ES2693768T3 - Cubiertas elásticas fabricadas con formulaciones ricas en ULDPE - Google Patents

Abstract

Una película de embalaje multicapa polimérica tipo cubierta elástica con una densidad general que no supera 0,920 g/cc y que comprende: A. Una capa central que comprende ULDPE y EVA en donde el ULDPE tiene una densidad de 0,903 g/cm3 a 0,913 g/cm3 medida mediante ASTM D792 y está presente en una cantidad de al menos 50% en peso de la capa; y el EVA tiene un contenido de VA de 5 a 20% en peso y está presente en una cantidad que no supera el 50% en peso de la capa; y B. Dos capas externas, cada una de las cuales comprende: ULDPE y LDPE en donde el ULDPE tiene una densidad de 0,903 g/cm3 a 0,913 g/cm3 medida mediante ASTM D792 y está presente en una cantidad de 75% en peso o más; y el LDPE tiene una densidad de 0,915 a 0,925 g/cm3 medida mediante ASTM D792 y está presente en una cantidad no mayor a 25% en peso, en donde el ULDPE es un interpolímero de etileno/alfa-olefina, en donde la alfa-olefina es una alfa-olefina C3-C20 lineal, ramificada o cíclica.

Description

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DESCRIPCION

Cubiertas elasticas fabricadas con formulaciones ricas en ULDPE Antecedentes de la invencion Campo de la invencion

Esta invencion esta relacionada con cubiertas elasticas. En un aspecto, la invencion esta relacionada con cubiertas elasticas multicapa, mientras que en otro aspecto la invencion esta relacionada con cubiertas elasticas en las que cada una de las capas es rica en polietileno de ultra baja densidad (ULDPE).

Descripcion de la tecnica relacionada

Las formulaciones de pelmula de poliolefina utilizadas en aplicaciones industriales de embalaje tipo cubierta elastica requieren un compromiso adecuado entre la recuperacion elastica durante el embalaje y la estabilidad de la carga durante el transporte y almacenamiento. La recuperacion elastica en terminos de diseno con resina esta relacionada con resinas de cristalinidad baja o mas baja, mientras que la estabilidad de la carga esta relacionada con resinas de cristalinidad alta o mas alta.

Las estructuras de pelmula de embalaje industrial tipo cubierta elastica se han utilizado comercialmente durante muchos anos y tipicamente estan basadas en formulaciones de pelmula ricas en etilenvinilacetato (EVA), es decir, formulaciones en las que mas del 50 por ciento en peso (% en peso) es EVA. El diseno tfpico de pelmula hoy en dfa es una estructura coextrusionada de 3 capas basada en una capa central de EVA (que mas comunmente comprende un EVA con un contenido de unidades derivadas del acetato de vinilo (VA) de 7,5 a 18% en peso), y capas externas basadas en mezclas ricas en polietileno lineal de baja densidad catalizado con metaloceno (mLLDPE). Este tipo de estructura de pelmula tiene un buen rendimiento en lmeas de embalaje, pero a expensas del rendimiento en almacenamiento y transporte. Espedficamente, la elasticidad residual de estas pelmulas despues del proceso de estiramiento y aplicacion sigue siendo alta y, por lo tanto, el rendimiento en estabilidad de la carga es limitado, y las resinas EVA son debiles en cuanto a sus propiedades de proteccion como pelmula sobre palet, como perforacion, propagacion de rasgaduras y rendimiento en la prueba de impacto por cafda de dardo.

El documento WO 2009/109367 ensena estructuras de pelmula coextrusionada fabricadas utilizando 10 a 95% en peso de polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) con un alto mdice de fluidez (MIR) en la capa central de una estructura multicapa de pelmula soplada extrusionada para brindar un procesamiento facil y pelmulas fuertes y altamente transparentes. El LLDPE se caracteriza por tener, entre otras propiedades, una densidad de 0,91 a 0,94 g/cm3, un mdice de fluidez (I2) de 0,05 a 1 gramo por cada 10 minutos (g/10 min), y un MIR (I21/I2) de mas de 35. Las capas externas de la estructura de la pelmula multicapa comprenden al menos el 85% en peso de polietileno (PE) lineal, del cual al menos el 75% en peso es un LLDPE con un mdice de fluidez (MI) de menos de 35 y no menos del 15% en peso es un polietileno de alta presion (HPPE).

El documento US 2005/0037219 ensena un tubo coextrusionado de pelmula soplada para usar como pelmula de cubierta elastica, en el cual la capa central de la pelmula comprende EVA o un polfmero que comprende unidades derivadas de etileno, y el polfmero tiene (1) un MI de 0,05 a 20 g/10 min, (2) al menos 10 por cada 1,000 atomos de C de ramificaciones de cadena corta que contienen 5 atomos de carbono o menos, (3) una densidad de 0,90 a 0,94 g/cm3, y (4) un tiempo de relajacion de al menos 10 segundos. Las capas externas comprenden al menos 60% en peso de LLDPE con una densidad de 0,91 a 0,94 g/cm3 y materiales extrafbles con hexano de menos del 1,5% en peso.

