ES2287784T3 - Composicion de polipropileno para peliculas sopladas templadas al aire. - Google Patents
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Abstract
Un polipropileno adecuado para formar una película soplada templada al aire, comprendiendo el polipropileno: un homopolímero polipropileno que tiene un Mw/Mn inferior a 6, 0, un caudal de fusión mayor que 5 g/10 min, menos de 2% de sustancias solubles de xileno, una isotacticidad péntada mayor de 95%, una relación de péntada/tríada isotáctica mayor de 95%, una cristalinidad de por lo menos 65% y una temperatura de cristalización de por lo menos 127º- C, conteniendo el polipropileno entre 500 ppm y 2500 ppm de un aditivo nucleador/clarificador y donde la película soplada templada al aire puede fabricarse a partir de la resina a un índice de por lo menos 0, 298 g/s/cm (6 lb/h-pulgada) de la circunferencia de matriz y donde una película soplada de 25, 4 µm (un mil) de espesor fabricada a partir del polipropileno usando por lo menos una relación de soplado de 1, 5 exhibe un módulo secante de 1% de por lo menos 1400 Mpa (200.000 psi) de acuerdo con ASTM D882, una bruma de menos de 10 según lo medido por ASTM D1003 y una claridad mayor de 96%.
Description
Composición de polipropileno para películas
sopladas templadas al aire.
La presente invención se refiere a poliolefinas,
más particularmente a composiciones poliméricas a base de propileno
cristalino adecuadas para fabricar películas usando métodos de
producción de películas sopladas templadas al aire, a métodos para
fabricar dichas películas y a las películas fabricadas a partir de
dichos polímeros.
Actualmente, las películas sopladas se fabrican
predominantemente a partir de polímeros de etileno. Existen
referencias para películas sopladas de polímeros de propileno, pero
ninguna de ellas ha demostrado ser comercialmente exitosa.
Históricamente, se creía que la baja fuerza de fusión de los
polímeros de propileno inhibía la producción de películas sopladas
con dichos polímeros a índices comercialmente factibles en equipos
estándar utilizados para procesamiento de polietileno. En
consecuencia, ha habido un deseo de aumentar la fuerza de fusión de
los polímeros a base de propileno para mejorar la capacidad de
fabricar películas sopladas templadas al aire con dichos
polímeros.
El método más común para aumentar la fuerza de
fusión de los polímeros a base de propileno ha sido utilizar
polímeros de más alto peso molecular (Mw), preferiblemente polímeros
que tienen caudales de fusión inferiores a 2 g/10 min, más
preferiblemente inferiores a 1 g/10 min, según lo determinado por
ASTM D1238-01@, a una temperatura de 230ºC y usando
un peso de 2,16 kg. Otro método para aumentar la fuerza de fusión de
los polímeros a base de propileno consiste en introducir
ramificación a las cadenas de polímero a través de métodos conocidos
por el experto en la técnica.
Scheve et al. en la patente
estadounidense No 5,519,785 describen el uso de polipropilenos que
tienen un índice de ramificación inferior a uno y que tienen un
endurecimiento de deformación en viscosidad de alargamiento para
soplar determinadas películas. Los polímeros se trataron con
radiación bajo condiciones especificadas en el procedimiento de
etapas múltiples que implica equipos especializados en las etapas
posteriores a la polimerización. Dicho procedimiento es una etapa
múltiple, difícil y preferiblemente se debe evitar. Además, se ha
descubierto que las resinas de polipropileno que contienen cadenas
poliméricas basadas en propileno muy ramificadas tienden a tener
propiedades ópticas reducidas, como bruma y claridad, en comparación
con los polipropilenos no ramificados.
Giacobbe y Pufka en la patente estadounidense No
5,641,848 describen la fabricación de películas sopladas a partir
de material de polímero de propileno de amplia distribución de peso
molecular (MWD de aproximadamente 4-60), un caudal
de fusión de 0,5 a 50 dg/min y sustancias insolubles de xileno (a
25ºC) superiores o iguales a 94 por ciento, con dicho material de
polímero de propileno seleccionado de un homopolímero de propileno
de amplia distribución de peso molecular y un homopolímero de amplio
peso molecular modificado por impacto de goma de etileno propileno.
Pero esta mezcla forma películas sopladas a índices inferiores que
aquellas usadas comercialmente para las películas sopladas de
polietileno.
Los inventores han descubierto sorprendentemente
que se pueden producir películas a base de propileno que tengan un
excelente equilibrio de propiedades mecánicas y físicas, como
propiedades ópticas y de rigidez, a índices comercialmente
aceptables, usando polímeros a base de propileno de caudal de fusión
relativamente alto (homopolímeros y copolímeros) que no exhiben y/o
no necesitan depender de una alta fuerza de fusión. Además, se ha
descubierto que estas resinas a base de propileno se pueden fabricar
tanto en estructuras de película de una sola capa como coextruidas,
usando equipos existentes en el mercado para películas sopladas
templadas al aire que típicamente se usan en la fabricación de
películas a base de polietileno.
En un aspecto, la invención es un polímero a
base de propileno altamente cristalino que tiene un caudal de
fusión (MFR) determinado por el método de prueba ASTM
D1238-01 a 230ºC y con un peso de 2,16 kg mayor que
5 g/10 min. Preferiblemente, el MFR del polímero a base de propileno
altamente cristalino es menor que 50 g/10 min, más preferiblemente
menor que 25 g/10 min. Incluso más preferiblemente, el MFR del
polímero a base de propileno altamente cristalino es de 6,0 a 20
g/10 min, incluso más preferiblemente de 6,0 a 16 g/10 min, lo más
preferiblemente de 7 a 14 g/10 min, y en algunos casos de 8 a 13
g/10 min. El polipropileno altamente cristalino también tiene
temperaturas de cristalización pico de por lo menos 127ºC,
preferiblemente por lo menos 128ºC, más preferiblemente por lo
menos 129ºC, incluso más preferiblemente por lo menos 130ºC, lo más
preferiblemente por lo menos 133ºC medidas a un índice de barrido de
10ºC/minuto. El polímero a base de propileno altamente cristalino
preferiblemente contiene un aditivo nucleador/clarificador. El
aditivo nucleador/clarificador preferiblemente se usa para aumentar
la rigidez de las películas elaboradas a partir de la resina y
también para aumentar el índice de cristalización del polímero a
base de propileno altamente cristalino durante la fabricación de la
película soplada templada al aire. Este aditivo
nucleador/clarificador también mejorará el equilibrio
rigidez/claridad de la película resultante. Se puede usar cualquier
aditivo que pueda aclarar y nuclear simultáneamente. Los aditivos
nucleadores/clarifcadores tales como ADK NA-11 (Sal
de
metilen-bis(4,6-di-ter-butilfenil)fosfato
sodio) y ADK NA-21 (aluminio
hidroxibis[2,4,8,10-tetrakis(1,1-dimetiletil)-6-hidroxi-12H-dibenzo[d,g][1,3,2]dioxafoshocin-6-oxidato])
se obtienen en el mercado de Asahi Denka Kokai y preferiblemente se
añaden al polímero a base de propileno altamente cristalino de la
invención. Millad 3988 (3,4-Dimetilbencilidina
Sorbitol) disponible de Milliken & Company es otro ejemplo de
un aditivo Nucleador/Clarificador que se puede utilizar en la
invención. El aditivo Nucleador/Clarificador preferiblemente está
presente dentro del polímero a base de propileno altamente
cristalino a niveles de por lo menos 500 ppm y menos de 2500 ppm;
más preferiblemente el aditivo nucleador/clarificador está presente
a niveles de por lo menos 650 ppm y menos de 2000 ppm, incluso más
preferiblemente el aditivo nucleador/clarificador está presente a
niveles de por lo menos 750 ppm y menos de 1250 ppm, lo más
preferiblemente el aditivo nucleador/clarificador está presente a
niveles de 800 ppm a 1250 ppm.
Para que se forme eficazmente la composición de
polímero a base de propileno en una estructura de película soplada
que tenga las propiedades preferidas que se describirán a
continuación, es importante que la composición proporcione una
temperatura de inicio de la cristalización suficientemente alta y un
índice de cristalización relativamente rápido bajo condiciones
similares a aquellas experimentadas en un procedimiento de película
soplada templada al aire.
Para una composición que se puede formar en una
película soplada templada al aire a un índice de producción de por
lo menos una circunferencia de matriz de 0,397 g/s/cm (8
lb/h-pulgada), sal de
metilen-bis(4,6-di-ter-butilfenil)fosfato
sodio es el aditivo nucleador/clarificador más preferido, debido a
la alta temperatura de cristalización exhibida por las
composiciones de la invención que la incorporan y al rápido índice
de cristalización logrado por dichas composiciones, incluso cuando
se utilizan a concentraciones relativamente bajas (típicamente menos
de 1000 ppm) bajo condiciones de rápido enfriamiento (200ºC/minuto
y más) Adicionalmente, preferiblemente se pueden utilizar en la
invención otros aditivos nucleadores/clarificadores siempre y cuando
se usen en las concentraciones anteriormente analizadas, la
composición exhibe una temperatura de inicio de cristalización a
partir de un índice de enfriamiento de 200ºC/min de por lo menos
116ºC, preferiblemente por lo menos 120ºC y exhibe un tiempo de
semivida de cristalización (segundos) de 4,1 segundos o menos,
preferiblemente 4,0 segundos o menos cuando se enfría a un índice
de 200ºC usando el procedimiento descrito en los Ejemplos. Además,
la composición preferiblemente exhibe la pendiente de inicio más
empinada de menos de -900 W/gramo-minuto (valor
absoluto de la pendiente mayor de 900
W/gramo-minuto), más preferiblemente menos de -1000
W/gramo-minuto y cuando se mide usando un índice de
enfriamiento de 200ºC según se describe en los Ejemplos.
