ES2842774T3 - Películas multicapa orientadas en la dirección de mecanizado y artículos que comprenden las mismas - Google Patents

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Abstract

Una película orientada uniaxialmente que comprende: (a) una primera capa que comprende un plastómero de poliolefina que tiene una densidad de 0,865 a 0,908 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5-6 g/10 minutos, y al menos uno de un polietileno lineal de baja densidad catalizado mediante un catalizador de sitio único que tiene una densidad de 0,912 g/cm3 a 0,935 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos, o un polietileno de densidad ultrabaja catalizado mediante un catalizador de Ziegler- Natta que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3, un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos y una MWD de 6,0 o menos; (b) una segunda capa que comprende un polietileno de densidad ultrabaja catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3, un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos y una MWD de 6,0 o menos; y (c) al menos una capa interna entre la primera capa y la segunda capa que comprende al menos una poliolefina, en donde la película está orientada en la dirección de mecanizado con una relación de estirado de entre 4:1 y 10:1, y en donde la película exhibe un módulo secante al 2 % en la dirección de mecanizado de 586 MPa (85.000 psi) o más cuando se mide según ASTM D882.

Description

DESCRIPCIÓN
Películas multicapa orientadas en la dirección de mecanizado y artículos que comprenden las mismas
Campo
La presente invención se refiere a películas multicapa orientadas uniaxialmente y, en particular, a películas multicapa orientadas en la dirección de mecanizado. Tales películas pueden ser particularmente útiles en artículos tales como envases flexibles.
Introducción
Las películas de polietileno se utilizan ampliamente en envases flexibles, tales como sacos de envío de alta resistencia, bolsas de almacenamiento vertical, bolsas de detergente, sobrecitos, etc. Según la aplicación, puede ser necesaria una variedad de propiedades en términos de integridad y/o atractivo. Tales propiedades pueden incluir: (1) excelentes propiedades ópticas, tales como alto brillo, alta transparencia y baja turbidez; (2) suficiente resistencia al uso indebido, tal como alta resistencia a la tracción, alta resistencia a pinchazos, al impacto y rigidez; y/o (3) buenas propiedades de sellado, tal como una temperatura de inicio de sellado baja, amplio intervalo de sellado, alta fuerza de sellado y alta adherencia en caliente.
El documento EP-A-2.875.948 describe una película multicapa orientada en la dirección de mecanizado que comprende al menos una capa (A) y una capa (B), al menos una de dicha capa (A) o capa (B) que comprende al menos 50 % en peso de un polietileno lineal multimodal de baja densidad (LLDPE) que tiene una densidad de 905 a 940 kg/m3 y un MFR2 de 0,01 a 20 g/10 min que comprende un componente de bajo peso molecular (LMW) y un componente de mayor peso molecular (HMW); en donde dicho componente LMW es un homopolímero de etileno y dicho componente HMW es un polímero de etileno de etileno con al menos dos alfa olefinas C4-C12; en donde dicha película es una película estirada que está orientada uniaxialmente en la dirección de mecanizado (MD) en una relación de estirado de al menos 1:3 y tiene un espesor de película de al menos 40 pm (micrómetros) (después de estirar) y en donde dicha película no comprende una capa en la que más del 30 % en peso de dicha capa comprende un componente polimérico que tiene un punto de fusión (Tm) de 100 °C o menos.
El documento EP-A-1.941.999 proporciona una película multicapa orientada uniaxialmente que comprende al menos: (i) una capa externa (B) y (ii) una capa interna (C), en donde dicha capa (B) (i) comprende un polietileno lineal de baja densidad multimodal (LLDPE), dicha capa (C) (ii) comprende al menos un componente polimérico que está en forma de una película estirada que está orientada uniaxialmente en la dirección de mecanizado (MD) en una relación de estirado de al menos 1:3.
Las películas de polietileno soplado o fundido convencionales se utilizaron ampliamente en envases flexibles, ya sea como envasado independiente o como película laminada. Con las tendencias del mercado hacia la sostenibilidad, los envases flexibles continúan disminuyendo. Las películas de polietileno utilizadas en aplicaciones de envasado se han reducido utilizando diferentes métodos por convertidores de película y otros en busca de soluciones más delgadas, más duras, más rígidas y de menor coste para sus necesidades y las necesidades de sus clientes. Por ejemplo, se han utilizado resinas de polietileno lineal de baja densidad muy tenaces con índices de fusión fraccionados y resinas rígidas de polietileno de alta densidad en mezclas o combinaciones de coextrusión para hacer películas que buscan equilibrar la rigidez y la tenacidad. Del mismo modo, los procesos de película soplada y película fundida se han optimizado para proporcionar películas que buscan equilibrar las propiedades ópticas con el calibre y la dureza de la película. Sin embargo, existen límites sobre el espesor de las películas sin sacrificar la dureza, resistencia al desgarro y/o rigidez requerida para los procesos de conversión, operaciones de ensacado y/o rendimiento funcional del uso final.
Se ha encontrado que las películas orientadas biaxialmente (p. ej., películas de polipropileno orientadas biaxialmente y películas de polietileno orientadas biaxialmente) y las películas de polipropileno moldeadas proporcionan buena rigidez y tenacidad mientras se calibran a la baja en algunos casos.
Las películas orientadas en la dirección de mecanizado (MDO) son otro enfoque para proporcionar rigidez y propiedades ópticas a las películas. Sin embargo, cuando están orientadas significativamente en la dirección de mecanizado (p. ej., en relaciones de estirado de 6:1 a 10 :1 ), tales películas pueden debilitarse en la resistencia al desgarro en la dirección de mecanizado debido a la orientación unidireccional. A medida que las películas se estiran a altas proporciones en la dirección de mecanizado, se espera que las películas muestren más probablemente fibrilación en la dirección de mecanizado y/o caídas significativas en la resistencia al desgarro en la dirección de mecanizado.
Por tanto, sería deseable tener nuevas películas orientadas en la dirección de mecanizado que proporcionen una reducción significativa al tiempo que proporcionan propiedades mecánicas deseables.