El documento EP 1 332 868 B1 ensena una pelmula multicapa que se puede utilizar en aplicaciones de cubierta elastica, comprendiendo la pelmula una capa central (B) que comprende (1) 10-90% en peso de LLDPE con una densidad menor a 0,920 kg/m3 y 90-10% en peso de un copolfmero de propileno que comprende 0,3-18% en peso de unidades derivadas de etileno y/o al menos una a-olefina C4-C12 y 82-97,7% en peso de unidades derivadas del propileno, o bien (2) 60-90% en peso de LLDPE con una densidad menor a 0,920 kg/m3 y 40-10% en peso de un EVA que comprende 5-35% en peso unidades derivadas de VA y 65-95% en peso unidades derivadas del etileno. Una capa externa (A) comprende polietileno de baja densidad (LDPE) con una densidad de 910 a 940 kg/m3, un punto de fusion de 106 a 125°C, y un mdice de fluidez (190°C/2,16 kg, MfR) de 0,1 a 1 g/10 min. La otra capa externa (C) comprende una composicion de uno o mas copolfmeros de propileno/etileno, propileno/buteno y propileno/etileno/a- olefina, donde la composicion tiene un MFR de 0,5 a 10 g/10 min y una temperatura de fusion de 128 a 145°C.

El documento WO 00/37543 ensena una pelmula de tres capas que utiliza una mezcla de copolfmero de etileno/a- olefina de baja densidad producido con metaloceno y una cantidad predominante de EVA con un alto contenido de VA en la capa central, y una mezcla de copolfmero de etileno/a-olefina y una cantidad predominante de EVA con un bajo contenido de VA en las capas externas. Las capas externas tambien comprenden dioxido de silicona como un modificador de friccion antibloqueo.

Las pelmulas de embalaje industriales tipo cubierta elastica que exhiben buen rendimiento en materia de embalaje y de almacenamiento y transporte son de interes continuo.

Compendio de la invencion

En una realizacion, la invencion es una estructura de pelfcula multicapa basada en formulaciones ricas en ULDPE. Estas resinas, que incluyen grados comerciales europeos actuales, como ATTANE SL 4100 y 4102 disponibles en The Dow Chemical Company, ofrecen mejores propiedades mecanicas que las resinas de EVA de incumbencia; por 5 ejemplo, ofrecen una ventaja de rendimiento significativa desde un punto de vista de almacenamiento y transporte de cargas. Este potencial de mejor rendimiento en proteccion tambien se puede combinar con un rendimiento adecuado en elasticidad y velocidad de recuperacion en maquinas de embalaje.

Resulta importante para el exito de un rendimiento adecuado de la maquina de embalaje la cristalinidad general de la pelfcula expresada en densidades de capa y de pelfcula, donde los polfmeros de alta densidad exhiben un caracter 10 mas cristalino y los polfmeros de menor densidad exhiben un caracter mas amorfo. Con respecto a las pelfculas comerciales de incumbencia, la invencion esta basada en capas centrales ricas en ULDPE que comprenden una mezcla que comprende, en porcentaje en peso, predominantemente ULDPE en combinacion con EVA. Esto tiene como resultado una capa central de cristalinidad mas alta, que luego se puede compensar con una composicion de capa externa de menor cristalinidad. En lugar de las capas externas ricas en mLLDPE de la pelfcula de embalaje tipo 15 cubierta elastica de incumbencia, las capas externas de las pelfculas de la invencion tienen una cristalinidad reducida a causa de sus formulaciones ricas en ULDPE.

En una realizacion, la invencion es una pelfcula de embalaje multicapa tipo cubierta elastica con una densidad general que no supera los 0,920 g/cc y que comprende:

A. Una capa central que comprende:

20 1.Al menos 50% en peso de ULDPE con una densidad de 0,903 a 0,913 g/cm3; y EVA con un contenido de VA de 5 a 20% en peso presente en una cantidad que no supere el 50% en peso de la capa; y

B. Dos capas externas, cada una de las cuales comprende:

1. Al menos 75% en peso de ULDPE con una densidad de 0,903 a 0,913 g/cm3; y

2. LDPE con una densidad de 0,915 a 0,925 g/cm3y que esta presente en una cantidad no superior al 25% en peso,

25 en donde el ULDPE es un interpolfmero de etileno/alfa-olefina, en donde la alfa-olefina es una alfa-olefina C3-C20 lineal, ramificada o dclica.

En una realizacion, la pelfcula comprende tres capas de pelfcula. En una realizacion de pelfcula de tres capas, la pelfcula comprende una capa central y dos capas externas.

