ES2604629T3 - Estructuras de película polimérica única para uso en bolsas de fondo plano - Google Patents

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Abstract

Una monopelícula que comprende al menos 3 capas adecuadas para el uso en bolsas de fondo plano, en donde la monopelícula es una película coextruida, que comprende: a) una primera capa superficial (X) comprendida de 50 a 100 por ciento (en peso de la capa (X)) de un polietileno lineal de baja densidad que tiene una densidad de 0,89 a 0,91 g/cm3 y un índice de fusión menor que 1,3 dg/min, y un punto de fusión pico en un intervalo de 85ºC a 105ºC, y un intervalo de distribución de pesos moleculares, Mw/Mn, que oscila de 2,0 a 3,0; y b) una capa central (Y) que comprende de 60 a 100 por ciento (en peso de la capa (Y)) de un primer polímero de polietileno multimodal que tiene una distribución multimodal en términos de peso molecular, en donde dicho primer polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-C8) y en donde el primer polímero de polietileno multimodal tiene una densidad en el intervalo de 0,950-0,965 g/cm3, un índice de fusión menor que 1,20 dg/min, un punto de fusión pico mayor que 120ºC, y una distribución de pesos moleculares, relación Mw/Mn, mayor que 5,0; y c) una segunda capa superficial (Z) que comprende: i) de 50 a 100 por ciento (en peso de la capa (Z)) de un segundo polímero de polietileno multimodal que tiene una distribución multimodal en términos de peso molecular, en donde dicho segundo polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-C8), teniendo dicho segundo polímero de polietileno multimodal una densidad en el intervalo de 0,950-0,965 g/cm3, un índice de fusión menor que 1,20 dg/min, y un punto de fusión pico en el intervalo de 120ºC a 135ºC, y una distribución de pesos moleculares, relación Mw/Mn, mayor que 5,0; y ii) de 0 a 50 por ciento (en peso de la capa (Z)) de un copolímero que comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-C8), y en donde el polímero de polietileno tiene una densidad en el intervalo de 0,91 a 0,95 g/cm3, un índice de fusión menor que 1,2 dg/min, un punto de fusión pico mayor que 110ºC, y una distribución de pesos moleculares, relación Mw/Mn, mayor que 3,0, en donde el componente (ii) es un polímero de polietileno multimodal o un polímero de polietileno monomodal.

Description

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DESCRIPCION
Estructuras de pelmula polimerica unica para uso en bolsas de fondo plano Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a estructuras de pelmula para uso en bolsas de fondo plano. Las estructuras de pelmula estan constituidas solamente por poKmeros de tipo polietileno, y sin embargo exhiben aceptables propiedades de rigidez, tenacidad y de barrera para permitirlas ser usadas en bolsas de fondo plano.
Antecedentes y compendio de la invencion
Historicamente, las bolsas de plastico para mercados de alimentacion, hogar o cuidado personal estaban dispuestas horizontalmente. Sin embargo, cuando estas bolsas estan dispuestas horizontalmente, es difmil para un consumidor determinar su contenido, porque los paneles de presentacion principales estan generalmente ocultos. Se deseaba por lo tanto desarrollar bolsas capaces de tenerse en pie para estar en pie en estantenas de venta al por menor para que el envase pueda estar de frente y centrado con los compradores y atraer los ojos del comprador. Hoy en dfa, tales bolsas, conocidas como bolsas de fondo plano (o “SUPs”, por sus siglas en ingles), son una vista habitual en todo el mundo, y particularmente en Asia. Estas SUPs se usan para un amplia gama de aplicaciones de uso final, y tambien se posicionan como paquetes de recambio para botellas. Se pueden usar diferentes polfmeros en las estructuras SUP. Pueden prepararse para cumplir muchas exigencias y requisitos.
Para funcionar como una bolsa de fondo plano, las pelmulas usadas para hacer la bolsa deben exhibir suficiente rigidez para que las bolsas puedan estar de pie sin distorsionarse ni perder su forma. Ademas deben exhibir una tenacidad adecuada para que no se rompan facilmente. Adicionalmente, deben ser capaces de sellarse usando el equipo de sellado por calor habitual usado en la industria. Para algunas aplicaciones es deseable tambien que las bolsas proporcionen una barrera para la humedad, la luz y/o la transmision de oxfgeno.
Actualmente, la mayona de las SUPs en el mercado se hacen con pelmula de polietileno (PE) (mono o coex) laminadas con otro material para proporcionar rigidez u otras propiedades deseadas. A menudo este otro material es poli(tereftalato de etileno) (PET). Hay tambien otras estructuras donde se usa polipropileno y/o papel de aluminio y/o poliamidas (Nylon). Sin embargo, no hay bolsas de fondo plano producidas solo con polietileno.
Conseguir una pelmula capaz de usarse como bolsa de fondo plano usando solo resina de polietileno sena deseable para fines de sostenibilidad. En general, el uso de polietileno permitina a las empresas disminuir el grosor de la pelmula a la vez de retener una resistencia a la puncion adecuada. Esto a su vez reducina la cantidad de energfa necesitada para transportar los materiales de envasado, asf como reducina el volumen de residuos enviados al vertedero. Ademas, una estructura de pelmula que comprende una unica clase de resina, como polietileno, puede ser reciclada mas facilmente.