Compendio
La presente invención proporciona películas orientadas uniaxialmente que comprenden una pluralidad de capas con combinaciones de poliolefinas que, en algunos aspectos, pueden procesarse (p. ej., orientarse) de manera más eficaz y proporcionar propiedades mecánicas deseables. Por ejemplo, en algunos aspectos, las películas de la presente invención presentan una disminución limitada de la resistencia al desgarro después de la orientación en la dirección de mecanizado. Como otro ejemplo, en algunos aspectos, las películas de la presente invención pueden exhibir valores altos de módulos secantes del 2 % mientras mantienen la resistencia al desgarro deseable en la dirección de mecanizado.
En otro aspecto, la presente invención proporciona una película orientada uniaxialmente que comprende (a) una primera capa que comprende un plastómero de poliolefina que tiene una densidad de 0,865 a 0,908 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5-6 g/10 minutos, y al menos uno de un polietileno lineal de baja densidad catalizado mediante un catalizador de sitio único que tiene una densidad de 0,912 g/cm3 a 0,935 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos, o un polietileno de densidad ultrabaja catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3, un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos y una MWD de 6,0 o menos; (b) una segunda capa que comprende un polietileno de densidad ultrabaja catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3, un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos y una MWD de 6,0 o menos; y (c) al menos una capa interna entre la primera capa y la segunda capa que comprende al menos una poliolefina, en donde la película está orientada en la dirección de mecanizado con una relación de estirado de entre 4:1 y 10:1, y en donde la película exhibe un módulo secante al 2 % en la dirección de mecanizado de 586 MPa (85.000 psi) o más cuando se mide según ASTM D882.
Las realizaciones de la presente invención también proporcionan artículos (p. ej., envases flexibles, bolsas, bolsas de almacenamiento vertical, etc.) formados a partir de las películas descritas en la presente memoria. Las realizaciones de la presente invención también proporcionan laminados que comprenden una o más de las películas descritas en la presente memoria.
Estas y otras realizaciones se describen con más detalle en la descripción detallada.
Descripción detallada
A menos que se especifique lo contrario en la presente memoria, los porcentajes son porcentajes en peso (% en peso) y las temperaturas están en °C.
El término "composición", como se emplea en la presente memoria, incluye el material o materiales que componen la composición, así como productos de reacción y productos de descomposición formados a partir de los materiales de la composición.
El término "que comprende", y derivados del mismo, no pretende excluir la presencia de ningún componente etapa o procedimiento adicional, se describa el mismo en la presente memoria o no. Con el fin de evitar cualquier duda, todas las composiciones reivindicadas en la presente memoria mediante el uso del término "que comprende" pueden incluir cualquier aditivo adicional, adyuvante, o compuesto, ya sea polimérico o no, a menos que se indique lo contrario. Por el contrario, el término, "que consiste esencialmente en" excluye del alcance de cualquier mención posterior a cualquier otro componente, etapa o procedimiento, excepto aquellos que no sean esenciales para la operatividad. La expresión "que consiste en" excluye cualquier componente, etapa o procedimiento no delimitado o enumerado específicamente.
El término "polímero", como se emplea en la presente memoria, se refiere a un compuesto polimérico preparado polimerizando monómeros, ya sean del mismo tipo o de tipos diferentes. Por tanto, el término genérico polímero abarca el término homopolímero (empleado para referirse a polímeros preparados a partir de un solo tipo de monómero, con el entendimiento de que se pueden incorporar trazas de impurezas en la estructura del polímero), y el término interpolímero como se define más adelante. Se pueden incorporar cantidades de traza de impurezas en y/o con el polímero.
El término "interpolímero", como se emplea en la presente memoria, se refiere a un polímero preparado mediante la polimerización de al menos dos tipos diferentes de monómeros. El término genérico interpolímero incluye pues copolímeros (que se refiere a polímeros preparados a partir de dos monómeros diferentes) y polímeros preparados a partir de más de dos tipos diferentes de monómeros.
El término "polímero", como se emplea en la presente memoria, se refiere a un compuesto polimérico preparado polimerizando monómeros, ya sean del mismo tipo o de tipos diferentes. Por tanto, el término genérico polímero abarca el término "homopolímero", normalmente empleado para referirse a polímeros preparados a partir de un solo tipo de monómero, así como "copolímero" que se refiere a polímeros preparados a partir de dos o más monómeros diferentes.
"Polietileno" o "polímero basado en etileno" significará polímeros que comprenden más del 50 % en peso de unidades que se han derivado del monómero de etileno. Esto incluye homopolímeros o copolímeros de polietileno (es decir, unidades derivadas de dos o más comonómeros). Las formas comunes de polietileno conocidas incluyen polietileno de baja densidad (LDPE); polietileno lineal de baja densidad (LLDPE); polietileno de densidad ultrabaja (ULDPE); polietileno de muy baja densidad (VLDPE); polietileno lineal de baja densidad catalizado mediante un catalizador de sitio único, incluyendo resinas de baja densidad tanto lineales como sustancialmente lineales (m-LLDPE); polietileno de densidad media (MDPE); y polietileno de alta densidad (HDPE). Estos materiales de polietileno son generalmente conocidos en la técnica; sin embargo, las siguientes descripciones pueden ser útiles para comprender las diferencias entre algunas de estas diferentes resinas de polietileno.
El término "LDPE" también se puede denominar "polímero de etileno de alta presión" o "polietileno altamente ramificado" y se define como que el polímero está parcial o totalmente homopolimerizado o copolimerizado en autoclave o reactores tubulares a presiones superiores a 100 MPa (14.500 psi) con el uso de iniciadores de radicales libres, tales como peróxidos (véase, por ejemplo, el documento US 4.599.392, que se incorpora como referencia en la presente memoria). Las resinas de LDPE normalmente tienen una densidad en el intervalo de 0,916 a 0,935 g/cm3.
El término "LLDPE", incluye tanto resina fabricada con los sistemas catalíticos tradicionales de Ziegler-Natta como catalizadores de sitio único, que incluyen, pero sin limitación, catalizadores de bis-metaloceno (a veces denominados "m-LLDPE") y catalizadores de geometría restringida, e incluye copolímeros u homopolímeros de polietileno lineales, sustancialmente lineales o heterogéneos. Los LLDPE contienen menos ramificaciones de cadena larga que los LDPE e incluyen los polímeros de etileno sustancialmente lineales que se definen con más detalle en la patente de EE.UU.