En una realizacion, la pelfcula comprende mas de tres capas de pelfcula. En una realizacion con mas de tres capas, 30 la pelfcula comprende varias capas centrales y dos capas externas. En una realizacion con mas de tres capas, cada capa central tiene la misma composicion que las otras capas centrales. En una realizacion con mas de tres capas, al menos una capa central es distinta de las otras capas centrales. En una realizacion con mas de tres capas, cada capa externa tiene la misma composicion que la otra capa externa. En una realizacion, cada capa externa tiene una composicion diferente de la otra capa externa. En una realizacion con mas de tres capas, la pelfcula comprende al 35 menos una capa que no es ni una capa de pelfcula central ni una capa de pelfcula externa.

Descripcion detallada de la realizacion preferida

Definiciones

A menos que se indique lo contrario, que quede implfcito en el contexto, o que sea costumbre en la tecnica, todas las partes y los porcentajes estan basados en peso y todos los metodos de ensayo estan actualizados a la fecha de 40 presentacion de esta descripcion.

Los rangos numericos en esta descripcion son aproximados y, por lo tanto, podnan incluir valores que se encuentran fuera del rango a menos que se indique lo contrario. Los rangos numericos incluyen todos los valores, valores inferiores y superiores inclusive, en incrementos de una unidad, siempre y cuando exista una separacion de al menos dos unidades entre cualquier valor inferior y cualquier valor superior. Por ejemplo, si una propiedad ffsica, de composicion, 45 u otra, como, por ejemplo, el peso molecular, etc., va de 100 a 1.000, entonces todos los valores individuales, como 100, 101, 102, etc., y subrangos, como 100 a 144, 155 a 170, 197 a 200, etc., se enumeran expresamente. Para los rangos que contienen valores menores de uno o que contienen numeros fraccionarios mayores a uno (por ejemplo, 1,1; 1,5; etc.), se considera que una unidad es 0,0001; 0,001; 0,01 o 0,1, segun corresponda. Para los rangos que contienen numeros de un solo dfgito menores de diez (por ejemplo, 1 al 5), tfpicamente se considera que una unidad 50 es 0,1. Estos son solo ejemplos de lo que se pretende espedficamente, y todas las posibles combinaciones de valores numericos entre el valor mas bajo y el valor mas alto enumerados deben considerarse declaradas expresamente en esta descripcion. Se proporcionan rangos numericos en esta descripcion para, entre otros, las cantidades proporcionales de capas centrales y externas y las cantidades proporcionales de diversas resinas en una capa.

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PeKcula "multicapa" y terminos similares se refieren a una peKcula que comprende dos o mas capas de pelfcula. Cada capa de peKcula puede ser igual o diferente en cuanto a composicion y espesor.

"Superficie de cara" y terminos similares se utilizan para distinguir de la "superficie de borde". Por ejemplo, si es de forma o configuracion rectangular, una capa, por ejemplo, una pelfcula, comprendera dos superficies de cara opuestas unidas por cuatro superficies de borde (dos pares opuestos de superficies de borde, cada par cruzandose con el otro par en angulos rectos). Si es de configuracion circular, entonces la capa comprendera dos superficies de cara opuestas unidas por una superficie de borde continua.

"Composicion" y terminos similares se refieren a una mezcla de dos o mas componentes.

"Mezcla de polfmeros" y terminos similares se refieren a una mezcla de dos o mas polfmeros. Dicha mezcla puede o no ser miscible. Dicha mezcla puede o no estar separada en fases. Dicha mezcla puede o no contener una configuracion de dominio o mas, segun lo determine una espectroscopfa electronica de transmision, dispersion de luz, dispersion de rayos X y cualquier otro metodo conocido en la tecnica.

El termino "polfmero" (y terminos similares) es un compuesto macromolecular preparado mediante la reaccion (es decir, la polimerizacion) de monomeros del mismo tipo o de tipos distintos. "Polfmero" incluye homopolfmeros e interpolfmeros.

Un "interpolfmero" es un polfmero preparado mediante la polimerizacion de al menos dos monomeros diferentes. Este termino generico incluye copolfmeros, que por lo general se utiliza para referirse a polfmeros preparados a partir de dos monomeros diferentes y polfmeros preparados a partir de mas de dos monomeros diferentes, por ejemplo, terpolfmeros, tetrapolfmeros, etc.

"Poliolefina", "polfmero con base de olefina" y terminos similares se refieren a un polfmero que contiene, en su forma polimerizada, un porcentaje de peso que es mayormente una olefina, por ejemplo etileno o propileno, basado en el peso total del polfmero. Algunos ejemplos no taxativos de polfmeros con base de olefina incluyen los polfmeros con base de etileno y los polfmeros con base de propileno.

"Rico en ULDPE" y terminos similares se refieren a que una formulacion, capa de pelfcula, etc. comprende mas del 50% en peso de ULDPE.