Por consiguiente, en una realizacion la presente invencion incluye una estructura de monopelmula adecuada para el uso en bolsas de fondo plano por sf sola, sin laminacion a otra pelmula. Para los fines de la presente invencion, “monopelmula” significa pelmulas que se producen en una unica etapa de produccion, tal como en un procedimiento de extrusion. Como se conoce en la tecnica, procedimientos de produccion tales como extrusion y coextrusion pueden producir pelmulas que tienen una o mas capas, que son “monopelmulas” para el fin de esta descripcion.
La monopelmula de la presente invencion es una pelmula coextruida, que comprende al menos tres capas. La primera capa superficial (X) esta comprendida de 50 a 100 por ciento (en peso de la capa (X)) de un polietileno lineal de baja densidad que tiene una densidad de 0,89 a 0,91 g/cm3 y un mdice de fusion menor que 1,3 dg/min, y un punto de fusion pico en un intervalo de 85°C a 105°C, y un intervalo de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, que oscila de 2,0 a 3,0.
Esta monopelmula comprende ademas al menos una capa central (Y) que comprende de 60 a 100 por ciento (en peso de la capa(Y)) de un primer polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho primer polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-Cs) y en donde el primer polfmero de polietileno multimodal tiene una densidad en el intervalo de 0,950-0,965 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,20 dg/min, un punto de fusion pico mayor que 120°C, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, mayor que 5,0.
La monopelmula de la presente invencion comprende ademas una segunda capa superficial (Z) que comprende de 50 a 100 por ciento (en peso de la capa (Z)) de un segundo polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho segundo polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente Ca-Cs), teniendo dicho segundo polfmero de polietileno multimodal una densidad en el intervalo de 0,950-0,965 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,20 dg/min, y un punto de fusion pico en el intervalo de 120°C a 135°C, y una relacion de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, mayor que 5,0.
La segunda capa superficial (Z) en la monopelmula puede comprender ademas de 0 a 50 por ciento (en peso de la
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capa (Z)) de un copoUmero que comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente Ca-C8), y en donde el poKmero de polietileno tiene una densidad en el intervalo de 0,91 a 0,95 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,2 dg/min, un punto de fusion pico mayor que 110°C, y una relacion de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, mayor que 3,0. Este componente puede ser multimodal o monomodal.
En otra realizacion, la presente invencion es una estructura de pelmula laminada adecuada para el uso en bolsas de fondo plano que comprenden una primera pelmula y al menos una segunda pelmula laminada a la primera pelmula. La primera pelmula es una pelmula coextruida que comprende al menos una capa superficial (A) que comprende de 70 a 100 por ciento (en peso de la capa (A)) de un polietileno lineal de baja densidad que tiene una densidad de 0,89 a 0,91 g/cm3 y un mdice de fusion menor que 1,3 dg/min, y un punto de fusion pico en un intervalo de 85°C a 105°C, y un intervalo de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, de 2,0 a 3,0. La primera pelmula tambien comprende al menos una capa adicional (B) que comprende de 70 a 100 por ciento (en peso de la capa (B)) de un primer polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho primer polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente Ca-C8), y en donde el primer polfmero de polietileno multimodal tiene una densidad en el intervalo de 0,950-0,965 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,20 dg/min, un punto de fusion pico mayor que 120°C, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, mayor que 5,0.
La segunda pelmula, que se lamina a la primera pelmula a fin de formar la estructura de pelmula, es tambien una pelmula coextruida, pero comprende al menos tres capas. La primera capa superficial (C) comprende de 60 a 100 por ciento (en peso de la capa (C)) de un segundo polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho segundo polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente Ca-C8), y en donde el segundo polfmero de polietileno multimodal tiene una densidad en el intervalo de 0,91-0,93 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,2 dg/min, un punto de fusion pico mayor que 110°C, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, en el intervalo de 3,0 a 4,0. La segunda pelmula tambien comprende al menos una capa central (D) que comprende de 70 a 100 por ciento (en peso de la capa (D)) de un tercer polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho tercer polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente Ca-C8), teniendo dicho tercer polfmero de polietileno multimodal una densidad en el intervalo de 0,950-9,965 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,20 dg/min, un punto de fusion pico en el intervalo de 120°C a 135°C, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, mayor que 5,0.
La segunda pelmula tambien comprende una segunda capa superficial (E) que comprende de 60 a 100 por ciento (en peso de la capa (E)) de un copolfmero que comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina en el intervalo de C3-C10 (preferiblemente C6-C8), en donde dicho copolfmero tiene una densidad de 0,91 a 0,93 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,2 dg/min, un punto de fusion pico mayor que 110°C, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, en el intervalo de 3,0 a 4,5.
La primera pelmula y la segunda pelmula estan laminadas de tal manera que la capa adicional (B) de la primera pelmula es adyacente a la primera capa superficial (C) de la segunda pelmula. Aunque pueden mezclarse otros materiales que los citados con los materiales citados para formar las capas individuales, las estructuras de pelmula laminadas de la presente invencion pueden caracterizarse por no tener, o sustancialmente no tener, materiales polimericos que no se caracterizan como homopolfmeros o copolfmeros de polietileno.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es una vista lateral de una estructura de pelmula laminada de la presente invencion.
La Figura 2 es una vista lateral de una estructura monopelmula de la presente invencion.
Descripcion detallada de la invencion
El termino “polfmero”, como se emplea en la presente memoria, se refiere a un compuesto polimerico preparado polimerizando monomeros, ya sean del mismo o diferente tipo. El termino generico polfmero abarca por tanto el termino “homopolfmero”, empleado habitualmente para hacer referencia a polfmeros preparados a partir de solo un tipo de monomero, asf como “copolfmero”, que se refiere a polfmeros preparados a partir de dos o mas monomeros diferentes.
