a 0,2. El brillo de la película según el invento se sitúa en la escala de 90 a 130, preferentemente 105 a 130. La turbidez de las modalidades transparentes se sitúa en la escala de 0,9 a 3.0, preferentemente en la escala de 0,9 a 2,0.

Se detalla ahora a continuación el invento basándose en unos ejemplos de modalidades.

Ejemplo 1

Se fabricó mediante coextrusión y seguidamente mediante orientación escalonada en dirección transversal y longitudinal una película con un grosor total de 20 \mum y una configuración de capas del tipo ABA, es decir que la capa base B estaba rodeada de dos capas de cubrición A iguales.

La película se sometió antes de ser enrollada a un tratamiento de corona unilateral en la cara del rodillo. La cara del rodillo es aquel lado de la película que reposa sobre el primer rodillo. La tensión de superficie en esta cara estaba como consecuencia de este tratmiente en 29 a 40 mN/m. Todas las capas contenian para su estabilización 0,13% en peso de pentaeritril-tetraquis-4-(3,5-butilo diter-4-hidroxifenil)-propionato (®Irganox 1010) y como agente neutralizante 0,06% en peso de estearato de calcio.

La capa base B se componía fundamentalmente de un homopolímero de polipropileno con una parte proporcional soluble en n-heptano de 4% en peso y un rango de fusión de 160 a 162ºC. El índice de flujo de masa fundida del homopolímero de polipropileno era de 3,4 g/10m a 230ºC y 21,6 N de carga (DIN 53 735). La capa de base contenía 0,12% en peso de amida de ácido erúcico con un rango de fusión de 78 a 82ºC y 0,12% en peso de N,N-bis-alquilamina etóxica (®Armostat 300).

Las capas exteriores poliolefínicas se componían fundamentalmente de un terpolímero de etileno-propileno-buteno-1 con un contenido de 3,5% en peso de etileno, 88,5% en peso de propileno y 8% en peso de buteno-1. Las capas exteriores contenían 0,33% de un agente antibloqueo cerámico con forma de bola con un diámetro medio de partícula de 2 um. El grosor de las capas exteriores era respectivamente de 0,8 \mum.

Ejemplo comparativo 1

Se repitió el ejemplo 1. Como agente antibloqueo se aplicaron sin embargo 0,33% en peso de un polvo reticulado de silicona con un diámetro medio de partícula de 2 \mum (®Tospearl 20) de la empresa Silicone Co., Ltd.).

Ejemplo comparativo 1

Se repitió el ejemplo 1. Como agente antibloqueo se aplicaron no obstante 0,33% en peso de un dióxido de silicio revestido orgánicamente, con un tamaño medio de partícula de 2 \mum (®Sylobloc 44 de la empresa Grace.

Ejemplo 2

Se repitió el ejemplo 1. La capa base sin embargo no contenía amida de ácido erúcico.

Ejemplo comparativo 3

Se repitió el ejemplo comparativo 1. La capa base no obstante no contenía amida de ácido erúcico.

Ejemplo comparativo 4

Se repitió el ejemplo comparativo 2. La capa base no obstante no contenía amida de ácido erúcico.

Se han resumido las propiedades de las películas según los ejemplos y ejemplos comparativos en la tabla que sigue mas abajo.

Para la caracterización de los materiales iniciales y de las películas se utilizaron los siguientes métodos de medición.

Indice de flujo en fusión

Se mide el índice de flujo en fusión de acuerdo con DIN 53 735, a 21.6 N de carga y a 230ºC.

Punto de fusión

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

Determinación de la temperatura de inicio de sellado

Con un aparato de sellado HSG/ET de la firma Brugger se fabricaron unas pruebas termofijadas (costura de sellado 20 mm x 100 mm) sellándose una película a temperaturas distintas con ayuda de dos mandriles de sellado bajo una presión de sellado de 10 N/cm^{2} y una duración de sellado de 0,5 s. De las pruebas selladas se cortaron unas tiras de muestra de 15 mm de ancho. La resistencia de las costura de sellado T, es decir la fuerza necesaria para la separación de las tiras de muestra se determina con un aparato controlador de tracción a una velocidad de tirada de 200mm/min, formando en ello el plano de costura de sellado un ángulo recto con la dirección de tracción. La temperatura de inicio de sellado (o temperatura de sellado mínima) es la temperatura a la cuál se alcanza un resistencia de costura de sellado de por lo menos 0,5 N/15 mm.

Resistencia de costura de sellado

Para su determinación se colocaron una encima de la otra dos películas de 15 mm de ancho y se sellaron a 130ºC, una temperatura de 0,5 s y una presión de sellado de 1,5 N/mm2 (Aparato: Brugger Tipo NDS, mandril de sellado calentado por un solo lado). La resistencia de la costura de sellado se determinó según el método T-peel.

Rozamiento

El rozamiento se determinó basándose en DIN 53 375. El valor de rozamiento en deslizamiento se midió 14 días después de la producción.