El polímero a base de propileno altamente
cristalino exhibirá una cristalinidad según lo medido de acuerdo
con el procedimiento descrito a continuación de por lo menos 65%,
preferiblemente mayor de 70%, lo más preferiblemente mayor de 73% y
en algunos casos mayor de 75%. Se cree que esta alta cristalinidad,
junto con el alto índice de cristalización, ayudará a soportar la
burbuja de la película durante la fabricación de la película
soplada. El polímero a base de propileno altamente cristalino
también preferiblemente tiene una distribución de peso molecular
relativamente estrecha (Mw/Mn), algunas veces denominada MWD, que se
determina por el procedimiento descrito a continuación. La
distribución de peso molecular es preferiblemente menor que 6, más
preferiblemente menor que 5,5, incluso más preferiblemente menor
que 5.
Los polímeros a base de propileno altamente
cristalino pueden contener una cantidad menor de unidades derivadas
de etileno, siempre y cuando el etileno no afecte adversamente el
índice de cristalización del polímero a un grado tal que la
película soplada templada al aire no pueda producirse eficazmente a
índices comercialmente aceptables. Si los polímeros a base de
propileno altamente cristalinos de la presente invención contienen
derivados de etileno, como unidades típicamente presentes a niveles
inferiores a 2% en peso, preferiblemente menos de 1% en peso, más
preferiblemente entre 0,1 y 0,7% en peso, lo más preferiblemente
menos de 0,5% en peso del polímero. El etileno se añade al polímero
a base de propileno altamente cristalino con el fin de mejorar la
óptica (como claridad y bruma) y las propiedades de dureza de la
película, como desgarre, impacto al dardo y perforación, que se
miden por métodos conocidos por el experto en la técnica.
Los polímeros a base de propileno altamente
cristalinos pueden fabricarse en películas sopladas templadas al
aire en equipos de producción de películas sopladas de polietileno a
índices de producción comercialmente aceptables. En particular, los
polímeros a base de propileno altamente cristalinos son capaces de
fabricarse a índices de por lo menos una circunferencia de matriz
de 0,397 g/s/cm (8 lb/h-pulgada), más
preferiblemente por lo menos una circunferencia de matriz de 0,447
g/s/cm (9 lb/h-pulgada) usando equipos de producción
de películas sopladas templadas al aire de polietileno
convencionales. En esta etapa de fabricación, la película se
realiza usando una relación de soplado de por lo menos 1,5,
preferiblemente una relación de soplado de por lo menos 2,0, más
preferiblemente una relación de soplado de por lo menos 2,5 y, en
algunos casos, la relación de soplado es mayor que 3 y algunas
veces mayor que 4. Las relaciones de soplado más altas conducirán a
una orientación balanceada de la película y, por lo tanto, a
propiedades mejoradas de la película, como desgarre en dirección de
la máquina y propiedades de dardo. Preferiblemente, la fuerza de
fusión es menor que 8 cN, más preferiblemente menor que 6 cN,
incluso más preferiblemente menor que 4 cN y, en algunos casos,
menor que 2 cN. La fuerza de fusión se mide de acuerdo con los
procedimientos descritos en la patente estadounidense No. 6,472,473
B1 expedida el 29 de octubre de 2002 para Ansems et al. a una
temperatura de
190ºC.
190ºC.
Para películas sopladas templadas al aire
elaboradas a índices comercialmente aceptables usando homopolímero
a base de propileno altamente cristalino, la película exhibe un
módulo secante del 1% según lo medido por ASTM D882 de por lo menos
1400 MPa (200,000 psi) (medido en dirección transversal (CD) y
medido en dirección de la máquina (MD)), preferiblemente mayor que
1540 MPa (220,000 p.s.i.), más preferiblemente mayor que 1680 MPa
(240,000 p.s.i.) e incluso más preferiblemente mayor que 1750 MPa
(250,000 p.s.i.) y, en algunos casos, mayor que 1820 MPa (260,000
p.s.i.).
Para películas sopladas templadas al aire
elaboradas a índices comercialmente aceptables usando copolímeros a
base de propileno altamente cristalinos, las películas exhiben un
Módulo Secante del 1% de por lo menos 1050 MPa (150,000 p.s.i.),
preferiblemente mayor que 1155 MPa (165,000 p.s.i.), más
preferiblemente mayor que 1260 MPa (180,000 p.s.i.), lo más
preferiblemente mayor que 1400 MPa (200,000 p.s.i.), preferiblemente
usando copolímeros que tienen menos de 1% en peso de unidades
derivadas de etileno, junto con valores mejorados de desgarre,
dureza y óptica en comparación con las películas fabricadas a partir
de un homopolímero a base de propileno altamente cristalino.
Sorprendentemente, las propiedades ópticas de
las películas elaboradas a partir de los polímeros de la invención
son excelentes. En particular, los valores de bruma medidos para las
películas son excelentes y sorprendentemente, los valores de
claridad para películas elaboradas a partir de los polímeros de la
invención no caen linealmente con el espesor de la película, para
películas entre 12,7 \mum y 152,4 \mum (0,5 y 6 mils) de
espesor. Esto se demuestra gráficamente en la Fig. 1 que representa
los valores de bruma y claridad para diversas películas de una sola
capa formadas a partir del homopolímero a base de propileno
altamente cristalino del Ejemplo 1.
Preferiblemente, el contenido de sustancias
solubles de xileno de los homopolímeros a base de propileno
altamente cristalinos de la invención es menos de 2% en peso, más
preferiblemente menos de 1% en peso. Para los copolímeros de la
invención, el porcentaje en peso de sustancias solubles de xileno es
menos de 3% en peso, más preferiblemente menos de 2% en peso, lo
más preferiblemente menos de 1,5 por ciento en peso.
Para películas sopladas templadas al aire de una
sola capa a índices comercialmente aceptables usando homopolímeros
y copolímeros a base de propileno altamente cristalinos, las
películas exhiben las siguientes propiedades:
1) las películas permanecen planas en el
cilindro estirador sin arrugas importantes;
2) variación de gauge de menos de 10%,
preferiblemente menos de 5%;
3) las películas de 25,4 \mum (1 mil) exhiben
valores de menos de 10, preferiblemente menos de 9, incluso más
preferiblemente menos de 8, lo más preferiblemente menos de 7, según
lo determinado por ASTM D1003; y
4) las películas de 25,4 \mum (1 mil) exhiben
una claridad mayor que 96%, preferiblemente mayor que 97%, incluso
más preferiblemente mayor que 98%, según lo determinado por ASTM
D1746.
En un segundo aspecto, la invención comprende un
método para fabricar una película soplada templada al aire a
índices de producción mayores que 0,397 g/s/cm (8
lb/h-pulgada) de la circunferencia de la matriz,
usando un polímero a base de propileno altamente cristalino como se
describe en el primer aspecto de la invención.
En este segundo aspecto, la invención comprende
un método para fabricar una película soplada templada al aire
usando un polímero a base de propileno altamente cristalino como se
describió anteriormente y como se describe en más detalles en esta
solicitud. En este segundo aspecto, el método de la película puede
comprender fabricar una película de una sola capa o una película
coextruida que tenga capas elaboradas a partir de polímeros que no
sean el polímero a base de propileno altamente cristalino de la
invención. Preferiblemente, por lo menos una capa de dicha
estructura de película coextruida está comprendida por un polímero
de poliolefina, preferiblemente un polímero en el que el componente
principal está comprendido por unidades derivadas de etileno. Como
se describió anteriormente, la película se fabrica a índices
comercialmente aceptables de 0,397 g/s/cm (8
lb/h-pulgada) de circunferencia de matriz y usando
un índice de soplado de por lo menos 1,5, preferiblemente por lo
menos 2,0, más preferiblemente por lo menos 2,5. De nuevo, se
pueden usar relaciones de soplado más altas, como de 3,0 y 4,0 para
mejorar las propiedades físicas de las películas resultantes. En
particular, las altas relaciones de soplado utilizadas para soplar
películas con el polímero de la invención producirán películas de
una sola capa que tienen propiedades físicas que les permiten
reemplazar las películas a base de polipropileno uniaxialmente
orientadas (OPP) y biaxialmente orientadas (BOPP). En este segundo
aspecto, la película se fabrica con una variación de gauge inferior
al 10% y durante el procedimiento de fabricación la película se
forma con una burbuja estable con una altura de línea de
penetración de la helada uniforme encima de la matriz.
En un tercer aspecto, la invención comprende
estructuras de películas de una sola capa y películas coextruidas
fabricadas usando polímeros a base de propileno altamente
cristalinos y los procedimientos descritos en la presente
memoria.
Para aplicaciones de película coextruida, tales
como bolsas verticales, envases de jugo flexibles, envases de
refrigerios, envases de alimentos refrigerados (congelados y no
congelados), envases de alimentos para mascotas y envases de
cereales, que requieren propiedades de barrera y rigidez
relativamente altas, preferiblemente el polímero a base de
propileno altamente cristalino compone 30% en peso, más
preferiblemente por lo menos 40% en peso, incluso más
preferiblemente por lo menos 50% en peso de la estructura de
película total. Con el fin de mejorar la dureza y resistencia a
perforación de dichas estructuras, los polímeros a base de propileno
altamente cristalino preferiblemente componen menos de 90% en peso,
más preferiblemente menos de 85% en peso, estando el resto de la
estructura comprendida por los polímeros a base de etileno.
\newpage
Las películas elaboradas a partir del polímero a
base de propileno altamente cristalino de la presente invención
tienen superficies muy uniformes. Además, las estructuras
coextruidas que utilizan este polímero a base de propileno
altamente cristalino tienen alta termoestabilidad y buena claridad.
Estas características, junto con la capa a base de etileno,
producirán estructuras de película soplada de múltiples capas que se
pueden fabricar usando métodos de fabricación más económicos y más
eficaces (es decir, se requieren menos etapas) que con las
estructuras de película laminadas de múltiples capas comparables
elaboradas laminando una capa de BOPP a base de polipropileno a una
capa a base de etileno.
Algunos ejemplos de polímeros que se pueden
coextruir con el polímero a base de propileno altamente cristalino
incluyen: EVOH, PVDC, Saran, EVA, EAA, polipropileno o polietileno
injertado a anhídrido malaico, EMA y otros copolímeros de
etilenacrilato y ácido acrílico.