“Polietileno” significara polfmeros que comprenden mas que 50% en peso de unidades que han sido derivadas de monomero de etileno. Esto incluye homopolfmeros o copolfmeros (significando unidades derivadas de dos o mas comonomeros) de polietileno. Las formas comunes de polietileno conocidas en la tecnica incluyen Polietileno de Baja Densidad (LDPE); Polietileno Lineal de Baja Densidad (LLDPE); Polietileno de Densidad Ultrabaja (ULDPE); Polietileno de Densidad Muy Baja (VLDPE); Polietileno Lineal de Baja Densidad catalizado por sitio unico, que incluye resinas de baja densidad tanto lineales como sustancialmente lineales (m-LLDPE); y Polietileno de Alta Densidad (HDPE). Estos materiales de polietileno se conocen generalmente en la tecnica; sin embargo las siguientes descripciones pueden ser utiles para entender las diferencias entre algunas de estas diferentes resinas de polietileno.
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El termino “LDPE” tambien puede denominarse “poUmero de etileno de alta presion” o “polietileno altamente ramificado” y se define para querer decir que el polfmero esta parcialmente o enteramente homopolimerizado o copolimerizado en reactores de autoclave o tubulares a presiones por encima de 100 MPa (14.500 psi) con el uso de iniciadores de radicales libres, tales como peroxidos (vease por ejemplo la patente de EE.UU. 4.599.392). Las resinas LDPE tienen tipicamente una densidad en el intervalo de 0,916 a 0,940 g/cm3.
El termino “LLPDE” incluye tanto resinas preparadas usando los sistemas catalfticos Ziegler-Natta tradicionales como catalizadores de sitio unico tales como metalocenos (denominados a veces “m-LLDPE”) e incluye copolfmeros u homopolfmeros de polietileno lineales, sustancialmente lineales o heterogeneos. Los LLDPEs contienen menos ramificacion de cadena larga que los LDPEs e incluyen los polfmeros de etileno sustancialmente lineales que se definen adicionalmente en la patente de EE.UU. 5.272.236, la patente de EE.UU. 5.278.272, la patente de EE.UU. 5.582.923 y la patente de EE.UU. 5.733.155; las composiciones polimericas de etileno lineales homogeneamente ramificadas tales como las de la patente de EE.UU. N° 3.645.992; los polfmeros de etileno heterogeneamente ramificados tales como los preparados segun el procedimiento descrito en la patente de EE.UU. N° 4.076.698; y/o mezclas de los mismos (tales como las descritas en la patente de EE.UU. 3.914.342 o la patente de EE.UU. 5.854.045). El PE lineal puede prepararse por polimerizacion en fase gaseosa, fase de disolucion o suspension o cualquier combinacion de las mismas, usando cualquier tipo de reactor o configuracion de reactor conocida en la tecnica, siendo los mas preferidos los reactores de fase gaseosa y suspension.
El termino “HDPE” se refiere a polietilenos que tienen densidades mayores que 0,940 g/cm3, que se preparan generalmente con catalizadores Ziegler-Natta, catalizadores de cromo o incluso catalizadores de metaloceno.
“Multimodal” significa composiciones de resina que pueden caracterizarse por tener al menos dos picos distintos en un cromatograma GPC que muestra la distribucion de pesos moleculares. Multimodal incluye resinas que tienen dos picos, asf como resinas que tienen mas que dos picos.
Se usan los siguientes metodos analtticos en la presente invencion:
La densidad se determina de acuerdo con ASTM D792.
El “mdice de fusion”, denominado tambien “I2”, se determina segun ASTM D1238 (190°C, 2,16 kg).
El punto de fusion pico se determina por Calonmetro de Barrido Diferencial (DSC) donde la pelfcula es acondicionada a 230°C durante 3 minutos antes de enfriar a una velocidad de 10 °C por minuto hasta una temperatura de -40°C. Despues de mantener la pelfcula a -40°C durante 3 minutos, se calienta la pelfcula hasta 200°C a una velocidad de 10 °C por minuto.
La expresion distribucion de pesos moleculares o “MWD” se define como la relacion de peso molecular medio ponderal a peso molecular medio numerico (Mw/Mn). Mw y Mn se determinan segun metodos conocidos en la tecnica usando cromatograffa de permeacion en gel convencional (GPC convencional).
La Velocidad de Transmision de Vapor de Agua (o WVTR) se determina segun ASTM E 96/E 96 M-05.
Modulo Secante a 2% - MD (direccion de la maquina) y CD (direccion transversal): ASTM D882-10 (media de cinco muestras de pelfcula en cada direccion; cada muestra de “2,54 cm x 15,24 cm (1 pulg x 6 pulg))”;
Resistencia al Desgarro de Elmendorf MD y CD: ASTM D1922-09 (media de 15 muestras de pelfcula en cada direccion; cada muestra de “7,62 cm x 6,35 cm (3 pulg x 2,5 pulg)” con forma de media luna).
Resistencia a la Traccion MD y CD: ASTM D882-10 (media de cinco muestras de pelfcula en cada direccion; cada muestra de “2,54 cm x 15,24 cm (1 pulg x 6 pulg))”;
Resistencia al Impacto de Dardo: ASTM D1709-09 (mmimo de 20 cafdas para conseguir un 50% de fallo; tfpicamente diez tiras de “2,54 cm x 91,4 cm (10 pulg x 36 pulg)”).