Tensión de superficie

La tensión de superficie se determinó mediante el así denominado método de la tinta (DIN 53 364).

Rugosidad

La rugosidad se midió según DIN 4768 con un corte de muestra de 0,25 mm.

Turbidez

La turbidez de la película se midió según ASTM-D 1003-52. La medición de turbidez según Hölz se determinó basándose en ASTM-D 1003-52, en lo que sin embargo para aprovechamiento del rango óptimo de medición se midió en cuatro posiciones de película superpuestas y se aplicó en lugar de un diafragma de 4º un diafragma de ranura de 1º.

Brillo

El brillo se determinó según DIN 67 530. Se midió el valor de reflexión como dimensión óptica para la superficie de una película. Basándose en las normas ASTM-D 523-78 y ISO 2813 se ajustó un ángulo de incidencia de 20º o 60º. Un rayo de luz incide bajo el ángulo de incidencia ajustado sobre una superficie plana de pruebas y es reflejado o bien difundido por esta. Los rayos de luz que inciden sobre el receptor fotoeléctrico se indican como magnitud eléctrica proporcional. El valor de medición es adimensional y debe de ser indicado conjuntamente con el ángulo de incidencia.

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(Tabla pasa a página siguiente)

1

Claims (12)

1. Película de varias capas de poliolefina orientada que comprende una capa base de poliolefina y por lo menos una capa exterior termosellable, caracterizada porque la capa de superficie termosellable contiene 75 hasta aproximadamente 100% de peso de copolímero de etileno-propileno aleatorio con un contenido de etileno de 1 a 10% en peso respecto al peso total del copolímero, o un copolímero de propileno-butileno-1 aleatorio con un contenido de butileno de 2 a 25% en peso, respecto al peso total del copolímero, o un terpolimero de etileno-propileno-butileno-1 aleatorio con un contenido en etileno de 1 a 10% en peso y un contenido en butileno-1 de 2 a 20% en peso, respectivamente respecto al peso total del terpolímero, o una mezcla de un terpolimero de etileno-propileno-butileno1 y un copolímero de propileno-butileno-1 con un contenido de etileno de 0,1 a 7% en peso y un contenido de propileno de 50% a 90% en peso y un contenido de butileno-1 de 10 a 40% en peso, respectivamente respecto al peso de la mezcla de polímero, y 0,01 a 1% en peso, respecto al peso de la capa de superficie de partículas de cerámica de una geometría aproximadamente esférica.

2. Película de varias capas de poliolefina según la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas cerámicas esféricas presentan un recubrimiento orgánico y/o inorgánico.

3. Película de varias capas de poliolefina según la reivindicación 1 y/o 2, caracterizada porque las partículas cerámicas esféricas muestran un diámetro de partícula mediano de 0,5 a 10 \mum, preferentemente de 1 a 5 \mum.

4. Película de varias capas de poliolefina según la reivindicación 1 y/o 3, caracterizada porque las partículas cerámicas esféricas se componen fundamentalmente de silicato de sodio, de silicato de aluminio, o de silicatos mixtos correspondientes.

5. Película de varias capas de poliolefina según la reivindicación 1 y/o 4, caracterizada porque las partículas cerámicas esféricas esencialmente no contienen resina de silicona reticulada.

6. Película de varias capas de poliolefina según la reivindicación 1 y/o 2, caracterizada porque las partículas cerámicas esféricas responden a la condición siguiente:

f = \sqrt{A/(\pi/4)}/D_{max}

siendo f superior a 0,7, preferentemente de 0,8 a 1, en particular de 0,9 a 1 y siendo A la superficie de la sección de las partículas en mm^{2} y D_{max} el diámetro máximo en mm de la superficie de la sección

7. Película de varias capas de poliolefina según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque las capas exteriores tienen un espesor de 0,2 a 2 \mum.

8. Película de varias capas de poliolefina según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque las capas exteriores tienen una permeabilidad a la luz, medida según ASTM-D 1039-77, mayormente un 50%.

9. Procedimiento destinado a la fabricación de una película de varias capas de poliolefina según la reivindicación 1, con la cual las materias fundidas correspondientes a cada una de las capas de la película se construyen a través de una tobera plana, siendo cargada la película construida sobre un rodillo de alimentación cuya temperatura se sitúa entre 20 y 90º, siendo estirada la película biaxialmente en una proporción de estiramiento longitudinal de 4:1 hasta 7:1 y en una proporción de estiramiento transversal de 7:1 hasta 11:1, siendo termofijada la película biaxialmente estirada, y en su caso siendo esta sometida a un tratamiento de corona y seguidamente enrollada en un bobina.

10. Utilización de una película de varias capas de poliolefina según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8 como película de embalaje.

11. Utilización de una película de varias capas de poliolefina según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8 destinada a la impresión o a la estratificación.

12. Complejo que comprende una película de varias capas de poliolefina según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, y de papel o de cartón o cualquier otra película de un material termoplástico.