5.272.236, patente de EE.UU. 5.278.272, patente de EE.UU. 5.582.923 y patente de EE.UU. 5.733.155; las composiciones poliméricas de etileno lineales homogéneamente ramificadas tales como las de la patente de EE.UU. N.° 3.645.992; los polímeros de etileno heterogéneamente ramificados tales como los preparados según el proceso descrito en la patente de EE.UU. N.° 4.076.698; y/o mezclas de los mismos (tales como los descritos en los documentos US 3.914.342 o US 5.854.045). Los LLDPE se pueden fabricar por polimerización en fase gaseosa, en fase de solución o en suspensión, o cualquier combinación de las mismas, utilizando cualquier tipo de reactor o configuración de reactor conocida en la técnica, siendo los más preferidos los reactores de fase gaseosa y en suspensión.
El término "MDPE" se refiere a polietilenos que tienen densidades de 0,926 a 0,935 g/cm3. El "MDPE" se fabrica típicamente usando catalizadores de cromo o Ziegler-Natta o usando catalizadores de sitio único que incluyen, pero sin limitación, catalizadores de bis-metaloceno y catalizadores de geometría restringida, y típicamente tienen una distribución de peso molecular ("MWD") superior a 2,5.
El término "HDPE" se refiere a polietilenos que tienen densidades superiores a aproximadamente 0,935 g/cm3, que se preparan generalmente con catalizadores de Ziegler-Natta, catalizadores de cromo o catalizadores de sitio único, incluidos, pero sin limitación, catalizadores de bis-metaloceno y catalizadores de geometría restringida.
El término "ULDPE" se refiere a polietilenos que tienen densidades de 0,880 a 0,912 g/cm3, que se preparan generalmente con catalizadores de Ziegler-Natta, catalizadores de cromo, catalizadores de sitio único que incluyen, pero sin limitación, catalizadores de bis-metaloceno y catalizadores de geometría restringida.
"Multimodal" significa composiciones de resina que se pueden caracterizar por tener al menos dos picos distintos en un cromatograma de GPC que muestra la distribución del peso molecular. Multimodal incluye resinas que tienen dos picos, así como resinas que tienen más de dos picos. Las resinas multimodales generalmente tienen una MWD (como se define en la presente memoria) superior a 6,0. En relación con esto, las resinas multimodales también tienen generalmente valores de I10/I2 superiores a 10. Por el contrario, el término "unimodal" se refiere a composiciones de resina que se pueden caracterizar por tener un pico en un cromatograma de GPC que muestra la distribución del peso molecular. Las resinas unimodales generalmente tienen una MWD de 6,0 o menos y valores de I10/I2 de 12 o menos.
Ciertos polímeros se caracterizan por prepararse en presencia de un "catalizador de sitio único" o por estar "catalizados mediante un catalizador de sitio único". Se han utilizado comercialmente tres familias principales de catalizadores de sitio único (SSC) de alta eficacia para la preparación de copolímeros de polietileno. Estos son catalizadores de metaloceno de sitio único de bis-ciclopentadienilo (también conocido como catalizador de Kaminsky), un catalizador de sitio único de mono-ciclopentadienilo de geometría restringida, semi-intercalado (conocido como Catalizador de Geometría Restringida, CGC, con la marca comercial de la tecnología INSITE™ de The Dow Chemical Company) y catalizadores post-metaloceno. Debe entenderse que los polímeros caracterizados por prepararse en presencia de un catalizador de sitio único o como catalizados mediante un catalizador de sitio único se prepararon en presencia de uno o más de tales catalizadores.
A menos que se indique lo contrario en la presente memoria, los siguientes métodos analíticos se utilizan en la descripción de los aspectos de la presente invención:
La "densidad" se determina de acuerdo con ASTM D792.
"Índice de fusión": Los índices de fusión I2 (o I2) e I10 (o I10) se miden de acuerdo con ASTM D-1238 a 190 °C y a 2,16 kg y 10 kg de carga, respectivamente. Sus valores se expresan en g/10 min. El "índice de fluidez" se utiliza para resinas basadas en polipropileno y se determina según ASTM D1238 (230 °C a 2,16 kg).
El "punto de fusión máximo" se determina mediante un calorímetro de barrido diferencial (DSC) en el que la película se acondiciona a 230 °C durante 3 minutos antes de enfriarla a una velocidad de 10 °C por minuto a una temperatura de -40 °C. Después, la película se mantiene a -40 °C durante 3 minutos, la película se cura a 200 °C a una velocidad de 10 °C por minuto,
El "punto de ablandamiento VICAT" se mide según ASTM D 1525
El "porcentaje de cristalinidad en peso" se calcula según la Ecuación 1:
Cristalinidad (% en peso) = AH/AHox100 %, (Ec. 1)
donde el calor de fusión (AH) se divide por el calor de fusión para el cristal de polímero perfecto (AHo) y luego se multiplica por 100 %. Para la cristalinidad del etileno, el calor de fusión para un cristal perfecto se considera 290 J/g. Por ejemplo, un copolímero de etileno-octeno que tras la fusión de su cristalinidad de polietileno se mide para que tenga una curación de fusión de 29 J/g; la cristalinidad correspondiente es del 10 % en peso. Para la cristalinidad del propileno, el calor de fusión para un cristal perfecto se considera 165 J/g. Por ejemplo, un copolímero de propileno-etileno que tras la fusión de su cristalinidad de propileno se mide para tener un calor de fusión de 20 J/g; la cristalinidad correspondiente es 12,1 % en peso. El "calor de fusión" se obtiene utilizando un termograma DSC obtenido por el modelo Q1000 DSC de TA Instruments, Inc. (New Castle, Delaware). Las muestras de polímero se comprimen en una película delgada a una temperatura inicial de 190 °C (denominada "temperatura inicial"). Se pesan aproximadamente de 5 a 8 mg de muestra y se colocan en la bandeja de DSC. La tapa se dobla sobre el recipiente para asegurar una atmósfera cerrada. La bandeja de DSC se coloca en la celda de DSC y luego se calienta a una velocidad de aproximadamente 100 °C/minuto a una temperatura (To) de aproximadamente 60 °C por encima de la temperatura de fusión de la muestra. La muestra se mantiene a esta temperatura durante aproximadamente 3 minutos. Luego, la muestra se enfría a una velocidad de 10 °C/minuto a -40 °C y se mantiene isotérmicamente a esa temperatura durante 3 minutos. La muestra se calienta a una velocidad de 10 °C/minuto hasta que se funde por completo. Las curvas de entalpía resultantes de este experimento se analizan para determinar la temperatura máxima de fusión, temperaturas de inicio y pico de cristalización, curación de la fusión y curación de la cristalización, y cualquier otro análisis DSC de interés.