Resistencia a la Puncion: la puncion se midio en un INSTRON Modelo 4201 con SINTECH TESTWORKS SOFTWARE Version 3.10. El tamano de especimen fue “15,24 cm x 15,24 cm (6 pulg x 6 pulg)”, y se hicieron cuatro medidas para determinar un valor de puncion medio. La pelfcula se acondiciono durante 40 horas despues de la produccion de la pelfcula, y al menos 24 horas en un laboratorio controlado ASTM (23°C y 50% de humedad relativa). Se uso una celda de carga de “45,4 kg (100 lb)” con un contenedor de especimenes redondo de 10,16 cm (4 pulgadas) de diametro. La sonda de puncion es una bola de acero inoxidable pulido de “1,27 cm (^ pulgada) de diametro” (sobre una varilla de 6,35 cm (2,5”)) con una longitud de recorrido maxima de 19,05 cm (7,5 pulgadas))”.
No hubo longitud de calibre, y la sonda estaba tan cerca como era posible, pero sin tocar, el especimen (la sonda se ajusto elevando la sonda hasta que toco el especimen). Despues se bajo gradualmente la sonda, hasta que no estuvo tocando el especimen. Despues se ajusto la cruceta a cero. Considerando la distancia de recorrido maxima, la distancia sena aproximadamente 0,254 cm (0,10 pulgadas). La velocidad de la cruceta fue 25,3 cm (10 pulgadas)/minuto. El grosor se midio en el centro del especimen. El grosor de la pelfcula, la distancia que recorrio la cruceta, y la carga pico se usaron para determinar la puncion mediante el programa informatico. La sonda de
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puncion se limpio usando un “KIM-WIPE” despues de cada especimen.
En una primera realizacion, la estructura de pelmula de la presente invencion es una estructura adecuada para el uso en bolsas de fondo plano por sf sola, sin laminacion a otra pelmula. La monopelmula de la presente invencion es una pelmula coextruida, que comprende a menos tres capas. La primera capa superficial (X) esta comprendida de 50 a 100 por ciento (en peso de la capa (X)) de un polietileno lineal de baja densidad que tiene una densidad de 0,89 a 0,91 g/cm3 y un mdice de fusion menor que 1,3 dg/min, y un punto de fusion pico en un intervalo de 85°C a 105°C, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, de 2,0 a 3,0.
Esta monopelmula comprende ademas al menos una capa central (Y) que comprende de 60 a 100 por ciento (en peso de la capa (Y)) de un primer polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho primer polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-Cs), y en donde el primer polfmero de polietileno multimodal tiene una densidad en el intervalo de 0,950-0,965 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,20 dg/min, un punto de fusion pico mayor que 120°C, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, mayor que 5,0.
La monopelmula de la presente invencion comprende ademas una segunda capa superficial (Z) que comprende de 50 a 100 por ciento (en peso de la capa (Z)) de un segundo polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho segundo polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-Cs), teniendo dicho segundo polfmero de polietileno multimodal una densidad en el intervalo de 0,950-0,965 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,20 dg/min, y un punto de fusion pico en el intervalo de 120°C a 135°C, y una relacion de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, mayor que 5,0.
La segunda capa superficial (Z) en la monopelmula puede comprender ademas de 0 a 50 por ciento (en peso de la capa (Z)) de un copolfmero que comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-Cs), y en donde el polfmero de polietileno tiene una densidad en el intervalo de 0,91 a 0,95 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,2 dg/min, un punto de fusion pico mayor que 110°C, y una relacion de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, mayor que 3,0.
En otra realizacion, las estructuras de pelmula de la presente invencion comprenden al menos dos pelmulas construidas multicapas laminadas juntas.
La primera pelmula en tales realizaciones es una pelmula coextruida que comprende al menos dos capas. Al menos una capa (“capa(A)”) es una capa superficial que proporcionara capacidad de sellado para la estructura de pelmula global. Por consiguiente la capa superficial (A) comprendera de 70 a 100 por ciento (en peso de la capa (A)), preferiblemente al menos 80, 90 o incluso 100 por ciento de un polietileno lineal de baja densidad que tiene una densidad de 0,89 a 0,91 g/cm3, preferiblemente de 0,895 a 0,905 g/cm3, y un intervalo de indices de fusion de 0,7 a 1,3 dg/min, preferiblemente 0,8 a 1,2 dg/min, mas preferiblemente 0,9 a 1,1 dg/min, y un intervalo de puntos de fusion pico de 85°C a 105°C, preferiblemente 90°C a 100°C, y un intervalo de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, de 2,0 a 3,0. Pueden usarse en esta invencion dos o mas resinas diferentes, que caen cada una dentro de la descripcion expuesta en este parrafo. En tal caso, la cantidad total de tales resinas debe ser 70 a 100 por ciento en peso de la capa (A). Aunque se prefiere que tales resinas constituyan 100 por ciento de la capa (A), pueden anadirse otras resinas, sin embargo se prefiere que tales resinas tambien sean material de polietileno. Se prefiere que la resina usada para la capa A sea tal que la capa (A) tenga una resistencia al sellado por calor de al menos 25 N/25 mm, mas preferiblemente al menos 30, aun mas preferiblemente al menos 35 N/25 mm a 90°C. Se prefiere tambien que la capa A() tenga un grosor en el intervalo de 5 a 15 pm (micrometros), preferiblemente en el intervalo de 10 a 15 pm (micrometros). La primera pelmula coextruida para uso en la presente invencion tambien comprende al menos una capa adicional (“capa (B)”) que comprende de 70 a 100 por ciento (en peso de la capa (B)), preferiblemente al menos 80, 90 o incluso 100 por ciento de un primer polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho primer polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-Cs), y en donde el primer polfmero de polietileno multimodal tiene una densidad en el intervalo de 0,950-0,965 g/cm3, preferiblemente el intervalo de 0,955 a 0,962 g/cm3, un intervalo de indices de fusion de 0,8 a 1,2, preferiblemente 0,9 a 1,1 dg/min, un intervalo de puntos de fusion pico de 120 a 135, preferiblemente 125 a 132 °C, medido por un calonmetro de barrido diferencial, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, mayor que 5,0, preferiblemente mayor que 6,0. Pueden usarse en esta invencion dos o mas resinas diferentes, que caen cada una dentro de la descripcion expuesta en este parrafo. En tal caso, la cantidad total de tales resinas debe ser 70 a 100 por ciento en peso de la capa (B). Aunque se prefiere que tales resinas constituyan 100 por ciento de la capa (B), pueden anadirse otras resinas, sin embargo se prefiere que tales resinas tambien sean material de polietileno. Se prefiere tambien que la capa B tenga un intervalo de grosores de 40 a 60 pm (micrometros), preferiblemente 45 a 55 pm (micrometros).