Debido a la alta cristalinidad, la orientación
biaxial de las películas elaboradas a partir de la presente
invención tiene excelentes propiedades de índices de transmisión de
vapor de agua (relativamente bajos), y propiedades aceptables de
índices de transmisión de oxígeno. Preferiblemente, las películas de
una sola capa de la invención tienen índices de transmisión de
vapor de agua (WVTR) de menos de 2,756
g-\mum/100-cm^{2}-día
(0,7 g-mil/100 pulgada^{2}-día)
@38ºC, más preferiblemente menos de 2,362
g-\mum/100-cm^{2}-día
(0,6 g-mil/100 pulgada^{2}-día)
@38ºC, incluso más preferiblemente menos de 1,969
g-\mum/100-cm^{2}-día
(0,5 g-mil/100 pulgada^{2}-día)
@38ºC. Estas películas de una sola capa de la presente invención
tienen índices de transmisión de oxígeno similares a las películas
elaboradas a partir de polietileno. Este tipo de propiedades puede
ser importante para las aplicaciones tales como embalaje de
cereales, embalaje de papas fritas y palomitas de maíz, y embalaje
de bebidas en general.
La Fig. 1 es un gráfico que representa los
valores de bruma y claridad en oposición al gauge de la película
para películas de una sola capa elaboradas a partir de la resina del
Ejemplo 1. La bruma se mide de acuerdo con ASTM D1003 y la claridad
se mide de acuerdo con ASTM D1764.
La Fig. 2 es una micrografía de microscopía
óptica de la superficie de una película soplada de una sola capa
elaborada a partir de la resina del Ejemplo 1.
La Fig. 3 es una micrografía de microscopía
óptica de la superficie de una película soplada de una sola capa
elaborada a partir de la resina del Ejemplo Comparativo 1.
La Fig. 4 es una micrografía de microscopía
óptica de la superficie de una película soplada de una sola capa
elaborada a partir de la resina del Ejemplo Comparativo 2.
La Fig. 5 es una micrografía de microscopía
óptica de la superficie de una película soplada de una sola capa
elaborada a partir de la resina del Ejemplo Comparativo 1, que
muestra un diseño cuadriculado regular e irregular exhibido por la
película.
Las Fig 6a y b son gráficos que muestran la
variación de gauge para las películas elaboradas a partir de las
resinas del Ejemplo 1 y el Ejemplo Comparativo 2, respectivamente.
La variación de gauge se mide usando un sistema de calibración de
capacitancia Mocon que mide el gauge de la película en la dirección
transversal y muestra cómo el gauge (es decir, el espesor de la
película) varía alrededor de la circunferencia de la película.
Las Fig. 7a y b son una ilustración que muestra
la variación de la altura de penetración de la helada encima de la
matriz para películas elaboradas a partir de las resinas del Ejemplo
1 y del Ejemplo Comparativo 2, respectivamente.
La Fig. 8 es una representación gráfica de la
temperatura de inicio de la cristalización en oposición al tiempo
de semivida de cristalización para las muestras de película de los
Ejemplos 1a, 2, 3, 5 y 8 medida a un índice de barrido DSC de
200ºC/minuto.
La Fig. 9 es una representación gráfica de la
temperatura de inicio de la cristalización en oposición al tiempo
de semivida de cristalización para las muestras de película de los
Ejemplos 1a, 2, 3, 5 y 8 medida a un índice de barrido DSC de
200ºC/minuto.
La Fig. 10 es una representación gráfica de los
valores de temperatura de inicio de la cristalización en oposición
(tc-to) a las muestras de película de los Ejemplos
1a, 2, 3, 5 y 8 medida a un índice de barrido DSC de
200ºC/minuto.
Los polímeros a base de propileno altamente
cristalinos de la invención preferiblemente comprenden polímeros
caracterizados por la siguiente ecuación (1):
(1)FM/(XS-0,74%E)*MWD)\geq210
Mpa (30.000
p.s.i)
en donde XS\leq2% en peso + %E;
y
MWD\leq6; y
El caudal de fusión del polímero es mayor que 5
g/10 min, preferiblemente mayor que 6 g/10 min; y
Donde FM es el módulo de flexión secante al 1%
medido de acuerdo con el procedimiento ASTM D790-00,
XS es el porcentaje en peso del contenido de sustancias solubles de
xileno de la resina medido de acuerdo con el procedimiento descrito
posteriormente, y MWD se define como Mw/Mn. %E es el porcentaje en
peso de unidades derivadas del etileno en el polipropileno.
Preferiblemente, el MWD del homopolímero de polipropileno es menor
que 5,5, más preferiblemente menor que 5. Preferiblemente, XS
\leq2% en peso + %E/2. Las resinas de polipropileno
preferiblemente se nuclean/aclaran con un aditivo
nucleador/clarificador.
Además de las propiedades ya expuestas, el
polímero a base de propileno altamente cristalino de la invención
tiene un caudal de fusión a 230ºC mayor que 5, una relación
isotáctica péntada/tríada preferiblemente mayor que 95%, más
preferiblemente mayor que 96%, incluso más preferiblemente mayor que
98%, lo más preferiblemente mayor que 99%. La isotacticidad péntada
del homopolímero a base de propileno altamente cristalino de la
presente invención es preferiblemente por lo menos 95%, más
preferiblemente por lo menos 96%, incluso más preferiblemente por
lo menos 97% y más preferiblemente por lo menos 98%. La
isotacticidad péntadadel copolímero a base de propileno altamente
cristalino de la presente invención es preferiblemente por lo menos
91%, preferiblemente por lo menos 92%, más preferiblemente por lo
menos 94%, incluso más preferiblemente por lo menos 95% y lo más
preferiblemente por lo menos 96%.
Las composiciones de la invención son
ventajosamente útiles para elaborar películas sopladas. Se conoce la
técnica de extrusión de películas sopladas para la producción de
películas plásticas delgadas. En un procedimiento ventajoso, los
plásticos, como polietileno de baja, baja lineal y alta densidad
(LDPE, LLDPE y HDPE) se extrusan a través de una matriz circular
para formar una película. Se introduce aire por el centro de la
matriz para mantener la película en la forma de una burbuja que
incrementa el diámetro de la película 1,5 a 6 veces, después de lo
cual la burbuja se colapsa en cilindros. Existe una diversidad de
variaciones de dicho procedimiento dentro de la técnica, por
ejemplo, como se describe en referencias tales como las patentes
estadounidenses 3,959,425; 4,820,471, donde la diferencia entre el
soplado de películas de alto y bajo tallo (denominado allí "tallo
largo") y se analiza en la columna 1; 5,284,613; W.D. Harris,
et al en "Effects of Bubble Cooling on Performance and
Properties of HMW-HDPE Film Resins", Polymers,
Laminations & Coatings Conference, Libro 1, 1990, páginas
306-317; y, Moore, E. P., Polypropylene
Handbook, Hanser, New York, 1996, páginas
330-332. El término "tallo" se usa para
designar la altura del cuello de la burbuja del polímero formado en
una línea de películas sopladas templadas al aire. La mayoría de
las referencias al soplado de películas de poliolefina describen
procedimientos para polietileno, pero éstos son aplicables a los
polímeros a base de propileno altamente cristalinos de la presente
invención con algunas modificaciones dentro de la experiencia en la
técnica sin experimentación indebida. Por ejemplo, el enfriamiento
es a menudo ventajosamente modificado porque la técnica reconoce
que el propileno se enfría y cristaliza a un índice diferente de
aquel del polietileno. En consecuencia, los ajustes a los
parámetros de enfriamiento a menudo producen una burbuja más estable
a índices de rendimiento deseados.
En la formación de películas sopladas, el
polímero fundido (fusión) ingresa a una matriz con forma de anillo
bien por la parte inferior o por el lateral de la matriz. La fusión
se fuerza a través de surcos helicoidales alrededor de la
superficie de un mandril dentro de la matriz y se extruye a través
de la abertura de la matriz como un tubo de pared gruesa. El tubo
se expande en una burbuja del diámetro deseado y el espesor
correspondientemente disminuido como se describió previamente.
Preferiblemente, las composiciones de la
invención opcionalmente se soplan en el equipo de película de tallo
bajo (es decir, tallo bajo) a índices de por lo menos 0,298 g/s/cm
(6 lb/h-pulgada) de la circunferencia de matriz,
más preferiblemente por lo menos 0,397 g/s/cm (8
lb/h-pulgada) de la circunferencia de matriz, lo
más preferiblemente por lo menos 0,497 g/s/cm (10
lb/h-pulgada) de la circunferencia de matriz.
La formación de las películas sopladas
coextruidas se conoce en la técnica y es aplicable a la presente
invención. Los artículos ilustrativos de la técnica incluyen Han y
Shetty, "Studies on Multilayer Film Coextrusion III. The Rheology
of Blown Film Coextrusion", Polymer Engineering and
Science, febrero, (1978), vol. 18, No. 3, páginas
187-199; y Morris, "Peel Strength Issues in the
Blown Film Coextrusion Process", 1996 Polymers, Laminations
& Coatings Conferences, TAPPI Press, Atlanta, Ga. (1996),
páginas 571-577. El término "coextrusión" se
refiere al procedimiento de extruir dos o más materiales a través
de una sola matriz con dos o más orificios dispuestos de modo tal
que los extrusados se fusionen en una estructura laminar,
preferiblemente antes de enfriar o templar. Los sistemas de
coextrusión para elaborar películas de capas múltiples emplean por
lo menos dos extrusoras que alimentan un ensamblaje de matriz
común. La cantidad de extrusoras depende de la cantidad de
materiales diferentes que comprenden la película coextruida. Para
cada material diferente, ventajosamente se usa una extrusora
diferente. Por lo tanto, una coextrusión de cinco capas puede
requerir hasta cinco extrusoras, aunque se pueden usar menos si dos
o mas de las capas están hechas del mismo material.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Las matrices de coextrusión se usan para formar
películas sopladas coextruidas. Tiene múltiples mandriles que
alimentan las diferentes corrientes de fusión hacia el reborde
circular de la matriz. Cuando se emplean bloques de alimentación
para apilar las capas de fusión de dos o más extrusoras, la
corriente de fusión de múltiples capas resultante se alimenta luego
a la matriz de la película.