"Cristalino" y terminos similares, como se aplican a un polfmero, se refieren a un polfmero o segmento de un polfmero que posee una transicion de primer orden o punto de fusion cristalino (Tm) determinado mediante calorimetna diferencial de barrido (DSC) o una tecnica equivalente. El termino se puede utilizar de manera intercambiable con el termino "semicristalino". Los cristales pueden existir como pilas de cristales laminares compactos, laminillas que forman los brazos de esferulitas, o como cristales micelares con hebras o laminares aislados.

"Amorfo" y terminos similares, aplicados a un polfmero, se refieren a un polfmero que no tiene un punto de fusion cristalino determinado mediante DSC o una tecnica equivalente.

ULDPE

Estos polfmeros termoplasticos son interpolfmero de etileno/a-olefina. Tfpicamente, la a-olefina es una o mas, preferiblemente una, de una a-olefina C3-20 lineal, ramificada o dclica. Algunos ejemplos de a-olefinas C3-20 incluyen propeno, 1-buteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1-tetradeceno, 1-hexadeceno, y 1- octadeceno. Las a-olefinas tambien pueden contener una estructura dclica, como el ciclohexano o el ciclopentano, lo que tiene como resultado una a-olefina como 3-ciclohexil-1-propeno (alil ciclohexano) y vinil ciclohexano. Si bien no son a-olefinas en el sentido clasico del termino, a los fines de esta invencion, se considera que ciertas olefinas dclicas, como el norborneno y olefinas relacionadas, son a-olefinas y se pueden utilizar en lugar de algunas de las a-olefinas descritas anteriormente, o todas ellas. A modo ilustrativo, los copolfmeros de poliolefina incluyen etileno/propileno, etileno/buteno, etileno/1-hexeno, etileno/1-octeno, etileno/estireno, y similares. A modo ilustrativo, los terpolfmeros incluyen etileno/propileno/1-octeno, etileno/propileno/buteno, etileno/buteno/1-octeno, y etileno/buteno/estireno.

El ULDPE utilizado en la practica de esta invencion tiene una densidad, medida por ASTM D792, de 0,903 a 0,913 g/cm3.

Algunos ejemplos espedficos de ULDPE utiles en esta invencion incluyen ATTANE® 4606G, 4647G, SL 4100G, SL 4101 G y SL 4102G; DOWLEX® 2103, 2045, 5056 y 4056; y copolfmeros AFFINITY® 1880 de etileno/1-octeno o etileno/1-hexeno fabricados por The Dow Chemical Company).

LDPE

El LDPE utilizado en la practica de esta invencion se puede fabricar mediante procesos conocidos, o se puede obtener comercialmente. El LDPE se fabrica utilizando un proceso de polimerizacion por radicales libres a alta presion. De manera alternativa, el LDPE apto para su uso en la practica de la presente invencion se puede obtener comercialmente de diversos fabricantes. Por ejemplo, se puede comprar LDPE a The Dow Chemical Company como DOW® LDPE

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150E, 303, 310, 421, 515, 535 y de muchos otros grados, y a LyondellBasell Industries bajo los nombres comerciales LUPOLEN® y PETROTHENE®. El LDPE apto para su uso en esta invencion tipicamente tiene un MI (mdice de fluidez, ASTM D1238, Condicion 190/2,16) de 4 a 15 gramos por 10 minutos (g/10 min) y una densidad de 0,915-0,925 g/cm3 (ASTM D792).

EVA

El etilenvinilacetato es un polfmero conocido y de amplia disponibilidad comercial, por ejemplo, las resinas de EVA ELVAX® disponibles en DuPont. El contenido de acetato de vinilo de las resinas de EVA utilizadas en la practica de esta invencion puede variar en gran medida, pero tfpicamente el contenido mmimo de acetato de vinilo es de al menos 5% en peso. El contenido maximo de acetato de vinilo de las resinas de EVA utilizadas en la practica de esta invencion tambien puede variar en gran medida, pero tfpicamente no supera el 20% en peso.

Capa central

La capa central, o las capas centrales, de la pelfcula de embalaje multicapa tipo cubierta elastica de esta invencion comprende en su mayona ULDPE y una minona de EVA. En una realizacion, la capa central comprende 90, 75 o 50% en peso o mas de ULDPE, y el contenido de EVA comprende no mas del 50, tfpicamente no mas del 25, e incluso mas tfpicamente, no mas del 10% en peso de la capa. En una realizacion, la capa central comprende al menos 50% en peso de ULDPE con una densidad de 0,900 a 0,920 g/cm3 y EVA con un contenido de VA de 5 a 20% en peso.

Las capas centrales de las pelfculas de cubierta elastica de esta invencion no necesariamente deben estar siempre situadas como una capa interior de la pelfcula. A modo de ejemplos no limitantes, si la pelfcula de cubierta elastica es una pelfcula de una sola capa o de dos capas, entonces la capa central de la pelfcula necesariamente constituira una capa externa de la pelfcula de cubierta elastica.