Las pelmulas de la presente invencion (ya sean una estructura monopelmula o la primera o segunda pelmula en una estructura multipelmula) pueden comprender capas adicionales siempre y cuando no interfieran con el rendimiento global de la pelmula. Se prefiere que cualquier capa adicional tal comprenda tambien solamente material de polietileno. Se contempla tambien que en el procedimiento para extruir una pelmula, puede usarse la misma resina en dos o mas capas en un extrusor, particularmente extrusores disenados para mas que dos capas. Asf, por
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ejemplo, en un extrusor de tres capas, denominado a veces A/B/C, la resina descrita para la capa A puede usarse ventajosamente en la primera capa o capa “A” y la resina descrita para la capa B pueden usarse tanto en la segunda como la tercera capas (es decir, las capas “B” y “C”), preparando as^ en efecto una pelfcula coextruida de dos capas.
En algunas realizaciones, la estructura de pelfcula de la presente invencion tambien comprende una segunda pelfcula coextruida. La segunda pelfcula coextruida comprende al menos 3 capas diferentes. La primera capa tal es una primera capa superficial (C) que comprende de 60 a 100 por ciento (en peso de la capa (C)) preferiblemente al menos 70, 80, 90 o incluso 100 por ciento de un segundo polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho segundo polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una capa alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-Cs), y en donde el segundo polfmero de polietileno multimodal tiene una densidad en el intervalo de 0,910 a 0,930 g/cm3, preferiblemente 0,915-0,920 g/cm3, un intervalo de indices de fusion de 0,8 a 1,2, preferiblemente 0,9 a 1,1 dg/min, un intervalo de puntos de fusion pico de 110 a 130, preferiblemente 115 a 125°C, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, en el intervalo de 3,0 a 4,0. Pueden usarse dos o mas resinas diferentes, que caen cada una dentro de la descripcion expuesta en este parrafo. En tal caso, la cantidad total de tales resinas debe ser 70 a 100 por ciento en peso de la capa (C). Aunque se prefiere que tal resina constituya 100 por ciento de la capa (C), pueden anadirse otras resinas, sin embargo se prefiere que tales resinas sean tambien polietileno. Se prefiere tambien que la capa C tenga un intervalo de grosores de 10 a 25, preferiblemente de 15 a 20 pm (micrometros). La segunda pelfcula coextruida tambien comprende al menos una capa central (D) que comprende de 70 a 100 por ciento (en peso de la capa (D)) preferiblemente al menos 80, 90 o incluso 100 por ciento de un tercer polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho tercer polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente Ca-Ca), teniendo el tercer polfmero de polietileno multimodal una densidad en el intervalo de 0,950-0,965 g/cm3, preferiblemente 0,955 a 0,962 g/cm3, un intervalo de indices de fusion de 0,8 a 1,2, preferiblemente 0,9 a 1,1 dg/min, un intervalo de puntos de fusion pico de 120°C a 135°C, preferiblemente 125°C a 135°C, medido mediante un calonmetro de barrido diferencial, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, mayor que 5,0, preferiblemente mayor que 6,0. Debe apuntarse que la primera y tercera resinas multimodales pueden ser identicas. Pueden usarse en esta invencion dos o mas resinas diferentes, que caen cada una dentro de la descripcion expuesta en este parrafo. En tal caso, la cantidad total de tales resinas debe ser 70 a 100 por ciento en peso de la capa (D). Aunque se prefiere que tal resina constituya 100 por ciento de la capa (D), pueden anadirse otras resinas, sin embargo se prefiere que tales resinas sean tambien material de polietileno. Se prefiere tambien que la capa D tenga un intervalo de grosores de 15 a 35, preferiblemente 20 a 30 pm (micrometres).