Las películas sopladas coextruidas de la
presente invención se pueden formar en bolsas, sacos, recipientes y
similares usando maquinaria de embalaje dentro de la experiencia en
la técnica, como dispositivos de termosellado que usan mandriles y
similares. Los sacos, bolsas y otros envases elaborados a partir de
esta combinación de materiales proveen excelente rigidez, óptica y
transferencia de calor y además proveen una excelente barrera a la
grasa y al aceite y a los hidrocarburos livianos tales como
turpentina y similares. La película soplada coextruida de la
presente invención se puede utilizar como un sustrato de embalaje
solo, como un recubrimiento en bolsas de paredes múltiples o en un
pliegue fuerte en estructuras laminadas tales como con polietilenos
utilizados en la industria de embalaje de alimentos.
En películas de capas múltiples, cada capa
imparte ventajosamente una característica deseada tal como
intemperización, termosellado, adhesión, resistencia química, capas
de barrera (p. ej. al agua u oxígeno), elasticidad, encogimiento,
durabilidad, sensación al tacto, ruido o reducción de ruido,
textura, relieve, elementos decorativos, impermeabilidad, rigidez y
similares. Las capas adyacentes opcionalmente se adhieren
directamente o, alternativamente, tienen un adhesivo, unión y otra
capa entre ellas, particularmente para lograr la adhesión entre
ellas. Los constituyentes de las capas se seleccionan para lograr
el propósito deseado.
En un aspecto de la invención donde el desempeño
de rigidez, dureza, óptica y/o termosellado es importante, se usan
las películas coextruidas que emplean un polímero a base de
propileno altamente cristalino en una capa de dicha película de
múltiples capas y un polímero de etileno en por lo menos alguna otra
capa. La capa de polímero de etileno mejorará la dureza total de la
estructura de la película. El polímero a base de propileno
altamente cristalino puede comprender un copolímero o un
homopolímero de la invención según se describió anteriormente. En
un aspecto preferido de la invención, se utiliza una estructura de
película de tres capas con un polímero a base de propileno
altamente cristalino de la invención utilizado para la capa de
núcleo. Esta capa de núcleo se intercala entre las dos capas de
piel del polímero de etileno. Estas capas de piel pueden estar
comprendidas por LDPE, LLDPE, HDPE, polietileno sustancialmente
lineal, polietileno lineal homogéneamente ramificado y sus
mezclas.
Las películas fabricadas a partir de las
composiciones de la invención ventajosamente tienen mayor
rigidez.
Además del aditivo nucleador/clarificador ya
descrito, los aditivos típicamente utilizados con los polímeros a
base de propileno pueden incluirse en los polímeros a base de
propileno altamente cristalinos de la invención.
La presente invención incluye, aunque sin
limitarse a ello, el uso de las películas de la invención en
aplicaciones tales como envueltas de consumo, bolsas para envíos de
carga pesada, bolsas de productos, bolsas para inclusión en lotes,
sacos, bolsas de almacén, bolsas de mercadería, bolsas para embalaje
de espumas (especialmente donde la espuma se forma en la bolsa),
bolsas de cereal, envoltorios de papel blando, bolsas de paredes
múltiples, bolsas para empaquetar, películas para empaquetar,
películas de compresión y laminaciones.
Las películas de la presente invención se usan
también como películas, sacos o bolsas termosalladas y como
películas para aplicaciones esterilizables.
Los siguientes métodos de prueba se utilizaron
para determinar las propiedades descritas en los ejemplos y en la
solicitud como un todo.
El grado de cristalinidad se mide por
calorimetría de barrido diferencial (DSC) usando un Instrumento
Q1000 TA. En esta medida, una pequeña muestra de diez miligramos
del polímero de propileno se sella en una cápsula de aluminio de
DSC. La muestra se coloca en una celdilla de DSC con una purga de
nitrógeno de 25 centímetros por minuto y se enfría a
aproximadamente menos 100ºC. Se establece un antecedente térmico
estándar para la muestra, calentándola a 10ºC por minuto hasta
225ºC. La muestra se mantiene a 225ºC durante 3 minutos para
asegurar la fusión completa. La muestra luego se enfría a 10ºC por
minuto hasta aproximadamente -100ºC. La muestra se mantiene
nuevamente isotérmica a -100ºC durante 3 minutos para estabilizar.
Luego se recalienta a 10ºC por minuto hasta 225ºC. Se registra el
calor de fusión observado (\DeltaH_{observado} para el segundo
barrido en un intervalo de 80-180ºC. El calor de
fusión observado se refiere al grado de cristalinidad en porcentaje
en peso basado en el peso de la muestra de polipropileno mediante la
siguiente ecuación:
(2)Cristalinidad % =
(\DeltaH_{observado})/(\DeltaH_{pp \ isotáctico}) x
100
donde el calor de fusión para el
polipropileno isotáctico (\DeltaH_{pp \ isotáctico}) se describe
en B. Wunderlich, Macromolecular Physics, Volumen 3, Crystal
Melting, Academic Press, New York, 1960, p 48, es 165 Joules por
gramo (J/g) de polímero. La temperatura de cristalización pico de la
fusión se determina por DSC como anteriormente, con un índice de
enfriamiento de 10ºC./min. La temperatura de cristalización pico
(también denominada en la presente temperatura de cristalización)
es la temperatura en la cual ocurre el flujo de calor diferencial
más alto. La temperatura de fusión se determina por el pico de la
transición de
fusión.
Con el fin de determinar las propiedades
cristalización de las composiciones a un índice de enfriamiento de
200ºC/minuto, se realizan experimentos de calorimetría de barrido
diferencial (DSC) rápido. El equipo utilizado para DSC rápido es un
DSC de compensación de potencia de Perkin Elmer modelo Pyris Diamond
equipado con una unidad de enfriamiento de criollenado y un
accesorio de conexión de gas modelo TAGS. Se emplea una mezcla
50:50 de He:Ne a un caudal de 50 mL/min como la purga de gas para
mejorar el desempeño de enfriamiento y permitir una situación
inicial reproducible estable.
La escala de temperatura se calibra usando
n-octadecano (M_{p}=28-24ºC) e
indio (M_{p}=156,60ºC) y la entalpía se calibra con indio
(\DeltaH_{f}=28,45 J/g). Estas calibraciones se realizan a un
índice de barrido de 10ºC./min. Aunque la calibración se realiza a
un índice de barrido inferior, la calibración es también válida
para pruebas de índice de barrido más alto, como 200ºC/minuto, ya
que se usa un tamaño de muestra reducido para las pasadas de DSC
rápido. Los detalles de calibración de equipos y cómo esta
calibración afecta los diferentes índices de barrido se describen
en Macromolecules, 35, 3601, (2002) de T. F. J. Pijpers, V. B. F.
Mathot, B. Goderis, R. L. Scherrenberg y E. W. van der Vegte.
Las muestras para el análisis se cortan de las
películas sopladas de los Ejemplos 1a, 2, 3, 5 y 8. Las muestras se
cortan inicialmente usando un punzón de papel (6 mm de diámetro) y
una navaja. Se cortan dos discos desde casi el centro de la muestra
de película aplanada de 6 mm de diámetro. Estos discos se cortan con
la navaja para reducir el peso de la muestra hasta 2,2 mg. Todas
las muestras se sellan con precintos autobloqueantes de aluminio
planos de Perkin Elmer. El precinto autobloqueante optimiza la
transferencia de calor hacia adentro y hacia afuera de la
muestra.
Las muestras se analizan calentándolas hasta
220ºC y manteniéndolas inicialmente a esa temperatura durante 2
minutos. Una vez completado el período de espera, se reduce la
temperatura de 220ºC a -50ºC a un índice de 200ºC/minuto. Durante
esta pasada de DSC rápido se adquieren los datos de temperatura y
flujo de calor a un índice de 20 puntos de muestra por segundo. Con
el fin de corregir los defectos de la muestra en el flujo de calor,
se recoge un archivo de situación inicial (dos recipientes de
muestra vacíos) al comienzo del día usando el mismo perfil de
temperatura que aquel utilizado para las muestras. Este archivo de
situación inicial se sustrae de los datos recogidos de las muestras
para proveer datos de temperatura y flujo térmico que se usan para
determinar las propiedades de cristalización anteriormente
analizadas.
Antes de comenzar las pasadas, se deja
estabilizar el sistema durante 60 minutos de modo que se puede
llenar el reservorio de enfriamiento de nitrógeno líquido debajo de
las estufas de DSC y alcanzar un equilibrio. Al comienzo de este
período de 60 minutos, los hornos se abren a la atmósfera y se
calientan hasta una temperatura de 500ºC. Este tratamiento térmico
ayuda a acondicionar los sensores incrustados en cerámica debajo de
las estufas y produce una situación inicial más plana y más
reproducible.
Para este análisis DSC Rápido, la temperatura de
cristalización pico (Tc) es la temperatura a la cual se observa el
flujo térmico diferencial más alto a partir de los datos de
temperatura y flujo térmico corregidos. La temperatura de inicio de
la cristalización (To) es la temperatura a la cual la tangente del
lado de temperatura más alta del pico de cristalización intercepta
la situación inicial pico en un flujo térmico en oposición al
trazado de temperatura. El tiempo de semivida de la cristalización
es el tiempo requerido para alcanzar 50% de la cristalinidad final
después de la iniciación a To. El tiempo de semivida de la
cristalización es una medida confiable y simple del índice de
cristalización en experimentos dinámicos según lo descrito por A.
Krumme, A. Lehtinen y A. Viikna, Eur. Polym. J., 40, 371,
(2004).
La pendiente de inicio más empinadaes otra
medida del índice de cristalización. Se mide la pendiente de inicio
más empinada usando el análisis de mínimos cuadrados, como la
sección lineal más empinada de la sección de alta temperatura de la
curva DSC que precede al pico de cristalización.