Capas externas

Las capas externas de la pelfcula de embalaje multicapa tipo cubierta elastica de esta invencion tambien comprenden en su mayona ULDPE y una minona de LDPe.

En una realizacion, una de las capas externas, o ambas, comprende 90 o 75% en peso o mas de ULDPE, y el contenido de LDPE comprende no mas del 25, e incluso mas tfpicamente, no mas del 10% en peso de una o ambas capas.

La composicion de una capa externa puede ser igual o distinta de la composicion de la otra capa externa.

Las capas externas de las pelfculas de cubierta elastica de esta invencion no necesariamente deben estar siempre situadas como una capa exterior de la pelfcula. A modo de ejemplo no limitante, si la pelfcula de cubierta elastica es una pelfcula multicapa que comprende una capa o mas que no sean una capa central o externa, por ejemplo, una capa de pelfcula de barrera de humedad o de oxfgeno, como una capa que comprende cloruro de polivinilideno o etileno alcohol vimlico, entonces la capa de pelfcula de barrera se puede situar como una capa externa o exterior. Preferiblemente, las capas de pelfcula externas de esta invencion se situan en la capa de cubierta elastica como capas exteriores.

Capas de pelfcula que no son las capas centrales y externas

En una realizacion de la invencion, una pelfcula de embalaje multicapa tipo cubierta elastica comprende al menos una de una capa central y una capa externa segun se describe anteriormente y una o mas capas de pelfcula adicionales. Estas capas de pelfcula adicionales se incorporan para varios fines, por ejemplo, barreras contra el agua y/o el oxfgeno, fuerza mecanica, resistencia qrnmica, etc., y tfpicamente se incorporan como una capa interior de la pelfcula de embalaje. Estas capas se utilizan de maneras conocidas y en cantidades conocidas.

Pelfcula de embalaje multicapa tipo cubierta elastica

Las pelfculas de esta invencion comprenden al menos una capa central y dos capas externas. En una pelfcula de tres capas (A/B/C), una superficie de cara de una capa externa (A) esta en contacto directo con una superficie de cara de la capa central (B), mientras que la otra superficie de cara de la capa central (B) se encuentra en contacto directo con una superficie de cara de la otra capa externa (C). Las capas externas A y C pueden ser iguales o diferentes. En estas estructuras de pelfcula de tres capas, la capa central tfpicamente comprende 50 o mas por ciento de peso de la pelfcula entera, y el peso de las capas externas combinadas es menos de 50% en peso de la pelfcula completa, y tfpicamente cada capa externa comprende el mismo porcentaje de peso de la pelfcula completa. Por ejemplo, si la capa central comprende 60% en peso de la pelfcula, entonces cada capa externa comprende 20% en peso de la pelfcula (aunque cada capa externa puede comprender un porcentaje de peso distinto de la pelfcula, por ejemplo, 25 y 15% en peso).

Se pueden interponer capas entre la capa central y las capas externas por cualquier cantidad de razones, por ejemplo, rendimiento, economfa, etc. En una realizacion, la estructura de pelfcula comprende 5, 7 o mas capas. Si bien estas construcciones alternativas comprenden solamente dos capas externas, pueden comprender mas de una capa central. Por ejemplo, una estructura de pelfcula de cinco capas puede comprender una capa central en contacto con dos capas adhesivas opuestas, cada una de las cuales esta en contacto directo con una capa externa, por ejemplo, A/D/C/D/C,

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donde la capa adhesiva esta designada D. Las dos capas externas pueden ser iguales o diferentes, y las dos capas adhesivas pueden ser iguales o diferentes. En una construccion alternativa de cinco capas, las capas en contacto con las capas externas son una capa central, cada una de las cuales esta en contacto con una capa de centro separadora, por ejemplo, A/B/D/B/C, donde la capa de centro se designa D. Aqm, tambien, cada capa externa (A, C) puede ser igual o distinta, y cada capa central (B) puede ser igual o distinta. En cada una de estas construcciones que comprende mas de tres capas, la capa central, o combinacion de capas centrales si es que tiene mas de una, comprende al menos el 50% en peso del peso de la pelfcula.

La densidad de la pelfcula, en oposicion con la densidad de las capas individuales, es no mayor que 0,920, tfpicamente no mayor que 0,917, e incluso mas tfpicamente no mayor que 0,912 g/cc. La densidad promedio de un pedazo de pelfcula dada se puede medir cortando primero la pelfcula, con un cuchillo o unas tijeras, en pedazos pequenos o tiras de unos pocos milfmetros, tfpicamente de un tamano cercano a los pelets de materia prima, por ejemplo, de 5 a 10 mm. Luego, estos pedazos de pelfcula se moldean por compresion en placas con dimensiones de largo por ancho por espesor en milfmetros de 32 por 32 por 2 segun las normas internacionales ISO 293 e ISO 187. Las placas se cortan a un tamano adecuado con un cuchillo, y se mide la densidad utilizando el procedimiento de ASTM D792-08. Se utiliza isopropanol como el lfquido para el metodo de Arqmmedes. Se toman tres muestras para una lectura de densidad promedio en g/cm3. La densidad a temperatura de recocido se mide entre 48 y 80 horas despues de moldear la placa. La lectura de densidad rapida se mide entre 15 minutos y 1 hora despues de moldear la placa.