El término distribución de peso molecular o "MWD" se define como la relación entre el peso molecular promedio ponderado y el peso molecular promedio numérico (Mw/Mn). Mw y Mn se determinan según métodos conocidos en la técnica usando cromatografía de permeación en gel convencional (GPC).
El módulo secante al 2 % se mide según ASTM D882.
La resistencia al desgarro de Elmendorf se mide según ASTM D1922.
Las propiedades y métodos de ensayo adicionales se describen con más detalle en la presente memoria.
En un aspecto, una película orientada uniaxialmente de la presente invención comprende (a) una primera capa que comprende un plastómero de poliolefina que tiene una densidad de 0,865 a 0,908 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5-6 g/10 minutos, y al menos uno de un polietileno lineal de baja densidad catalizado mediante un catalizador de sitio único que tiene una densidad de 0,912 g/cm3 a 0,935 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos, o un polietileno de densidad ultrabaja catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3, un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos y una MWD de 6,0 o menos; (b) una segunda capa que comprende un polietileno de densidad ultrabaja catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3, un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos y una MWD de 6,0 o menos; y (c) al menos una capa interna entre la primera capa y la segunda capa que comprende al menos una poliolefina, en donde la película está orientada en la dirección de mecanizado con una relación de estirado de entre 4:1 y 10:1, y en donde la película exhibe un módulo secante al 2 % en la dirección de mecanizado de 586 MPa (85.000 psi) o más cuando se mide según ASTM D882. En algunas realizaciones, el polietileno de densidad ultrabaja en la primera capa tiene un punto de ablandamiento VICAT de 100 °C o menos.
En algunas realizaciones, el plastómero de poliolefina comprende un plastómero de polietileno, un plastómero de polipropileno, o combinaciones de los mismos.
La primera capa comprende menos del 50 % en peso del plastómero de poliolefina y más del 50 % en peso del polietileno lineal de baja densidad catalizado mediante un catalizador de sitio único en algunas realizaciones.
En algunas realizaciones, la al menos una capa interna comprende (i) un polietileno de densidad ultrabaja catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos, y (ii) una primera composición que comprende un polímero basado en etileno preparado en presencia de un catalizador de sitio único, en donde la composición tiene una densidad de 0,930 g/cm3 a 0,945 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos. La al menos una capa interna, en una realización adicional, puede comprender más del 50 % en peso del polietileno de densidad ultrabaja y menos del 50 % en peso de la primera composición. En algunas realizaciones, la al menos una capa interna comprende un polietileno lineal de baja densidad catalizado mediante un catalizador de sitio único que tiene una densidad de 0,912 g/cm3 a 0,935 g/cm3 y un índice de fusión (b) de 0,5 a 6 g/10 minutos.
En algunos aspectos, la primera y/o la segunda capa de las películas orientadas uniaxialmente pueden ser capas externas. En algunas realizaciones, las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención tienen un espesor de 100 gm (micrómetros) o menos. En algunas realizaciones, las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención tienen un espesor de 10 gm (micrómetros) o más. Las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención pueden comprender más de 3 capas en algunas realizaciones. Por ejemplo, en algunas realizaciones, las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención pueden comprender hasta nueve capas.
Las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención, en algunas realizaciones, puede exhibir una o más propiedades físicas que pueden ser deseables. En algunas realizaciones, las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención exhiben una resistencia al desgarro de Elmendorf normalizada en la dirección de mecanizado de 5,85 g/gm (150) a 17,6 g/gm (450 gramos/mil) cuando se mide según ASTM D1922. Las películas de la presente invención, en algunas realizaciones, exhiben un módulo secante del 2 % en la dirección de mecanizado de 1034 MPa (150.000 psi) o más cuando se mide según ASTM D882. En algunas realizaciones, el módulo secante al 2 % puede ser 1379 MPa (200.000 psi) o más, Las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención, en algunas realizaciones, pueden ser sustancialmente planas.
Las realizaciones de la presente invención también proporcionan artículos formados a partir de cualquiera de las películas orientadas uniaxialmente descritas en la presente memoria. Ejemplos de tales artículos pueden incluir envases flexibles, bolsas, bolsas de almacenamiento vertical y envases o bolsas prefabricados.
Algunas realizaciones de la presente invención comprenden laminados formados a partir de cualquier película orientada uniaxialmente descrita en la presente memoria. En algunas realizaciones, dos o más películas orientadas uniaxialmente, como se describe en la presente memoria, se sellan entre sí para formar el laminado. En otras realizaciones, se puede formar un laminado a partir de una sola película soplada. En tales realizaciones, la superficie interna de la película soplada puede colapsar y sellarse sobre sí misma para formar un laminado que tiene un espesor de aproximadamente el doble del espesor de la película soplada antes de formar el laminado. En algunas realizaciones, los laminados orientados en la dirección de mecanizado de la presente invención pueden tener un espesor de 20 a 100 gm (micrómetros), de 40 a 100 gm (micrómetros), o de 20 a 50 gm (micrómetros).
Primera capa
Al describir una primera capa de una película orientada uniaxialmente de la presente invención, debe entenderse que el término "primera" se usa para identificar la capa dentro del contexto de las otras capas de la película. No obstante, en algunas realizaciones, la primera capa es una capa externa de la película.
En otras realizaciones, una primera capa de una película orientada uniaxialmente de la presente invención comprende un plastómero de poliolefina que tiene una densidad de 0,865 a 0,908 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5­ 6 g/10 minutos, y al menos uno de un LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único que tiene una densidad de 0,912 g/cm3 a 0,935 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos, o un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3, un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos y una MWD de 6,0 o menos. El plastómero de poliolefina puede ser un plastómero de polietileno, un plastómero de polipropileno o combinaciones de los mismos.