La segunda pelfcula coextruida de la presente invencion tambien comprende al menos una segunda capa superficial (E) que comprende de 60 a 100 por ciento (en peso de la capa (E)) preferiblemente al menos 70, 80, 90 o incluso 100 por ciento de un copolfmero que comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina en el intervalo de C3-C10 (preferiblemente C6-Cs), en donde dicho copolfmero tiene una densidad de 0,91 a 0,93 g/cm3, preferiblemente 0,915 a 0,925 g/cm3, un intervalo de indices de fusion de 0,8 a 1,2, preferiblemente 0,9 a 1,1 dg/min, un intervalo de puntos de fusion pico de 110°C a 130°C, preferiblemente 115°C a 123°C, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, en el intervalo de 3,0 a 4,5. Pueden usarse en esta invencion dos o mas resinas diferentes, que caen cada una dentro de la descripcion expuesta en este parrafo. En tal caso, la cantidad total de tales resinas debe ser 60 a 100 por ciento en peso de la capa (E). Aunque se prefiere que tal resina constituya 100 por ciento de la capa (E), pueden anadirse otras resinas, sin embargo se prefiere que tales resinas sean tambien material de polietileno. Se prefiere tambien que la capa E tenga un intervalo de grosores de 10 a 30, mas preferiblemente de 15 a 25 pm (micrometros).
La segunda pelfcula de la presente invencion puede comprender capas adicionales, siempre y cuando no interfieran con el rendimiento global de la pelreula. Se prefiere que cualquier capa adicional tal tambien comprenda solo material de polietileno. Tambien se contempla que en el procedimiento para extruir una pelreula, pueda usarse la misma resina en dos o mas capas en un extrusor, particularmente extrusores disenados para mas que tres capas. Asf, por ejemplo, en un extrusor de cinco capas, denominado a veces A/B/C/D/E, la resina descrita para la capa C puede usarse ventajosamente en la primera capa o capa “A”, y la resina descrita para la capa D puede usarse en cada una de la segunda, tercera y cuarta capas (es decir, las capas “B”, “C” y “D”), usandose la resina descrita para la resina E en la quinta capa del extrusor.
En la estructura multipelreula de la presente invencion, la primera pelreula esta laminada a la segunda pelreula de tal manera que la capa adicional (B) de la primera pelreula es adyacente a la primera capa superficial (C) de la segunda pelreula. La laminacion de la pelreula puede realizarse por cualquier metodo conocido en la tecnica. Un metodo preferido usa sistemas adhesivos de poliuretano basados en disolvente o sin disolvente, ofrecidos por Henkel GmbH bajo la marca registrada LIOFOL®.
La estructura de pelreula laminada global y la estructura monopelreula de la presente invencion se caracterizan por la ausencia sustancial de polfmeros distintos a homopolfmeros y copolfmeros de etileno. Mediante “ausencia sustancial” se quiere decir que menos que 1% de la estructura de pelreula comprendera resinas distintas a polietileno, preferiblemente menos que 0,5%. Lo mas preferiblemente no habra resinas distintas a polietileno en la estructura de pelreula.
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Cada una de las resinas usadas en la presente invencion puede contener aditivos, como se conoce generalmente en la tecnica. Aditivos tales como antioxidantes (p.ej., fenolicos impedidos tales como Irganox® 1010 o Irganox® 1076, suministrados por Ciba Geigy), fosfitos (p.ej., Irgafos® 168, suministrado tambien por Ciba Geigy), aditivos de agarre (p.ej., PIB), Standostab PEPQTM (suministrado por Sandoz), pigmentos, colorantes, cargas y similares tambien pueden incluirse en la composicion para extrusion de polfmeros de etileno de la presente invencion a niveles usados tipicamente en la tecnica para conseguir su fin deseado.
En general, se prefiere que cada pelmula sea de 40 a 70, preferiblemente de 55 a 62 pm (micrometros) de grosor, de tal modo que la estructura de pelmula laminada total es de 140 pm (micrometros), preferiblemente 130, 120, 100 pm (micrometros) o menos.
Se prefiere tambien que la primera pelmula para uso en la presente invencion tenga una velocidad de transmision de vapor de agua (WVTR) menor que 2,5 g.60 pm/m2dfa, en base a ASTM E 96/E 96 M-05, y un impacto de dardo de 140 g o mas, en base a ASTM D 1709 metodo A.
De manera similar, se prefiere que la segunda pelmula para uso en la presente invencion tenga una WVTR menor que 3,5 g.60 pm/m2.dfa, en base a ASTM E 96/E 96 M-05, y un impacto de dardo de 245 g o mas, en base a ASTM D 1709 metodo A.
Se prefiere que la estructura de pelmula laminada tenga una WVTR menor que 1,5 g.120 pm/m2.dfa, en base a AsTm E 96/E 96 M-05, y un impacto de dardo de 300 g o mas, en base a ASTM D 1709 metodo A.
En la Figura 1 se muestra un esquema de una pelmula laminada segun la presente invencion (donde el numero “1” designa la primera capa de pelmula, y el numero “2” designa la segunda capa de pelmula y el numero “3” indica la capa adhesiva), y en la Figura 2 se muestra un esquema de una monopelmula.
Parte experimental
Las pelmulas usadas para producir tanto estructuras laminadas como de monopelmula para bolsas de fondo plano de polfmero unico se produjeron usando maquinas de coextrusion estandar para polietileno, pero cada pelmula uso una condicion de proceso diferente a fin de optimizar la estetica de la peifcula (brillo y turbidez) y entregar una produccion estable.
Se usaron las siguientes resinas en los Ejemplos.
La Resina A es un polietileno lineal de baja densidad monomodal que tiene un mdice de fusion (I2) de 1,00 g/10 min, y una densidad de 0,900 g/cm3, un punto de fusion pico de 90°C, y una distribucion de pesos moleculares (Mw/Mn) de 2,5.
La Resina B es un polfmero de polietileno multimodal derivado de etileno y 1-octeno, que tiene una densidad global de 0,962 g/cm3, un mdice de fusion (I2) de 0,85 g/10 min, un punto de fusion pico de 134°C, y una distribucion de pesos moleculares (Mw/Mn) de 5,5.