El espesor de las pelfculas es de 50 a 200, preferentemente 70 a 140pm (micrones), y el espesor tfpicamente lo determinan el uso previsto y las propiedades de la pelfcula. Tfpicamente, el espesor de cada capa de la pelfcula no supera el 30 a 80 por ciento del espesor total de la pelfcula, y el espesor de la capa central tfpicamente es mayor que el de cualquier capa externa individual.

Cada capa de la pelfcula puede comprender uno o mas aditivos y/o cargas, tales como, pero sin limitarse a ellos, agentes antibloqueo o deslizantes, agentes de pegajosidad, antioxidantes, colorantes, estabilizadores UV y aditivos de procesamiento.

Estos aditivos y cargas se utilizan en cantidades conocidas y de maneras conocidas.

Las pelfculas se fabrican mediante metodos conocidos, por ejemplo, coextrusion o laminacion, y se utilizan en aplicaciones conocidas.

Pelfculas de embalaje tipo cubierta elastica representativas, incluyen, pero no se limitan a,

B.Una pelfcula de tres capas que comprende:

1. Dos capas externas, cada una de las cuales comprende:

a. 10-25% en peso de la pelfcula, y

b. 75% en peso o mas de ULDPE con una densidad de 0,903 a 0,913 g/cm3 y no mas de 25% en peso de LDPE con una densidad de 0,915-0,925 g/cc, y

2. Una capa central que comprende:

a. 80-50% en peso de la pelfcula, y

b. al menos 50% en peso de ULDPE con una densidad de 0,903 a 0,913 g/cm3 y hasta 50% en peso de EVA con un contenido de VA de 5 a 20% en peso; y

F.Una pelfcula de cinco capas que comprende:

1. Dos capas externas, cada una de las cuales comprende:

a. 10-25% en peso de la pelfcula, y

b. al menos 75% en peso de ULDPE con una densidad de 0,903 a 0,913 g/cm3, y no mas del 25% en peso de LDPE con una densidad de 0,915 a -0,925 g/cm3;

2. Dos capas centrales, cada una de las cuales comprende:

a. 10-25% en peso de la pelfcula, y

b. al menos 50% en peso de ULDPE con una densidad de 0,903 a 0,913 g/cm3, y hasta 50% en peso de EVA que comprende 5-20% en peso de acetato de vinilo;

3. Una capa central que comprende:

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a. 70-25% en peso de la pelmula, y

b. al menos 50% en peso de ULDPE con una densidad de 0,903 a 0,913 g/cm3 y no mas de 50% en peso de EVA que comprende 5-20% en peso de acetato de vinilo.

Realizaciones espedficas

Evaluacion de rendimiento de resinas clave

Se utilizan como grados de rendimiento de referencia resinas de EVA seleccionadas con un nivel de VA tipico entre 5 y 18% en peso y como se conocen en el mercado para la produccion de estructuras de pelmula de cubierta elastica. Dichas resinas se utilizan tfpicamente en la(s) capa(s) central(es) de pelmulas coextrusionadas de tfpicamente 3 a 5 o mas capas a niveles de composicion total de la pelmula que tipicamente superan el 30, e incluso mas tipicamente a niveles por encima del 50% en peso:

— Resina A: GREENFLEX® FD20 Copolfmero de EVA con 5% en peso de VA, MI2 de 0,5 g/10min (ASTM D1238)

— Resina B: NEXXSTAR* 00111 Copolfmero de EVA con 7,5% en peso de VA, MI2 de 0,5 g/10min

— Resina C: GREENFLEX® FF45 Copolfmero de EVA con 14% en peso de VA, MI2 de 0,7 g/10min (IS01133)

— Resina D: GREENFLEX® FD53 Copolfmero de EVA con 17% en peso de VA, MI2 de 0,47 g/10min (ASTM D1238)

a compararse con estos grados de ULDPE:

— Resina E: ATTANE SL 4100G Copolfmero de PE y octeno de ultra baja densidad con densidad de 0,912 g/cc y MI2 de 1,0 g/10min

— Resina F: ATTANE SL 4102G Copolfmero de PE y octeno de ultra baja densidad con densidad de 0,905 g/cc y MI2 de 1,0 g/10min

GREENFLEX® es una marca registrada de POLIMERI EUROPA NEXXSTAR* es una marca registrada de ExxonMobil Chemical

Se producen estructuras de pelmula monocapa a partir de estas resinas en una lmea de coextrusion de pelmula soplada Dr. Collin con un extrusor estandar de un solo tornillo de 30 mm de diametro y un troquel monocapa de 60 mm de diametro.