El plastómero de poliolefina tiene una densidad de 0,865 g/cm3 a 0,908 g/cm3. Todos los valores individuales y subintervalos desde 0,865 g/cm3 hasta 0,908 g/cm3 se incluyen y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la densidad del plastómero de poliolefina puede ser de un límite inferior de 0,865, 0,870, 0,875, 0,880, 0,885 o 0,890 g/cm3 hasta un límite superior de 0,880, 0,885, 0,890, 0,895, 0,900, 0,905 o 0,908 g/cm3. En algunas realizaciones, el plastómero de poliolefina tiene una densidad de 0,870 a 0,908 g/cm3, preferiblemente de 0,885 a 0,905 g/cc, más preferiblemente de 0,895 a 0,903 g/cc.
En algunas realizaciones, el plastómero de poliolefina tiene un índice de fusión (I2) de hasta 6,0 g/10 minutos. Todos los valores y subintervalos individuales hasta 6,0 g/10 minutos se incluyen y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el plastómero de poliolefina puede tener un índice de fusión hasta un límite superior de 0,9, 1,0, 1,5, 2,0, 3,0, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5 o 6,0 g/10 minutos. En un aspecto adicional de la invención, el plastómero de poliolefina tiene un I2 con un límite inferior de 0,5 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos desde 0,5 g/10 hasta 6,0 g/10 minutos se incluyen y se describen en la presente memoria. El índice de fusión (I2) del plastómero de poliolefina es preferiblemente de 0,5 a 3,0 g/10 minutos.
Ejemplos de plastómeros de poliolefina que se pueden usar en la primera capa incluyen los disponibles comercialmente de The Dow Chemical Company con el nombre AFFINITY™ que incluyen, por ejemplo, AFFINITY™ PL 1881G, AFFINITY™ PL 1888G, AFFINITY™ PF 1140G, AFFINITY™ PF1146G y AFFINITY™ PF 1850G.
Como se ha indicado anteriormente, en realizaciones en las que la primera capa comprende un plastómero de poliolefina, la primera capa puede comprender además un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta y/o un LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único. El ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, en algunas realizaciones, tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3, un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos y una MWD de 6,0 o menos.
En realizaciones en las que la primera capa comprende plastómero de poliolefina y un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, el ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3. Todos los valores individuales y subintervalos desde 0,880 g/cm3 hasta 0,912 g/cm3 se incluyen y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la densidad del ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta pueden ser desde un límite inferior de 0,880, 0,885, 0,890 o 0,895 g/cm3 hasta un límite superior de 0,900, 0,905, 0,910 o 0,912 g/cm3. En algunas realizaciones, el ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta tiene una densidad de 0,890 a 0,912 g/cm3, preferiblemente de 0,890 a 0,908 g/cc, más preferiblemente de 0,9 a 0,905 g/cc.
En algunas realizaciones, el ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta tiene un índice de fusión (I2) de hasta 6,0 g/10 minutos. Todos los valores y subintervalos individuales hasta 6,0 g/10 minutos se incluyen y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta puede tener un índice de fusión hasta un límite superior de 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5 o 6,0 g/10 minutos. En un aspecto adicional de la invención, el ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta tiene un I2 con un límite inferior de 0,5 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos desde 0,5 g/10 hasta 6.0 g/10 minutos se incluyen y se describen en la presente memoria.
En algunas realizaciones, el ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta es unimodal. En algunas realizaciones, el ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta tiene una MWD de 6,0 o menos, preferiblemente de 5,5 o menos.
Los ejemplos de ULDPE catalizados mediante un catalizador de Ziegler-Natta que se pueden usar en la primera capa incluyen los disponibles en el mercado de The Dow Chemical Company con los nombres ATTANE™ y FLEXOMER™ (un VLDPE) que incluyen, por ejemplo, ATTANE™ 4203, ATTANE™ 4201, ATTANE™ NG 4701, ATTANE™ SL 4101. FLEXOMER™ ETS-9064, FLEXOMER™ ETS-9066 y FLEXOMER™ DFDA 1137.
En realizaciones en las que la primera capa comprende plastómero de poliolefina y un LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único, el LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único tiene una densidad de 0,912 g/cm3 a 0,935 g/cm3. Todos los valores individuales y subintervalos desde 0,912 g/cm3 hasta 0,935 g/cm3 se incluyen y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la densidad del LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único puede ser de un límite inferior de 0,912, 0,915, 0,920 o 0,925 g/cm3 hasta un límite superior de 0,920, 0,925, 0,930 o 0,935 g/cm3. En algunas realizaciones, el LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único tiene una densidad de 0,915 a 0,935 g/cm3, preferiblemente 0,915 a 0,926 g/cc.
En algunas realizaciones, el LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único tiene un índice de fusión (I2) de hasta 6,0 g/10 minutos. Todos los valores y subintervalos individuales hasta 6,0 g/10 minutos se incluyen y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único puede tener un índice de fusión hasta un límite superior de 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5 o 6,0 g/10 minutos. En un aspecto adicional de la invención, el LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único tiene un I2 con un límite inferior de 0,5 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos desde 0,5 g/10 hasta 6.0 g/10 minutos se incluyen y se describen en la presente memoria.
Ejemplos de LLDPE catalizados mediante un catalizador de sitio único que se pueden usar en la primera capa incluyen los disponibles en el mercado de The Dow Chemical Company con los nombres AFFINITY™ y ELITE™.
En algunas realizaciones en donde la primera capa comprende un plastómero de poliolefina y un LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único, la primera capa puede comprender menos del 50 % en peso del plastómero de poliolefina y más del 50 % en peso del LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único, preferiblemente menos del 45 % en peso del plastómero de poliolefina y más del 55 % en peso del LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único, o menos del 35 % en peso del plastómero de poliolefina y más del 65 % en peso del LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único. En algunas realizaciones en donde la primera capa comprende un plastómero de poliolefina y un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, la primera capa puede comprender menos del 50 % en peso del plastómero de poliolefina y más del 50 % en peso del ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, preferiblemente menos del 45 % en peso del plastómero de poliolefina y más del 50 % en peso del ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, o menos del 35 % en peso del plastómero de poliolefina y más del 65 % en peso del plastómero Ziegler-Natta catalizado ULDPE.