La Resina C es un polfmero de polietileno multimodal derivado de etileno y 1-octeno, que tiene una densidad global de 0,9175 g/cm3, un mdice de fusion (I2) de 1,00 g/10 min, un punto de fusion pico de 123°C, y una distribucion de pesos moleculares (Mw/Mn) de 3,4.
La Resina D es un polfmero de polietileno multimodal derivado de etileno y 1-octeno, que tiene una densidad global de 0,962 g/cm3, un mdice de fusion (I2) de 0,85 g/10 min, un punto de fusion pico de 134°C, y una distribucion de pesos moleculares (Mw/Mn) de 5,5.
La Resina E es un polietileno lineal de baja densidad monomodal que tiene un mdice de fusion (I2) de 1,00 g/10 min, y una densidad de 0,926 g/cm3, un punto de fusion pico de 125°C, y una distribucion de pesos moleculares (Mw/Mn) de 3,8.
La Resina F es un polietileno lineal de baja densidad monomodal que tiene un mdice de fusion (I2) de 1,00 g/10 min, y una densidad de 0,904 g/cm3, un punto de fusion pico de 99°C, y una distribucion de pesos moleculares (Mw/Mn) de 2,5.
La Resina G es un polfmero de polietileno monomodal derivado de etileno y 1-octeno, que tiene una densidad global de 0,950 g/cm3, un mdice de fusion (I2) de 0,95 g/10 min, un punto de fusion pico de 133°C, y una distribucion de pesos moleculares (Mw/Mn) de 3,4. La pelmula laminada esta compuesta por dos pelmulas coextruidas (3 capas) que usa la siguiente estructura:
Pelmula 1: 60 pm (micrometres)
Capa A (20% en peso de Pelreula 1): 100% de Resina A Capa B (40% en peso de Pelfcula 1): 100% de Resina B
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Capa B (40% en peso de PeKcula 1): 100% de Resina B PeKcula 2: 60 pm (micrometros)
Capa C (30% en peso de PeKcula 2): 100% de Resina C Capa D (40% en peso de Pelfcula 2): 100% de Resina D Capa E (30% en peso de Pelfcula 2): 100% de Resina E
Las condiciones de procedimiento para cada pelfcula se describen a continuacion:
Pelfcula 1 A/B/B (20/40/40)
Produccion: 100 kg/h BUR (relacion de soplado): 1,3 Espacio de boquilla: 1,8 mm Diametro de boquilla: 200 mm Temperatura de fusion: 240°C Presion: 16 MPa (160 bar)
Amps: 42 A Velocidad (rpm): 540
Perfil de temperatura: Zona 1 (200°C) a Zona 7 (240°C)
Pelfcula 2 C/D/E (30/40/30)
Produccion: 100 kg/h BUR (relacion de soplado): 1:3 Espacio de boquilla: 1,8 mm Diametro de boquilla: 20,32 cm (8 pulg)
Temperatura de fusion: 240°C Presion: 16,7 MPa (167 bar)
Amps: 42 A Velocidad (rpm): 481
Perfil de temperatura: Zona 1 (180°C) a Zona 7 (200°C)
Las capas de pelfcula se laminaron juntas usando maquinas de laminacion estandar con una capa fina (menos que 1 g/m2) de adhesivo de poliuretano sin disolvente LIOFOl®.
Se midieron las propiedades mecanicas de las pelfculas laminadas finales y los resultados se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1: Propiedades mecanicas de pelfcula laminada para bolsas de fondo plano de polfmero unico
Ensayo
Resultados Unidad
Grosor
Grosor medio um 120
Desgarro de Elmendorf - CD
Elmendorf medio g 1.159
Desgarro de Elmendorf - MD
Elmendorf medio g 355
Resistencia a la puncion
Energfa a la rotura j 5,53
Puncion J/cm3 5,54
Ensayo
Resultados Unidad
Modulo secante - 2% DM
Modulo secante medio - 421
Modulo secante - 2% DT
Modulo secante medio - 510
Traccion - CD
Alargamiento a la rotura medio % 980
Carga a la rotura media 28,2
Tension de deformacion media 21
Traccion - MD
Alargamiento a la rotura medio % 998
Carga a la rotura media MPa 36,7
Tension de cedencia media MPa 18,5
Ensayo de Cafda de Dardo (Tipo A)
315
Las estructuras monopelfcula tambien fueron ensayadas con exito para usarse como bolsas de fondo plano de poKmero unico. La pelfcula uso una maquina de coextrusion para producir pelfculas de PE de tres capas compuestas por:
5 Monopelfcula (A/B/C): 134 pm (micrometros)
Capa X (20% en peso): 100% de Resina F Capa Y (40% en peso): 100% de Resina B Capa Z (40% en peso): 100% de Resina G
Las condiciones de procedimiento para cada pelfcula se describen a continuacion:
10 Produccion: 150 kg/h
BUR (relacion de soplado): 2,0 Espacio de boquilla: 1,8 mm Diametro de boquilla: 200 mm Temperatura de fusion: 240°C
15 Perfil de temperatura: Zona 1 (200°C) a Zona 7 (240°C)
La Tabla 2 muestra las propiedades de pelfcula obtenidas usando la formulacion de Monopelfcula con la estructura Laminada puede advertirse que el modulo Monopelfcula es mas alto, y por consiguiente la resistencia a la puncion bajo.
dependiendo de cada requisito de aplicacion - modulo mas alto y/o rigidez mas alta - pueden usarse diferentes 20 estructuras dentro de los intervalos descritos en esta invencion.