Espesor de pelmula monocapa

60 pm

Salida de monocapa

7 kg/h

fndice de soplado

3:1

Diametro del troquel

60 mm

Espacio de troquel

1,2 mm

Altura de lmea de enfriamiento

~200 mm

Temperaturas de fusion

~210°C

Dado que las resinas utilizadas en estos ejemplos tienen un grado de cristalinidad relativamente bajo, algunas de las pelmulas desarrollan efectos de bloqueo bastante marcados durante la fabricacion. No se agregan aditivos antibloqueo a las formulaciones de la pelmula. En algunos casos en los que, despues de colapsar una burbuja, no resulta posible separar las capas, el problema se soluciona colapsando pelmulas con un espesor de pared de 30 pm e introduciendo laminas de separacion en la enrolladora.

La determinacion de los niveles de recuperacion elastica es un criterio clave para describir el rendimiento de la maquina de embalaje en condiciones de laboratorio. Se pueden generar datos segun el ensayo estandar ASTM D5459-95. Las

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mediciones se realizan a niveles de esfuerzo del 50%. Detalles del ensayo: se corta una muestra de 127 x 15 mm de la pelfcula en direccion transversal y se coloca entre las abrazaderas a una separacion de 127 mm. Luego, la muestra se estira a una velocidad de 127 mm/min hasta el 50% del esfuerzo final, y se mantiene asf durante 60 segundos (s) para relajacion. Luego, se devuelve la cruceta a la separacion original de las abrazaderas y se mantiene la muestra asf a 0% esfuerzo durante otro penodo de relajacion de 180 s antes de comenzar con el segundo ciclo de elongacion. Los valores de recuperacion elastica se pueden determinar entonces segun se describe en el estandar de ensayo. Los datos de las resinas y pelfculas fabricadas a partir de ellas, seleccionadas se miden en direccion transversal a la pelfcula y muestran un rango de rendimiento comparable:

- Resina A: 88,5%

- Resina B: 89,1%

- Resina C: 89,4%

- Resina D: 89,9%

- Resina E: 87,9%

- Resina F: 89,2%

Ademas de los valores de recuperacion elastica, se eligen estos otros parametros de pelfcula para describir comportamientos clave de rendimiento en embalaje:

• Impacto por cafda de dardo — metodo A: ISO 7765-1

• Propagacion de rasgaduras Elmendorf (en direccion transversal = CD y en direccion de la maquina = MD): ASTM D792

• Resistencia a perforaciones: ASTM D-5748

Valores de impacto por cafda de dardo de las resinas y pelfculas fabricadas a partir de ellas, seleccionadas:

- Resina A: 454 g

- Resina B: 697 g

- Resina C: 1056 g

- Resina D: 1086 g

- Resina E: 1679 g

Valores de propagacion de rasgaduras Elmendorf (CD / MD) de las resinas y pelfculas fabricadas a partir de ellas, seleccionadas:

- Resina A: 158 / 102 g

- Resina B: 98 / 62 g

- Resina C: 113 / 73 g

- Resina D: 118 / 74 g

- Resina E: 1340 / 1180 g.

- Resina F: 1140 / 1070 g

Resistencia a perforaciones de las resinas y pelfculas fabricadas a partir de ellas, seleccionadas:

- Resina A: 6,4 J/cm3

- Resina B: 7,7 J/cm3

- Resina C: 14,5 J/cm3

- Resina D: 17,5 J/cm3

- Resina E: 10,6 J/cm3

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- Resina F: 15,8 J/cm3

Evaluacion comparativa de estructuras de pelmulas de la industria

Se producen estructuras de pelmula coextrusionada de tres capas en una lmea de extrusion Hosokawa Alpine. Configuracion de la lmea de extrusion:

- Extrusores: 2 x 65 (posicion de capas externas A y C) + 1 x 90 (posicion de capa central B)/ mm, todas 30 L/D

Troquel: 300 (diametro) x 1,5 (espacio) / mm

- Temperaturas de fusion: aprox. 220 °C

- Enfriamiento de burbuja: anillo de aire unico elevado, IBC Unidad de arrastre: refuerzos laterales hasta 400 mm

- Velocidad de salida: total = 350 kg/h; 2 x 70 kg/h para las capas externas y 210 kg/h para la capa central 100 pm

- Espesor de pelmula:

- Distribucion de capas: A - B - C = 20 -60 - 20%

Resinas adicionales utilizadas:

- Resina G: ESCORENE* FL 00014 Copolfmero de EVA con 14% en peso de VA, MI2 de 0,25 g/10min

- Resina H: ESCORENE* FL 00218 Copolfmero de EVA con 18% en peso de VA, MI2 de 1,7 g/10min