La distribución de peso molecular (MWD) para los
homopolímeros de polipropileno se determina por cromatografía de
permeabilidad en gel (GPC) de la siguiente manera:
Los polímeros se analizan por cromatografía de
permeabilidad en gel (GPC) en una unidad cromatográfica a alta
temperatura Polymer Laboratories
PL-GPC-220 equipada con cuatro
columnas de lechos mixtos lineales, 300*7,5 mm (Polymer
Laboratories PLgel Mixed A (tamaño de partícula de 20 micrómetros)).
La temperatura del horno es de 160ºC con la zona de calor del
automuestreador a 160ºC y la zona de calentamiento a 145ºC. El
disolvente es 1,2,4-triclorobenceno, que contiene
200 ppm de
2,6-di-t-butil-4-metilfenol.
El caudal es de 1,0 mililitros/minuto y el tamaño de la inyección
es de 100 microlitros. Se prepara una disolución al 0,2% en peso de
la muestra para inyección, disolviendo la muestra en
1,2,4-triclorobenceno purgado con nitrógeno, que
contiene 200 ppm
2,6-di-t-butil-4-metilfenol
durante 2,5 h a 160ºC con agitación moderada.
La determinación del peso molecular se deduce
usando diez estándares de poliestireno de distribución de peso
molecular estrecha (de Polymer Laboratories, EasiCal PS1 que oscila
de 580-7.500.000 g/mol) junto con sus volúmenes de
elución. Los pesos moleculares de polipropileno equivalentes se
determinan usando coeficientes de Mark-Houwink
apropiados para polipropileno (como describen Th. G. Scholte, N. L.
J. Meijerink, H. M. Schoffeleers, y A. M. G. Brands, J. Appl.
Polym. Sci., 29, 3763-3782 (1984), que se incorpora
en la presente memoria por referencia) y poliestireno (como lo
describen E. P. Otocka, R. J. Roe, N. Y. Hellman, P. M. Muglia,
Macromolecules, 4, 507 (1971) que se incorpora en la presente
memoria por referencia) en la ecuación
Mark-Houwink:
\{\eta\}=KM^{a}
donde
\hskip0,2cmK_{pp} = 1,90E-04,
\hskip0,2cma_{pp} = 0,725
\hskip0,2cmy
\hskip0,2cmK_{ps} = 1,26E-04,
\hskip0,2cma_{ps} = 0,702.
El caudal de fusión se mide de acuerdo con el
método de prueba ASTM D 1238-01 a 230ºC con un peso
de 2,16 kg para los polímeros a base de propileno.
Las sustancias solubles de xileno se determinan
disolviendo 4\pm0,1000 g de muestra en un matraz de 250 ml
Erlenmeyer y añadiendo con una pipeta 200 ml de xileno inhibido.
Para inhibir xileno, añadir 18,35 g de Irganox 1010 a 200 mls de
xileno en un vaso y agitar hasta que se disuelva. Después de que se
disuelve el Irganox 1010, verter la disolución en 4,9 galones de
xileno y mezclar completamente la disolución. Introducir una barra
de agitación, situar un condensador de agua refrigerada en el matraz
y colocar el montaje del matraz en un agitador magnético/placa
caliente. Agitar vigorosamente y ajustar el calentamiento para
obtener un hervido suave hasta que la muestra esté completamente
disuelta. Debería mantenerse una camisa de nitrógeno en el
condensador durante el procedimiento. Después de disolverse la
muestra, quitar el montaje del matraz del agitador magnético/placa
caliente, quitar la barra de agitación y después cubrir. Dejar
enfriar el matraz prácticamente hasta temperatura ambiente (30ºC,
el enfriamiento demora aproximadamente 1 hora). Colocar un anillo de
plomo en el matraz y sumergirlo en un baño de agua a temperatura
constante. Después de que la temperatura dentro del matraz alcanza
25\pm0,5ºC, dejar descansar en agua 30 minutos más. Durante el
enfriamiento, la parte insoluble precipita. La disolución se
filtra; después una alícuota de 100 ml del filtrado se coloca en una
placa de aluminio y se evapora hasta sequedad bajo una corriente de
nitrógeno. Los compuestos solubles presentes se determinan pesando
el polímero residual.
El porcentaje de péntada isotáctica, el
porcentaje de tríada isotáctica y la relación de péntada/tríada
isotáctica se determinan por cualquiera de los expertos en la
técnica según lo siguiente:
la resonancia magnética nuclear ^{13}C (NMR)
proporciona una medida directa de la tacticidad de los homopolímeros
de poli(propileno). Los análisis usados aquí descuidan los
finales de la cadena y las inserciones inversas.
La figura posterior muestra las tríadas típicas
de polipropileno y sus cambios químicos asociados a ^{13}C. Para
los nombres de las tríadas (mm, mr, y rr) "m" significa meso y
"r" significa racémico. El porcentaje de tríada isotáctica es
una medida de los tríadas mm.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El porcentaje de péntada isotáctica es una
medida de los péntadas mmmm. El desplazamiento químico para péntadas
mmmm es 22,0-21,7 ppm.
\global\parskip1.000000\baselineskip
V. Busico, R. Cipullo, G. Monaco, M. Vacatello,
A. L. Segre, Macromolecules 1997, 30, 6251-6263
describe métodos para determinar péntadas y tríadas isotácticas
usando el análisis NMR.
La relación péntada/tríada isotáctica es la
relación del porcentaje de péntada isotáctica al porcentaje de
tríada isotáctica.
En la determinación de los valores de péntada y
tríada isotáctica, las muestras se preparan disolviendo 0,5 g del
homopolímero de polipropileno en una mezcla de 1,75 g de
tetracloroetano-d2 (TCE-d2) y 1,75 g
de 1,2-ortodiclorobenceno. Las muestras se
homogeneizan en un bloque de calentamiento a 150ºC y se calientan
con una pistola de calentamiento para facilitar el mezclado. Los
experimentos de NMR se realizan en un Varian Unity+400 MHz, a 120ºC,
usando un tiempo de adquisición de 1,32 seg, una demora de
repetición de 0,7 seg, 4000 adquisiciones y desacoplamiento de
protones continuo (modulación fm-fm), con y sin
agitación de la muestra. El tiempo total de barrido usado es 2,25
horas.
Los siguientes ejemplos son para ilustrar esta
invención y no la limitan. Las relaciones, partes y porcentajes
están en peso, salvo que se indique de otro modo.
Se produce un homopolímero de polipropileno,
Ejemplo 1, que tiene las propiedades de las Tablas 1 y 2, en un
reactor de tanque agitado de fase simple de volumen continuo
(propileno condensado). Un catalizador
Ziegler-Natta, que incluye una especie metálica
catalítica activa de titanio soportada en un soporte de cloruro de
magnesio, que está disponible comercialmente como Toho Series C,
Grupo JC y puede comprarse a Toho Titanium Ltd., se suspende en
aceite mineral blanco Kaydol, comprado a Witco, al 38% en peso y se
almacena en un tanque de alimentación de catalizador agitado. El
catalizador suspendido se bombea directamente hacia un reactor de
tanque agitado continuo de 25.000 galones nominales, que se llena
hasta aproximadamente [2/3] de capacidad con propileno líquido. La
temperatura deseada del reactor es de 65-68ºC
controlada por vapor de propileno de condensación en un conjunto
separado de intercambiadores de calor y retornando la corriente
líquida al junto con la fracción no condensable. Un donante de
alcoxisilano externo, comercializado por
Degussa-Huels,
[(CH_{2})_{4}CH]_{2}Si(OMe)_{2},
se alimenta continuamente al reactor en la cantidad necesaria para
reducir la fracción extraíble de xileno a menos de 1%, según lo
medido por el método ASTM, D 790-00. La
concentración blanco del donante externo en el propileno líquido,
corregido para sólidos, es 150 ppm. Se añaden cocatalizadores de
alquilaluminio no diluido como (trietilaluminio, AlEt_{3} llamado
normalmente TEAL) a la corriente de alimentación de propileno para
ajustar la concentración de TEAL en el propileno líquido a un blanco
de control de 150 ppm en el propileno líquido.
Se lleva a cabo una polimerización de
polipropileno con los sólidos poliméricos del reactor a
aproximadamente 40-42% en peso. Un agente de
transferencia de cadena se alimenta continuamente al reactor para
producir un polímero de propileno de 8 g/10 min, se MFR según lo
medido por ASTM D 1238-01@230ºC. La corriente de
descarga del reactor se desgasifica en una serie de tres
recipientes para separar el propileno líquido y los compuestos
ligeros del proceso del producto en polvo de polipropileno. El polvo
desgaseado luego se envía a una mezcladora/calentadora horizontal
con cinta helicoidal en lotes de 1814 kg (4000 lb). El aditivo
nucleador/clarificador o agente ADK NA-11, que es
un complejo de sal de metal organofosfato, es comercializado por
Amfine Chemical Corp., la fusión norteamericana de Asahi Denka
Kogyo K.K. y Mitsubishi Corp. Los antioxidantes Irgafos^{TM} 168,
Tris(2,4-di-t-butilfenil)
fosfita, e Irganox^{TM} 1010,
Tetrakismetileno(3,5-di-t-butil-4-hidroxihidrocinamato)
metano, son comercializados por CIBA Specialty Chemical. El ADK
NA-11 a 850 ppm, DHT-4A a 400 ppm,
Irgafos 168 a 1000 ppm e Irganox 1010 a 1000 ppm, se añaden a la
mezcladora horizontal con cinta helicoidal y se mezclan.
DHT-4A es un compuesto del tipo hidrotalcita,
Mg_{4.3}Al_{2}(OH)_{12.6}CO_{3}-mH_{2}O,
que ha sido desarrollado como estabilizador (depurador de halógeno)
para poliolefina y otros plásticos. DHT-4A se vende
comercialmente por Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. El polvo de
polipropileno se transfiere entonces a un recipiente de
compensación. El polvo se alimenta entonces de forma continua a un
conjunto de extrusores de tornillo sencillo para la composición y
peletización. Este homopolímero producto se produce y coloca en una
tolva sobre raíles.
Ejemplo Comparativo
1
Se produce un homopolímero de polipropileno del
Ejemplo Comparativo 1, que tiene las propiedades expuestas en las
Tablas 1 y 2, en el mismo modo que el Ejemplo 1, excepto que un
agente de transferencia de cadena, hidrógeno, se alimenta
continuamente al reactor para producir un polímero de polipropileno
1,8 g/l0 min MFR.