En realizaciones de la presente invención que incorporan un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta en la primera capa, el ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta preferiblemente tiene una diferencia entre su punto de reblandecimiento VICAT y su punto de fusión máximo de al menos 30 °C, preferiblemente al menos 40 °C. Esto proporciona una ventana de orientación muy amplia para la orientación que se cree que proporciona una relajación de tensión significativa y recocido después de la orientación para mejorar la tenacidad, la resistencia al desgarro y/o las propiedades ópticas. En algunas realizaciones, el ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta tiene preferiblemente un punto de fusión máximo de 110 °C o más y/o un punto de ablandamiento VICAT de 90 °C o menos.
Segunda capa
Al describir una segunda capa de una película orientada uniaxialmente de la presente invención, debe entenderse que el término "segunda" se usa para identificar la capa dentro del contexto de las otras capas de la película. En algunas realizaciones, la segunda capa es una capa externa de la película. En otras realizaciones, la segunda capa es una capa interior, estando al menos una capa interna entre la primera capa y la segunda capa. Por ejemplo, en algunas realizaciones, tal como una película soplada, la película se puede soplar, siendo la segunda capa una capa de superficie interna, pero luego se deja colapsar sobre sí misma de modo que una película soplada estructurada A/B/C se convierte en una película estructurada A/B/C/C/B/A, siendo A la primera capa. C es la segunda capa y B es la capa interna.
En algunas realizaciones, una segunda capa de la película orientada uniaxialmente comprende una poliolefina. Se pueden incorporar una variedad de poliolefinas y combinaciones de poliolefinas en la segunda capa en diversas realizaciones.
En algunas realizaciones, la segunda capa puede tener la misma composición que la primera capa.
En algunas realizaciones, tal como cuando la segunda capa es la capa en el interior de una película soplada (la capa en una estructura de película A/B/C) y se colapsará sobre sí misma para convertirse en una película estructurada A/B/C/C/B/A, la segunda capa comprende un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6,0 g/10 minutos. El ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta puede incluir cualquiera de los ULDPE catalizados mediante un catalizador de Ziegler-Natta que se han descrito anteriormente en relación con la primera capa. En algunas realizaciones, la al menos una poliolefina en la segunda capa comprende el 100 % en peso de tal ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta. En algunas realizaciones, la al menos una poliolefina en la segunda capa comprende al menos el 95 % en peso de dicho ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta. La al menos una poliolefina en la segunda capa, en algunas realizaciones, comprende al menos 90 % en peso de tal ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta. En realizaciones en las que la segunda capa comprende menos del 100 % del ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, otros polietilenos conocidos por los expertos en la técnica pueden estar incluidos en la segunda capa basándose en las enseñanzas de la presente memoria.
Capa interna
Cada una de las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención comprende al menos una capa interna. El término "interna" se utiliza para indicar que la capa interna está entre la primera capa y la segunda capa. La expresión "al menos una capa interna" se usa para indicar que las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención pueden incluir una única capa interna o múltiples capas internas. En algunas realizaciones que comprenden dos o más capas internas, cada una de las capas internas puede tener la misma composición. En otras realizaciones que comprenden dos o más capas internas, cada una de las capas internas puede tener diferentes composiciones, o solo algunas de las capas internas pueden tener la misma composición.
Con respecto a la al menos una capa interna, en algunas realizaciones, en donde la primera capa comprende un plastómero de poliolefina y al menos uno de un LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único o un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, y en donde la segunda capa comprende un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, la al menos una capa interna puede comprender al menos una poliolefina.
En algunas de tales realizaciones, la al menos una capa interna comprende un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/ 10 minutos, y una primera composición que comprende un polímero basado en etileno preparado en presencia de un catalizador de sitio único, en donde la composición tiene una densidad de 0,930 g/cm3 a 0,945 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos. El ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta puede comprender cualquiera de los descritos anteriormente en relación con la primera capa.
La primera composición tiene una densidad de 0,930 g/cm3 a 0,945 g/cm3. Todos los valores individuales y subintervalos desde 0,930 g/cm3 hasta 0,945 g/cm se incluyen y se describen en la presente memoria. En algunas realizaciones, la primera composición tiene un índice de fusión (I2) de hasta 6,0 g/10 minutos. Todos los valores y subintervalos individuales hasta 6,0 g/10 minutos se incluyen y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, la primera composición puede tener un índice de fusión hasta un límite superior de 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5 o 6,0 g/10 minutos. En un aspecto adicional de la invención, la primera composición tiene un I2 con un límite inferior de 0,5 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos desde 0,5 g/10 hasta 6,0 g/10 minutos se incluyen y se describen en la presente memoria.
En algunas realizaciones, la primera composición comprende un MDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único. Otro ejemplo de una resina que comprende una primera composición que comprende un polímero basado en etileno preparado en presencia de un catalizador de sitio único, en donde la composición tiene una densidad de 0,930 g/cm3 a 0,945 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos son resinas de polietileno mejoradas disponibles en el mercado de The Dow Chemical Company con el nombre ELITE™ que incluyen, por ejemplo, ELITE™ 5940.
En algunas realizaciones, en donde la segunda capa comprende un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta y una primera composición que comprende un polímero basado en etileno preparado en presencia de un catalizador de sitio único, en donde la composición tiene una densidad de 0,930 g/cm3 a 0,945 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos, la segunda capa puede comprender más del 50 % en peso del ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta y menos del 50 % en peso de la primera composición, preferiblemente más del 60 % en peso del ULDPE y menos del 40 % en peso de la primera composición, o más del 65 % en peso del ULDPE y menos del 35 % en peso de la primera composición.
En otras realizaciones en donde la primera capa comprende un plastómero de poliolefina y al menos uno de un LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único o un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, y en donde la segunda capa comprende un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, la al menos una capa interna puede comprender un polietileno lineal de baja densidad catalizado mediante un catalizador de sitio único que tiene una densidad de 0,912 g/cm3 a 0,935 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos. El LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único puede comprender cualquiera de los descritos anteriormente en relación con la primera capa.