ESCORENE* es una marca registrada de ExxonMobil Chemical

- Resina I: Dow LDPE 150EPE de baja densidad con D de 0,920 g/cc y MI2 de 0,25 g/10min

- Resina K: DOWLEX SL 2103 Copolfmero de PE y octeno lineal de baja densidad con una densidad de

0,917 g/cc y MI2 de 0,7 g/10min

- Resina L: VERSIFY 2300 Elastomero de etileno-propileno con una densidad de 0,8665 g/cc y MI2 de 2,0 (230°C)

Parametros de diseno de la pelmula:

- Todas las pelmulas: A-B-C = 20-60-20% division de capas

- Pelmula 1:1,1 (comparativa)

- Capas externas A = C: mezcla de Resina K (79%) + Resina I (17%) + Mezclas madre (3% antibloqueo + 1% aditivo de procesamiento)

- Capa central B: Resina G

- Pelmula: 1,2 (comparativa)

- Capas externas A = C: mezcla de Resina K (79%) + Resina I (17%) + Mezclas madre (3% antibloqueo + 1% aditivo de procesamiento)

- Capa central B: Resina H

- Pelmula 3: (comparativa)

o Capas externas A = C: mezcla de Resina K (79%) + Resina I (16%) + Mezclas madre (3% antibloqueo + 1% deslizante + 1% aditivo de procesamiento)

o Capa central B: mezcla de Resina F (70%) y Resina L (30%)

- Pelmula inventiva

o Capas externas A = C: mezcla de Resina F (79%) + Resina I (17%) + Mezclas madre (3% antibloqueo + 1% aditivo de procesamiento)

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o Capa central B: mezcla de Resina F (70%) y Resina L (30%)

- Pelfcula 4:(comparativa)

o Capas externas A = C: mezcla de Resina F (79%) + Resina I (17%) + Mezclas madre (3% antibloqueo + 1% aditivo de procesamiento)

o Capa central B: mezcla de Resina F (70%) y Resina I (30%)

Propiedades clave de todas las estructuras de pelfcula especificadas:

Recuperacion elastica en MD y CD: o Pelfcula comparativa 1: 73,8 / 76,5%

o Pelfcula comparativa 2: 74,5 / 76,2%

o Pelfcula comparativa 3: 67,8 / 70,1%

o Pelfcula inventiva: 73,8 / 75,5%

o Pelfcula comparativa 4: 67,1 / 70,4

Impacto por cafda de dardo — nota importante = dardo largo tipo B: o Pelfcula comparativa 1: 1452 g

o Pelfcula comparativa 2: 1194 g

o Pelfcula comparativa 3: 1905 g

o Pelfcula inventiva: 2384 g

o Pelfcula comparativa 4: 1212 g

Propagacion de rasgaduras Elmendorf (en MD y CD): o Pelfcula comparativa 1: 1050 / 1740 g o Pelfcula comparativa 2: 532 / 836 g o Pelfcula comparativa 3: 1390 / 2160 g

o Pelfcula inventiva: 1380 / 1990 g

o Pelfcula comparativa 4: 1240 / 1830 g

Resistencia a perforaciones - elongacion:

o

Pelfcula comparativa 1: 91 mm

o

Pelfcula comparativa 2: 92 mm

o

Pelfcula comparativa 3: 99 mm

o

Pelfcula inventiva: 160 mm

o

Pelfcula comparativa 4: E E CO CO

Claims (4)

1. 10

   15

   REIVINDICACIONES

   1. Una pelfcula de embalaje multicapa polimerica tipo cubierta elastica con una densidad general que no supera 0,920 g/cc y que comprende:

   A. Una capa central que comprende ULDPE y EVA en donde el ULDPE tiene una densidad de 0,903 g/cm3 a 0,913

   g/cm3 medida mediante ASTM D792 y esta presente en una cantidad de al menos 50% en peso de la capa; y el

   EVA tiene un contenido de VA de 5 a 20% en peso y esta presente en una cantidad que no supera el 50% en

   peso de la capa; y

   B. Dos capas externas, cada una de las cuales comprende:

   ULDPE y LDPE en donde el ULDPE tiene una densidad de 0,903 g/cm3 a 0,913 g/cm3 medida mediante ASTM D792 y esta presente en una cantidad de 75% en peso o mas; y el LDPE tiene una densidad de 0,915 a 0,925 g/cm3 medida mediante ASTM D792 y esta presente en una cantidad no mayor a 25% en peso,

   en donde el ULDPE es un interpolfmero de etileno/alfa-olefina, en donde la alfa-olefina es una alfa-olefina C3-C20 lineal, ramificada o dclica.
2. 2. La pelfcula de la reivindicacion 1, en la cual el ULDPE comprende al menos 75% en peso de la capa central.
3. 3. La pelfcula de la reivindicacion 1, en la cual las capas externas son iguales.
4. 4. La pelfcula de la reivindicacion 1, en la cual las capas externas son diferentes.