Ejemplo Comparativo
2
Un homopolímero a base de propileno
comercializado por The Dow Chemical Company bajo el nombre 5E40, que
tiene las propiedades expuestas en las Tablas 1 y 2.
Ejemplo Comparativo
3
Un homopolímero a base de propileno
comercializado por The Dow Chemical Company bajo el nombre 5A97, que
tiene las propiedades expuestas en las Tablas 1 y 2.
Las resinas del Ejemplo I y los Ejemplos
Comparativos 1-3 se alimentaron separada e
independientemente a una extrusora de película soplada que tenía un
diámetro de tornillo de 2,5 pulgadas (6,35 cm), 6 pulgadas (15,24
cm) de diámetro de matriz, con un orificio de la matriz de 70 mil
(1770 micro), temperatura de fusión de 232,2ºC (450ºF) para la
resina del Ejemplo 1 y 248,9ºC (480ºF) para el Ejemplo Comparativo
1, temperatura de matriz aproximadamente 232,2ºC (450ºF) para la
resina del Ejemplo 1 y aproximadamente 248,9ºC (480ºF) para la
resina del Ejemplo Comparativo 1, y una relación de soplado (BUR)
de 2,5 (produciendo un ancho plano de 59,7 cm (23,5 pulgadas) para
las películas terminadas), que comercializa Macro Engineering
Company con el nombre DC2900 y se usan de acuerdo con las
instrucciones del fabricante. Este equipo de películas sopladas se
denomina en la presente memoria "LDPE/LLDPE" o "bajo
tallo" debido a que se emplea comúnmente para soplar películas de
polietileno de baja densidad o baja densidad lineal. La extrusora
tiene 152,4 cm de largo y se mantiene a una temperatura mayor que
190,6ºC (375ºF). El llamado "perfil de temperatura de estilo
saliente" (que significa que la temperatura es superior en la
sección de compresión que en las secciones de alimentación y
dosificación) se usa con una temperatura de 204,4ºC (400ºF) en la
sección de alimentación, 218,3ºC (425ºF) en la sección de
compresión y 190,6ºC (375ºF) en la sección de dosificación.
Los aspectos específicos de los parámetros de
procesamiento para elaborar películas de una sola capa a partir de
las resinas del Ejemplo 1 y de los Ejemplos Comparativos
1-3 se proveen a continuación en las Tablas 3 y
4.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Las Fig 2, 3 y 4 muestran las imágenes de
Nomarski de las superficies de películas para las películas
obtenidas del Ejemplo 1, el Ejemplo Comparativo 1 y el Ejemplo
Comparativo 2, respectivamente obtenidas usando microscopía óptica
(Olympus Vanox-S, microscopio de investigación
modelo AHBS, serie #808002 de Olympus Company (Tokio, Japón)). Como
se puede observar en estas figuras, las películas sopladas
elaboradas a partir de la resina del Ejemplo I tienen una
superficie mucho más uniforme, lo que produce mejores propiedades
ópticas. En particular e inesperadamente, la claridad medida en las
películas fabricadas a partir de la resina del Ejemplo 1 no cae
linealmente con el espesor de la película. La propiedad ventajosa
conducirá a películas más espesas que aún mantienen una claridad
aceptable. Los datos de Claridad y Bruma para las películas sopladas
de una sola capa elaboradas a partir de las resinas del Ejemplo 1
también se muestran en la Fig. 1.
La Tabla 5 a continuación muestra las
propiedades mecánicas exhibidas por las películas sopladas de una
sola capa de 25,4 \mum (1,0 mil) elaboradas a partir de las
resinas del Ejemplo 1 y el Ejemplo Comparativo 1, que están hechas
de acuerdo con la descripción anteriormente expuesta.
El módulo secante de 1% y 2% para todas las
películas de la presente memoria se mide de acuerdo con ASTM
D882.
La información de procesamiento para estas
películas de 25,4 \mum (1,0 mil) coincide con las condiciones de
procesamiento enumeradas en la Tabla 3 para cada una de las
resinas.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Como se puede observar a partir de la Tabla 5,
las resinas de la invención producen películas sopladas que tienen
mucho mejor módulo de película (1% y 2% tanto en dirección
transversal como en dirección de la máquina según lo comparado con
películas elaboradas a partir de polímero altamente cristalino
similar, pero con un caudal de fusión inferior. Adicionalmente,
como se puede ver en las Fig 2 y 3, las películas elaboradas a
partir de las resinas del Ejemplo 1 tuvieron una superficie más
uniforme que las películas elaboradas a partir del Ejemplo
Comparativo 1. Además, las películas sopladas de una sola capa
elaboradas a partir de la resina del Ejemplo 1 fueron más planas y
tuvieron menos arrugas (en el cilindro estirador) que las películas
sopladas de una sola capa elaboradas a partir de las resinas de los
Ejemplos Comparativos 2 y 3. Además, como se puede observar en la
Fig. 5, las películas sopladas de una sola capa elaboradas a partir
de las resinas del Ejemplo Comparativo 1 exhiben una mezcla de
diseños cuadriculados regulares e irregulares que producen
propiedades ópticas deficientes para la película en general y, en
consecuencia, no son aceptables para la mayoría de las aplicaciones
de película. La película elaborada a partir de la resina del
Ejemplo 1 no muestra dichos diseños cuadriculados regulares e
irregulares. Finalmente, como se puede ver en las Fig 6a y 6b, las
resinas del Ejemplo 1 se procesan fácilmente en películas que tiene
variación de gauge uniforme en comparación con las resinas del
Ejemplo Comparativo 2. Durante el procesamiento de las películas
sopladas de una sola capa de las resinas del Ejemplo 1, se exhibe
una altura de línea de penetración de la helada mucho más uniforme
que las películas comparables elaboradas a partir de las resinas
del Ejemplo Comparativo 2 (como se muestra en las Fig 7a y 7b).
Para este Ejemplo, se utilizaron las siguientes
resinas:
EO 1: resina de copolímero de etileno de baja
densidad lineal/1-octeno de 1 MI, 0,920 g/cc
comercializada por The Dow Chemical Company con el nombre DOWLEX
2045G.
EO 2: resina de copolímero etileno
sustancialmente lineal/1-octeno de 1 MI, 0,902 g/cc
comercializada por The Dow Chemical Company con el nombre Affinity
PL 1880.
PP 1: la resina del Ejemplo 1.
La Tabla 6 a continuación muestra las
propiedades físicas y mecánicas de diversas películas coextruidas
con la resina del Ejemplo 1 y los copolímeros de polietileno ya
mencionados. La tabla muestra que se pueden elaborar estructuras de
película coextruidas con el polímero de la invención que exhiben
alto módulo, junto con mejor dureza, desgarre, dardo perforación y
desempeño de termosellado y apilado en caliente que lo que se
obtiene con una estructura de película de una sola capa elaborada
con el polipropileno de la invención solo. Estas estructuras
también tendrán un módulo más alto que las estructuras de película
coextruidas con las resinas de polipropileno convencionales. Las
estructuras de las películas coextruidas de la presente invención
exhiben propiedades físicas y mecánicas que son suficientes para
competir con las estructuras laminadas fabricadas laminando
películas de polipropileno BOPP con películas de polietileno. Las
estructuras de película coextruida de la presente invención se
pueden elaborar mucho más eficazmente, con menos etapas de
fabricación y menos índices de rayaduras generales, lo que
conducirá a costos de fabricación mucho mejores que las estructuras
comparables de películas BOPP laminadas. Para Coex que se mencionan
en la Tabla 6, típicamente se usa Affinity PL 1880 como la capa
selladora.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Se produce un homopolímero de propileno en un
reactor de bucle sencillo, de fase de volumen continuo (propileno
condensado). Un catalizador Ziegler-Natta, que
incluye una especie metálica catalítica activa de titanio soportada
en un soporte de cloruro de magnesio, que esta disponible
comercialmente como Toho Series C, Grupo JC, se suspende en aceite
mineral blanco Kaydol, disponible por Witco, y se almacena en un
tanque de alimentación de catalizador agitado. El catalizador
suspendido se bombea directamente hacia un reactor de bucle bombeado
continuo de 150 galones nominales. La temperatura deseada del
reactor es 70-76ºC, controlada con una camisa de
enfriamiento externa en el reactor de bucle. Un donante de
alcoxisilano externo, comercializado por
Degussa-Huels,
[(CH_{2})_{4}CH]_{2}Si(OMe)_{2}
(y a menudo denominado Donante D), diluido con hexano según sea apropiado para facilitar el control de flujo, se alimenta continuamente al reactor en la cantidad necesaria para reducir la fracción extraíble de xileno a menos de 1%, medida según lo anteriormente descrito. La concentración blanco del donante externo en el propileno líquido, corregido para sólidos, es 150 ppm. Se añaden cocatalizadores de alquilaluminio diluido con hexano como apropiados para facilitar el control de flujo (trietilaluminio, AlEt_{3} llamado normalmente TEAL) a la corriente de alimentación de propileno para ajustar la concentración de TEAL en el propileno líquido a un blanco de control de 150 ppm en el propileno líquido.
(y a menudo denominado Donante D), diluido con hexano según sea apropiado para facilitar el control de flujo, se alimenta continuamente al reactor en la cantidad necesaria para reducir la fracción extraíble de xileno a menos de 1%, medida según lo anteriormente descrito. La concentración blanco del donante externo en el propileno líquido, corregido para sólidos, es 150 ppm. Se añaden cocatalizadores de alquilaluminio diluido con hexano como apropiados para facilitar el control de flujo (trietilaluminio, AlEt_{3} llamado normalmente TEAL) a la corriente de alimentación de propileno para ajustar la concentración de TEAL en el propileno líquido a un blanco de control de 150 ppm en el propileno líquido.