Tabla 2: Propiedades mecanicas de la pelfcula monocapa para bolsas de fondo plano de polfmero unico
Ensayo
Resultados Unidad
Grosor
Grosor medio um 134
Desgarro de Elmendorf - CD
Elmendorf medio g 599
Desgarro de Elmendorf - MD
Elmendorf medio g 253
Resistencia a la puncion
Energfa a la rotura j 1,48
Puncion J/cm3 1,35
Modulo secante - 2% DM
Modulo secante medio - 516
descrita. Comparando la estructura secante a 2% de la estructura de Esos resultados son esperados, y
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Ensayo
Resultados Unidad
Modulo secante - 2% DT
Modulo secante medio - 614
Traccion - CD
Alargamiento a la rotura medio % 668
Carga media a la rotura MPa 25,1
Tension de cedencia media MPa 25,1
Traccion - MD
Alargamiento medio a la rotura % 967
Carga media a la rotura MPa 27,6
Tension de cedencia media MPa 22,6
La presente invencion puede ser descrita tambien como se expone en las siguientes clausulas numeradas:
1) Una monopelmula adecuada para uso en bolsas de fondo plano, que comprende:
a) Una primera capa superficial (X) comprendida de 50 a 100 por ciento (en peso de la capa (X)) de un polietileno lineal de baja densidad que tiene una densidad de 0,89 a 0,91 g/cm3 y un mdice de fusion menor que 1,3 dg/min, y un punto de fusion pico en un intervalo de 85°C a 105°C, y un intervalo de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, que oscila de 2,0 a 3,0; y
b) una capa central (Y) que comprende de 60 a 100 por ciento (en peso de la capa (Y)) de un primer polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho primer polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-Cs) y en donde el primer polfmero de polietileno multimodal tiene una densidad en el intervalo de 0,950-0,965 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,20 dg/min, un punto de fusion pico mayor que 120°C, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, mayor que 5,0; y
c) una segunda capa superficial (Z) que comprende:
i) de 50 a 100 por ciento (en peso de la capa (Z)) de un segundo polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho segundo polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-Cs), teniendo dicho segundo polfmero de polietileno multimodal una densidad en el intervalo de 0,950-0,965 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,20 dg/min, y un punto de fusion pico en el intervalo de 120°C a 135°C, y una relacion de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, mayor que 5,0; y
ii) de 0 a 50 por ciento (en peso de la capa (Z)) de un copolfmero que comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-Cs), y en donde el polfmero de polietileno tiene una densidad en el intervalo de 0,91 a 0,95 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,2 dg/min, un punto de fusion pico mayor que 110°C, y una relacion de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, mayor que 3,0.
2) La monopelmula de la clausula 1, en donde la segunda capa superficial (Z) componente ii) es un polfmero de polietileno multimodal.
3) La monopelmula de la clausula 1, en donde la segunda capa superficial (Z) componente ii) es un polfmero de polietileno monomodal.
incluye el componente ii) y el incluye el componente ii) y el

Claims (3)

  1. 5
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    15
    20
    25
    REIVINDICACIONES
    1. Una monopelmula que comprende al menos 3 capas adecuadas para el uso en bolsas de fondo plano, en donde la monopelmula es una pelmula coextruida, que comprende:
    a) una primera capa superficial (X) comprendida de 50 a 100 por ciento (en peso de la capa (X)) de un polietileno lineal de baja densidad que tiene una densidad de 0,89 a 0,91 g/cm3 y un mdice de fusion menor que 1,3 dg/min, y un punto de fusion pico en un intervalo de 85°C a 105°C, y un intervalo de distribucion de pesos moleculares, Mw/Mn, que oscila de 2,0 a 3,0; y
    b) una capa central (Y) que comprende de 60 a 100 por ciento (en peso de la capa (Y)) de un primer polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho primer polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-Cs) y en donde el primer polfmero de polietileno multimodal tiene una densidad en el intervalo de 0,950-0,965 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,20 dg/min, un punto de fusion pico mayor que 120°C, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, mayor que 5,0; y
    c) una segunda capa superficial (Z) que comprende:
    i) de 50 a 100 por ciento (en peso de la capa (Z)) de un segundo polfmero de polietileno multimodal que tiene una distribucion multimodal en terminos de peso molecular, en donde dicho segundo polietileno multimodal comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente Ca-Ca), teniendo dicho segundo polfmero de polietileno multimodal una densidad en el intervalo de 0,950-0,965 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,20 dg/min, y un punto de fusion pico en el intervalo de 120°C a 135°C, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, mayor que 5,0; y
    ii) de 0 a 50 por ciento (en peso de la capa (Z)) de un copolfmero que comprende unidades derivadas de etileno y al menos una alfa-olefina C3-C10 (preferiblemente C6-Ca), y en donde el polfmero de polietileno tiene una densidad en el intervalo de 0,91 a 0,95 g/cm3, un mdice de fusion menor que 1,2 dg/min, un punto de fusion pico mayor que 110°C, y una distribucion de pesos moleculares, relacion Mw/Mn, mayor que 3,0, en donde el componente (ii) es un polfmero de polietileno multimodal o un polfmero de polietileno monomodal.
  2. 2. La monopelmula de la reivindicacion 1, en donde el componente ii) es un polfmero de polietileno multimodal.
  3. 3. La monopelmula de la reivindicacion 1, en donde el componente ii) es un polfmero de polietileno monomodal.
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