En otras realizaciones en donde la primera capa comprende un plastómero de poliolefina y al menos uno de un LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único o un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, y en donde la segunda capa comprende un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, la al menos una capa interna puede comprender un polietileno lineal de baja densidad catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta. El LLDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta tiene una densidad de 0,912 g/cm3 a 0,935 g/cm3. Todos los valores y subintervalos individuales desde 0,912 g/cm3 hasta 0,935 g/cm3 se incluyen y describen en la presente memoria: por ejemplo, la densidad del LLDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta puede ser desde un límite inferior de 0,912, 0,915, 0,920 o 0,925 g/cm3 hasta un límite superior de 0,920, 0,925, 0,930 o 0,935 g/cm3. En algunas realizaciones, el LLDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta tiene una densidad de 0,915 a 0,935 g/cm3, preferiblemente 0,915 a 0,926 g/cc.
En algunas realizaciones, el LLDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta tiene un índice de fusión (I2) de hasta 6,0 g/10 minutos. Todos los valores y subintervalos individuales hasta 6,0 g/10 minutos se incluyen y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el LLDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta puede tener un índice de fusión hasta un límite superior de 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5 o 6,0 g/10 minutos. En un aspecto adicional de la invención, el LLDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta tiene un I2 con un límite inferior de 0,5 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos desde 0,5 g/10 hasta 6,0 g/10 minutos se incluyen y se describen en la presente memoria.
Ejemplos de LLDPE catalizados mediante un catalizador de Ziegler-Natta que se pueden usar en una capa interna incluyen los disponibles en el mercado de The Dow Chemical Company con el nombre DOWLEX™ que incluyen, por ejemplo, DOWLEX™ 2045. El LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único puede comprender cualquiera de los descritos anteriormente en relación con la primera capa.
Debe entenderse que cualquiera de las capas anteriores puede comprender además uno o más aditivos conocidos por los expertos en la técnica, tales como, por ejemplo, antioxidantes, estabilizadores de luz ultravioleta, estabilizadores térmicos, agentes antideslizantes, antibloqueo, pigmentos o colorantes, adyuvantes de procesamiento, catalizadores de reticulación, retardantes de llama, cargas y agentes espumantes.
Películas
Se puede formar una variedad de películas multicapa de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. Ciertas combinaciones de resinas pueden proporcionar películas que tengan ciertas propiedades deseables. Las películas multicapa pueden tener propiedades particularmente deseables cuando se orientan únicamente en la dirección de mecanizado para proporcionar películas orientadas uniaxialmente de la presente invención.
Se puede formar una película multicapa según cualquier método conocido en la técnica. Las combinaciones de resinas descritas en la presente memoria pueden ser particularmente adecuadas para la formación de películas multicapa usando procesos de película soplada. Cuando se utiliza un proceso de película soplada, la película soplada se puede formar de manera convencional (p. ej., se corta y se abre antes de enrollarla), o se puede permitir que la película soplada se colapse de modo que la capa interior (la segunda capa como se ha descrito en la presente memoria) pueda laminarse sobre sí misma para formar una película multicapa que es dos veces más gruesa. En otras palabras, un proceso de película soplada se puede configurar para formar una película multicapa A/B/C, donde A corresponde a una primera capa, C corresponde a una segunda capa, y B corresponde a una capa interna entre A y C (si la primera y la segunda capa son de la misma composición, la película también podría caracterizarse como una película A/B/A). En un proceso típico, la película multicapa tendría una estructura A/B/C. Sin embargo, si se permitiera que la película colapsara sobre sí misma, la película multicapa tendría una estructura A/B/C/C/B/A. En cualquier escenario, la película multicapa puede orientarse posteriormente en la dirección de mecanizado para proporcionar una película orientada uniaxialmente de la presente invención.
El método de colapso puede ser deseable en ciertas situaciones, tal como cuando se desean películas más gruesas. El método de colapso, en algunas realizaciones, también puede resultar ventajoso, ya que facilita la fabricación de películas simétricas orientadas en la dirección de mecanizado sin ondulaciones. El método de colapso, en algunas realizaciones, también puede permitir un enfriamiento más rápido ya que se produce un enfriamiento de la película más delgada antes de que se colapse en la película más gruesa. Otra ventaja del método de colapso es que puede proporcionar propiedades de barrera mejoradas ya que se puede incluir una capa de barrera (p. ej., una capa de barrera para oxígeno o una capa de barrera para vapor de agua) en la película soplada y luego duplicar cuando la película soplada colapsa (p. ej., una sola capa de barrera en la película soplada se convierte en dos capas de barrera al colapsar).
El número de capas en las películas orientadas uniaxialmente puede depender de varios factores que incluyen, por ejemplo, las propiedades deseadas de la película, la aplicación de uso final de la película, los polímeros deseados que se utilizarán en cada capa, el espesor deseado de la película, si la película se forma al colapsar una película soplada, y otros. Las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención comprenden al menos tres capas. Las películas típicas hechas con o sin colapso pueden tener hasta 9 capas, aunque el colapso de una película soplada multicapa puede dar como resultado más capas (p. ej., una película soplada de 9 capas colapsa para formar 18 capas). Las estructuras podrían ser, por ejemplo, A/B/A (si las capas externas tienen la misma composición), A/B/C, A/B/C/A, A B C D, A/B/C/D/E, A/B/C/D/E/F, A/B/C/D/E/F/G, A/B/C/D/D/C/B/A, A/B/C/D/E/F/G/H, A/B/C/D/E/F/G/H/l y otras. Las estructuras descritas en la presente memoria se pueden usar para fabricar películas con espesores de hasta 200 o 250 pm (micrómetros) en una configuración no colapsada de 3, 5, 7 o 9 capas. Un factor limitante principal en cuanto al espesor de la película es la capacidad de enfriar tales películas gruesas y de formar burbujas estables mientras se mantiene una variación de calibre razonable (p. ej., /- 10 %).
Al colapsar la película y permitir que una capa interior se lamine sobre sí misma, se pueden hacer películas mucho más gruesas (p. ej., una película de 250 pm (micrómetros) se convierte en 500 pm (micrómetros)), Por lo tanto, algunas realizaciones se refieren a películas sopladas que colapsan para formar una película más gruesa. Si se permite que tales estructuras colapsen de tal manera que la capa interior colapse sobre sí misma, las estructuras podrían ser, por ejemplo, A/B/C/C/B/A, A/B/C/D/D/C/B/A, A/B/C/D/E/E/D/C/B/A, A/B/C/D/E/F/G/G/F/E/D/C/B/A y otras. En realizaciones donde se desea el colapso, la composición de la segunda capa (como se ha descrito anteriormente, no la segunda capa en la estructura de la película), puede seleccionarse para facilitar su laminación durante el proceso de película soplada.