Se lleva a cabo una polimerización de
polipropileno con los sólidos poliméricos del reactor a
aproximadamente 20-45% en peso. Un agente de
transferencia de cadena se alimenta continuamente al reactor para
producir un homopolímero de propileno de 10 g/10 min MFR, según lo
medido por ASTM D 1238-01. La corriente de descarga
del reactor se desgasifica en un recipiente para separar el
propileno líquido y los compuestos ligeros del proceso del producto
en polvo de polipropileno. El polvo desgasificado se lleva adelante
entonces de forma continua a un intercambiador de calor Hosokawa
Bepex Torus Disc y después a una columna de purga donde un contador
de flujo de nitrógeno humidificado elimina el monómero residual. El
polvo del reactor se recoge en cajas y se manda a una instalación
de composición separada.
El homopolímero producido se peletiza con
distintas cantidades de aditivos nucleadores/clarificadores como se
expone en la Tabla 7. Se añaden antioxidantes Irgafos^{TM} 168,
Tris(2,4-di-t-butilfenil)fosfito,
e Irganox^{TM} 1010,
Tetrakismetileno(3,5-di-t-butil-4-hidroxihidrocinnamato)metano,
que se combinan en porcentajes en peso equivalentes, siendo la
mezcla equivalente en peso comercializada por CIBA Specialty
Chemical con el nombre Irganox B225, a un nivel de 2000 ppm. Se
añaden los aditivos nucleadores/clarificadores y B225 al polvo de
polipropileno, usando una extrusora de dos tornillos de 30 mm, se
peletizan y se disponen en cajas.
La resina para los Ejemplos 1a y 1b es la misma
resina utilizada para el Ejemplo 1, ya descrita. Las resinas para
los Ejemplos 2-8 se realizan como se describió
anteriormente en la sección titulada "Polímeros para las
películas de la Tabla 7 (Ejemplos 2-8)". Todas
las películas de la Tabla 7 se elaboran en un modo similar a las
películas de una sola capa de las Tablas 3, 4 y 5, excepto que se
utiliza un orificio de matriz de 1016 \mum (40 mil) en lugar del
orificio de matriz de 1778 \mum (70 mil). Los resultados obtenidos
durante el soplado de la película y las propiedades físicas de las
películas se indican en la Tabla 7.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Para la estabilidad de burbuja indicada en la
Tabla 7: Muy buena estabilidad de burbuja indica excelente
estabilidad dimensional junto con una altura de línea de
penetración de la helada coherente que se mantiene prácticamente
sin fluctuaciones verticales observables durante una operación de
fabricación de soplado de película continua durante una hora. Buena
estabilidad de burbuja indica estabilidad dimensional comercialmente
aceptable junto con una altura de línea de penetración de la helada
que se mantiene con fluctuaciones verticales mínimas durante una
operación de fabricación de soplado de película continua durante una
hora. Estabilidad de burbuja deficiente indica que la línea de
penetración de la helada fluctuó en dirección vertical y que la
burbuja tuvo mala estabilidad dimensional, no obstante, se pudo
fabricar una película soplada a índices reducidos. Estabilidad de
burbuja muy deficiente indica que la línea de penetración de la
helada fluctuó tan intensamente y/o que la burbuja fue tan
dimensionalmente inestable que fueron necesarias medidas extremas
para prevenir el colapso de la burbuja.
Como se puede observar a partir de la Tabla 7,
todas las resinas nucleadas fueron mucho más eficaces (mayor índice
de rendimiento, mejores propiedades ópticas y mayor módulo de
película) para soplado de películas que la resina no nucleada.
Además, NA-11 es mucho más eficaz para una cantidad
determinada de aditivo nucleador/clarificador que
NA-21 o Millad 3988. No solamente se pueden producir
películas de mejor calidad usando ADK NA-11, sino
que también el uso de NA-11 permitirá disminuir el
costo de implementar la invención en oposición a otros aditivos
nucleadores/clarificadores. Por lo tanto, ADK NA-11
y sus derivados químicos son los aditivos nucleadores/clarificadores
que más se prefieren para uso en la invención.
Además de lo anteriormente expuesto, los datos
de la Tabla 7 muestran que a medida que aumenta el espesor de la
película, las ventajas de NA-11 sobre otros aditivos
nucleadores/clarificadores se acentúa incluso más. Sin desear
limitar la invención a ninguna teoría en particular, se cree que
esta ventaja proviene de los índices de cristalización más rápidos
producidos por NA-11 en oposición a otros aditivos
nucleadores/clarificadores. A su vez, los datos tienden a indicar
que las resinas que tienen un caudal de fusión de aproximadamente 8
g/10 min tendrán un desempeño superior al de resinas similares que
tienen un caudal de fusión de 10 a 11 g/10 min en películas de la
invención.
Las películas de los Ejemplos 1a, 2, 3, 5 y 8 de
la Tabla 7 se ensayan usando un barrido DSC rápido DSC a un índice
de 200ºC/minuto de acuerdo con el procedimiento descrito más arriba.
Los Ejemplos enumerados a continuación y en las Fig.
8-10 corresponden a las muestras de película de la
Tabla 7.
Los valores de temperatura de inicio de
cristalización frente al tiempo de semivida de cristalización para
las muestras de película de los Ejemplos 1a, 2, 3, 5 y 8 se
representan gráficamente en la Fig. 8. Un tiempo de semivida de
cristalización más rápido conducirá a un índice de cristalización
superior (cristalización más rápida) durante las operaciones de
formación de la película soplada. Y, una temperatura de inicio de
cristalización superior significará que la composición comenzará a
cristalizarse antes, después de abandonar la matriz de la
extrusora.
Los valores de temperatura de inicio de
cristalización frente a la pendiente de inicio para las muestras de
película de los Ejemplos 1a, 2, 3, 5 y 8 se representan gráficamente
en la Fig. 9. Como ya se analizó, un valor absoluto mayor de
pendiente de inicio más empinada se traduce en un índice de
cristalización superior (cristalización más rápida) durante las
operaciones de formación de una película soplada.
La diferencia entre el tiempo para que una
muestra alcance la temperatura de cristalización pico (Tc) y el
tiempo para que la muestra alcance la temperatura de inicio de
cristalización (To) se puede calcular a partir de los datos
corregidos adquiridos a partir de las pasadas de DSC rápido. Esta
diferencia de tiempo para cada una de las muestras de los Ejemplos
1a, 2, 3, 5 y 8 se muestra gráficamente en la Fig. 10, que muestra
los valores de temperatura de inicio de la cristalización en
oposición a (tc-to). Para la Fig. 10, un valor más
corto para (tc-to) es indicativo de una composición
que exhibe un índice de cristalización superior y una
cristalización más rápida durante las operaciones de formación de
una película soplada.
Como se puede ver en las Fig.
8-10, las composiciones que contienen ADK
NA-11 y ADK NA-21 exhiben una
temperatura de cristalización superior y también exhibirán índices
de cristalización superiores (cristalización más rápida) durante
las operaciones de formación de una película soplada. Esto producirá
un procedimiento de fabricación más estable que resultará en
películas de alta calidad que se podrán fabricar a índices de
fabricación aceptables. En particular, las composiciones del
Ejemplo 1a (que contienen 850 ppm ADK NA-11, exhiben
la temperatura de cristalización pico más alta (115,3ºC), la
temperatura de inicio de la cristalización más alta (120,8ºC), el
tiempo de semivida de cristalización más rápido (3,93 segundos) y
(tc-to) más breve de 1,66 segundos, y la pendiente
de inicio más empinada (-1029 W/gramo-minutos))
proveen excelentes películas sopladas a índices de producción
mayores que 0,397 g/s/cm (8 lb/h-pulgada) de
circunferencia de matriz.
Claims (41)
1. Un polipropileno adecuado para formar una
película soplada templada al aire, comprendiendo el polipropileno:
un homopolímero polipropileno que tiene un M_{w}/M_{n} inferior
a 6,0, un caudal de fusión mayor que 5 g/10 min, menos de 2% de
sustancias solubles de xileno, una isotacticidad péntada mayor de
95%, una relación de péntada/tríada isotáctica mayor de 95%, una
cristalinidad de por lo menos 65% y una temperatura de
cristalización de por lo menos 127ºC, conteniendo el polipropileno
entre 500 ppm y 2500 ppm de un aditivo nucleador/clarificador y
donde la película soplada templada al aire puede fabricarse a partir
de la resina a un índice de por lo menos 0,298 g/s/cm (6
lb/h-pulgada) de la circunferencia de matriz y donde
una película soplada de 25,4 \mum (un mil) de espesor fabricada a
partir del polipropileno usando por lo menos una relación de soplado
de 1,5 exhibe un módulo secante de 1% de por lo menos 1400 Mpa
(200.000 psi) de acuerdo con ASTM D882, una bruma de menos de 10
según lo medido por ASTM D1003 y una claridad mayor de 96%.
2. El polipropileno según la reivindicación 1,
donde el polipropileno tiene un caudal de fusión de 6,0 a 20 g/10
min y la película de 25,4 \mum (un mil) de grosor se fabrica
usando por lo menos una relación de soplado de 2,5.
3. El polipropileno según la reivindicación 2,
donde el polipropileno tiene un Mw/Mn de menos de 5,5, menos de 1%
de sustancias solubles de xileno, una isotacticidad péntada mayor
que 98%, una relación isotáctica péntada/tríada mayor que 98%, una
cristalinidad de por lo menos 75% y una temperatura de
cristalización de por lo menos 130ºC.
4. El polipropileno según la reivindicación 2,
donde la película soplada de 25,4 \mum (un mil) elaborada a
partir de polipropileno exhibe un módulo secante de 1% de por lo
menos 1540 Mpa (220,000 psi).
5. El polipropileno según la reivindicación 4,
donde el polipropileno contiene entre 650 y 2000 ppm de un aditivo
nucleador/clarificador.
6. El polipropileno según la reivindicación 5,
donde una película soplada de 25,4 \mum (un mil) de espesor
elaborada a partir del polipropileno exhibe un módulo secante de 1%
de por lo menos 1680 Mpa (240.000 psi).
7. El polipropileno según la reivindicación 4,
donde el polipropileno contiene entre 750 y 1250 ppm de un aditivo
nucleador/clarificador y una película soplada de 25,4 \mum (un
mil) puede fabricarse a partir del polipropileno a un índice de por
lo menos 0,397 g/s/cm (8 lb/h-pulgada) de la
circunferencia de matriz.
8. El polipropileno según la reivindicación 7,
donde el polipropileno exhibe una cristalinidad de por lo menos 70%
y una película soplada de 25,4 \mum (un mil) de espesor elaborada
a partir del polipropileno exhibe un módulo secante de 1% de por lo
menos 1680 Mpa (240.000 psi), una bruma de menos de 8 según lo
medido por ASTM D1003 y una claridad mayor de 98%.
9. El polipropileno según la reivindicación 8,
donde el polipropileno exhibe una cristalinidad de por lo menos
75%.
10. El polipropileno según la reivindicación 1,
donde la película de 25,4 \mum (un mil) de espesor fabricada a
partir del polipropileno permanece plana en el cilindro estirador
sin arrugas importantes y tiene una variación de gauge inferior a
10%.
11. El polipropileno según la reivindicación 10,
donde la película de un mil de espesor se fabrica usando por lo
menos una relación de soplado de 2,5 y la película tiene una
variación de gauge de menos de 5%.
12. El polipropileno según la reivindicación 1,
donde el aditivo nucleador/clarificador se selecciona del grupo que
consiste en: sal de sodio
metilen-bis(4,6-di-ter-butilfenil)fosfato,
aluminio
hidroxibis[2,4,8,10-tetrakis(1,1-dimetiletil)-6-hidroxi-12H-dibenzo[d,g][1,3,2]dioxafoshocin-6-oxidato],
sorbitoles, derivados químicos de cualquiera de estos compuestos y
sus mezclas.
13. El polipropileno según la reivindicación 12,
donde el sorbitol es 3,4-Dimetilbencilideno Sorbitol
o sus derivados químicos.
14. El polipropileno según la reivindicación 12,
donde el aditivo nucleador/clarificador se selecciona del grupo que
consiste en: Sal de sodio
metilen-bis(4,6-di-ter-butilfenil)fosfato,
aluminio
hidroxibis[2,4,8,10-tetrakis(1,1-dimetiletil)-6-hidroxi-12H-dibenzo[d,g],
derivados químicos de cualquiera de estos compuestos y sus
mezclas.
15. El polipropileno según la reivindicación 12,
donde el nucleador/clarificador es sal de sodio de
metilen-bis(4,6-di-ter-butilfenil)fosfato
o sus derivados químicos.
16. El polipropileno según la reivindicación 15,
donde el polipropileno contiene de 750 a 1250 ppm del aditivo
nucleador/clarificador y una película soplada de 25,4 \mum (un
mil) que se puede fabricar a partir del polipropileno a un índice
de por lo menos 0,397 g/s/cm (8 lb/h-pulgada) de
circunferencia de matriz.
\newpage
17. Un polipropileno adecuado para formar una
película soplada, comprendiendo el polipropileno: un copolímero de
polipropileno que contiene menos de 2% en peso de unidades derivadas
de etileno y que tiene un M_{w}/M_{n} de menos de 6,0, un
caudal de fusión mayor que 5 g/10 min, menos de 3% de sustancias
solubles de xileno, una isotacticidad péntada de más de 91%, una
relación isotáctica péntada/tríada de más de 95%, una cristalinidad
de por lo menos 65% y una temperatura de cristalización de por lo
menos 127ºC, conteniendo el polipropileno entre 500 ppm y 2500 ppm
de un aditivo nucleador/clarificador y donde una película soplada
puede ser fabricada a partir del polipropileno a un índice de por
lo menos 0,298 g/s/cm (6 lb/h-pulgada) de
circunferencia de matriz y donde una película soplada de 25,4
\mum (un mil) de espesor fabricada a partir del polipropileno,
usando por lo menos una relación de soplado 1,5 exhibe un módulo
secante de 1% de por lo menos 1050 Mpa (150,000 psi) de acuerdo con
ASTM D882, una bruma de menos de 10, según lo medido por ASTM D1003,
y una claridad de más de 96%.
18. El polipropileno según la reivindicación 17,
donde el polipropileno tiene un M_{w}/M_{n} de menos de 5,5,
menos de 2% de sustancias solubles de xileno, una isotacticidad
péntada de más de 95%, una relación isotáctica péntada/tríada de
más de 98%, una cristalinidad de por lo menos 67% y una temperatura
de cristalización de por lo menos 128ºC.
19. El polipropileno según la reivindicación 18,
donde el copolímero de polipropileno contiene entre 0,1 y 0,7% en
peso de unidades derivadas de etileno y donde una película soplada
de 25,4 \mum (un mil) de espesor fabricada a partir del
polipropileno exhibe un módulo secante de 1% de por lo menos 1155
Mpa (165.000 psi) de acuerdo con ASTM D882.
20. El polipropileno según la reivindicación 18,
donde una película soplada de 25,4 \mum (un mil) de espesor
fabricada a partir del polipropileno exhibe un módulo secante de 1%
de por lo menos 1260 Mpa (180.000 psi) de acuerdo con ASTM
D882.
21. El polipropileno según la reivindicación 18,
donde una película soplada de 25,4 \mum (un mil) de espesor
fabricada a partir del polipropileno exhibe un módulo secante de 1%
de por lo menos 1400 Mpa (200,000 psi) de acuerdo con ASTM
D882.
22. El polipropileno según la reivindicación 17,
donde la película de 25,4 \mum (un mil) de espesor fabricada a
partir del polipropileno permanece plana en el cilindro estirador
sin arrugas importantes y tiene una variación de gauge inferior a
10%.
23. El polipropileno según la reivindicación 17,
donde el aditivo nucleador/clarificador se selecciona del grupo que
consiste en: sal de sodio de
metilen-bis(4,6-di-ter-butilfenil)fosfato,
aluminio
hidroxibis[2,4,8,10-tetrakis(1,1-dimetiletil)-6-hidroxi-12H-dibenzo[d,g][1,3,2]dioxafoshocin-6-oxidato],
sorbitoles, derivados químicos de cualquiera de estos compuestos y
sus mezclas.
24. El polipropileno según la reivindicación 17,
donde el sorbitol es 3,4-Dimetilbencilidina sorbitol
o sus derivados químicos.
25. El polipropileno según la reivindicación 17,
donde el aditivo nucleador/clarificador se selecciona del grupo que
consiste en: Sal de sodio de
metilen-bis(4,6-di-ter-butilfenil)fosfato,
aluminio
hidroxibis[2,4,8,10-tetrakis(1,1-dimetiletil)-6-hidroxi-12H-dibenzo[d,g],
derivados químicos de cualquiera de estos compuestos y sus
mezclas.
26. El polipropileno según la reivindicación 17,
donde el polipropileno contiene entre 750 y 1250 ppm de sal de
sodio de
metilen-bis(4,6-di-ter-butilfenil)fosfato
o sus derivados químicos.
27. Una película soplada templada al aire
elaborada a partir del polipropileno según la reivindicación 1.
28. La película según la reivindicación 27,
donde la película comprende una película de una sola capa.
29. La película según la reivindicación 27,
donde la película comprende una película soplada coextruida de
múltiples capas, estando la película comprendida por lo menos por
una primera y una segunda capa, estando el polipropileno según la
reivindicación 1 contenido en la primer capa.
30. La película según la reivindicación 29,
donde la segunda capa comprende un termoplástico.
31. La película según la reivindicación 29,
donde la segunda capa comprende un polímero a base de etileno que
tiene una mayoría de unidades monoméricas derivadas de etileno.
32. La película según la reivindicación 27,
donde la película se fabrica a un índice de por lo menos 0,298
g/s/cm (6 lb/hora-pulgada) de circunferencia de
matriz usando una relación de soplado de por lo menos 1,5.
33. La película según la reivindicación 27,
donde la película se fabrica a un índice de por lo menos 0,397
g/s/cm (8 lb/h-pulgada) de circunferencia de matriz,
usando una relación de soplado de por lo menos 1,5.
34. La película según la reivindicación 32 ó 33,
donde la película se fabrica usando una relación de soplado de por
lo menos 2,5.
35. La película según la reivindicación 30,
donde la segunda capa está comprendida por polímeros seleccionados
del grupo que consiste en: EVOH, PVDC, Saran, EVA, EAA,
polipropileno o polietileno injertado con anhídrido malaico, EMA,
copolímeros de etileno-acrilato, copolímeros de
ácido acrílico y sus mezclas.
36. Un procedimiento de película soplada
templada al aire para elaborar la película según la reivindicación
27.
37. Una composición de polipropileno adecuada
para formar una película soplada templada al aire, comprendiendo el
polipropileno: un polipropileno que tiene un caudal de fusión mayor
que 5 g/10 min, menos de 2% de sustancias solubles de xileno, una
isotacticidad péntada mayor que 95%, una relación isotáctica
péntada/tríada mayor que 95%, una cristalinidad de por lo menos 65%
y una temperatura de cristalización de por lo menos 127ºC,
conteniendo la composición de polipropileno entre 500 ppm y 2500 ppm
de un aditivo nucleador/clarificador, donde una película soplada
templada al aire elaborada a partir de la composición, cuando se
ensaya a un índice de barrido DSC de 200ºC/minuto, exhibe una
temperatura de inicio de la cristalización de por lo menos 116ºC y
un tiempo de semivida de la cristalización de menos de 4,1 segundos
o menos.
38. La composición de polipropileno según la
reivindicación 37, donde una película soplada templada al aire
elaborada a partir de la composición, cuando se ensaya a un índice
de barrido DSC de 200ºC/minuto, también exhibe una pendiente de
inicio más empinada de menos de -900
Watts/gramo-minuto.
39. La composición de polipropileno según la
reivindicación 37, donde la película exhibe una temperatura de
inicio de la cristalización de por lo menos 120ºC.
40. La composición de polipropileno según la
reivindicación 37, donde la película exhibe un tiempo de semivida
de cristalización de 4,0 segundos o menos.
41. La composición de polipropileno según la
reivindicación 37, donde el aditivo nucleador/clarificador comprende
sal de sodio de
metilen-bis(4,6-di-ter-butilfenil)fosfato.
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