La formación de la película soplada mediante un método de colapso puede proporcionar varias ventajas. Tal como se ha indicado anteriormente, se puede fabricar una película soplada que duplique su espesor al colapsar (p. ej., una película soplada de 50 pm (micrómetros) colapsa para formar una película de 100 pm (micrómetros); una película soplada de 100 pm (micrómetros) colapsa para formar una película de 200 pm (micrómetros)). Por lo tanto, el método de colapso permite formar inicialmente (es decir, antes del colapso) películas sopladas simétricamente y relativamente más delgadas con una mejor eficiencia de enfriamiento, menor cristalinidad de la película y mejor óptica en comparación con una película no colapsada que tiene un espesor comparable al de la película después de colapsar. El método de colapso también proporciona ventajosamente, en algunas realizaciones, películas sustancialmente planas después de colapsar. La capacidad de formar películas muy gruesas (p. ej., hasta 400 o 500 pm (micrómetros) en algunas realizaciones) puede proporcionar una ventaja cuando la película se orienta luego en la dirección de mecanizado. Por ejemplo, una película de 400 o 500 pm (micrómetros) se puede orientar en la dirección de mecanizado en una relación de estirado de 4:1 o 5:1 para proporcionar una película de 100 pm (micrómetros) para aplicaciones de bolsas de alto rendimiento. O, tal película podría orientarse en la dirección de mecanizado en una relación de estirado de hasta 10:1 para proporcionar un relleno muy rígido de 40-50 pm (micrómetros) que podría usarse en aplicaciones de cinta o etiquetas.
Mientras se forman películas más gruesas al permitir que una película soplada colapse sobre sí misma, otras realizaciones se refieren a películas formadas laminando posteriormente dos o más películas existentes entre sí. Por ejemplo, se pueden preparar dos o más películas que tienen la misma estructura usando un proceso de película moldeada y luego laminar para simular las estructuras colapsadas simétricas descritas anteriormente. Cada una de las dos películas puede tener una capa de contacto con un punto de fusión relativamente bajo de modo que las películas puedan pasar sobre un rodillo caliente que calienta las películas y las lamina térmicamente juntas. Las dos películas también se podrían laminar junto con un adhesivo. Cuando las dos películas que tienen la misma estructura se laminan juntas, la película laminada puede simular lo que ocurre cuando se colapsa una película soplada.
Una vez formadas, las películas multicapa se orientan después en la dirección de mecanizado únicamente para proporcionar películas orientadas uniaxialmente de la presente invención. La banda de película se puede orientar en la dirección de mecanizado solo usando técnicas conocidas por los expertos en la técnica, tal como un proceso de bastidor de tensado. La película se puede orientar con una relación de estirado de 4:1 a 10:1 en realizaciones de la presente invención. En algunas realizaciones, la película se puede orientar con una relación de estirado de 5:1 a 9:1. La relación de estirado afectará el espesor de la película orientada uniaxialmente, además del espesor original y si la película está colapsada. Por ejemplo, una película multicapa con un espesor inicial de 200 pm (micrómetros), puede colapsarse a un espesor de 400 pm (micrómetros) y luego orientarse en la dirección de mecanizado a espesores de 40 pm (micrómetros) (con una relación de estirado de 10:1), de 50 pm (micrómetros) (con una relación de estirado de 8:1), de 100 pm (micrómetros) (con una relación de estirado de 4:1), u otros. Como otro ejemplo, una película multicapa con un espesor inicial de 125 pm (micrómetros), puede colapsar a un espesor de 250 pm (micrómetros) y luego orientarse en la dirección de mecanizado a espesores de 25 pm (micrómetros) (con una relación de estirado de 10:1), de 50 pm (micrómetros) (con una relación de estirado) de 5:1), u otros. Como otro ejemplo, una película multicapa con un espesor inicial de 100 pm (micrómetros), puede colapsar a un espesor de 200 pm (micrómetros) y luego orientarse en la dirección de mecanizado a espesores de 20 pm (micrómetros) (con una relación de estirado de 10:1), de 40 pm (micrómetros) (con una relación de estirado) de 5:1), u otros. Por lo tanto, las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención pueden permitir una cantidad significativa de orientación en la dirección de mecanizado mientras se mantiene un intervalo significativo de espesores de película potenciales.
Esta cantidad de orientación combinada con la composición de las diferentes capas en la película como se describe en la presente memoria puede proporcionar películas orientadas uniaxialmente que tienen una o más propiedades deseables. En algunas realizaciones, las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención pueden exhibir un módulo secante al 2 % en la dirección de mecanizado de 517 MPa (75.000 psi) o más cuando se mide según ASTM D882. Las películas orientadas uniaxialmente, en algunas realizaciones de la presente invención, pueden exhibir un módulo secante del 2 % en la dirección de mecanizado de 690 MPa (100.000 psi) o más cuando se mide según ASTM D882. Las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención pueden exhibir un módulo secante al 2 % en la dirección de mecanizado de 1034 MPa (150.000 psi) o más cuando se mide según ASTM D882 en algunas realizaciones. Las películas orientadas uniaxialmente, en algunas realizaciones, de la presente invención puede exhibir un módulo secante al 2 % en la dirección de mecanizado de 1379 MPa (200.000 psi) o más cuando se mide según ASTM D882.
Las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención también pueden exhibir valores deseables de resistencia al desgarro. En algunas realizaciones, las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención exhiben una resistencia al desgarro de Elmendorf normalizada en la dirección de mecanizado de 5,85 g/pm (150) a 17,6 g/pm (450 gramos/mil) cuando se mide según ASTM D1922. En algunas realizaciones, las películas de la presente invención pueden exhibir una caída limitada en la resistencia al desgarro en la dirección de mecanizado incluso después de la orientación solo en la dirección de mecanizado con relaciones de estirado superiores a 5:1, superiores a 6:1, e incluso hasta 9:1.
Las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención, en algunas realizaciones, también exhiben un alto módulo secante del 2 % en la dirección de mecanizado (p. ej., > 1034 MPa (150.000 psi) a una relación de estirado de 6:1; > 1379 MPa (200.000 psi) a una relación de estirado de 8:1 y > 1724 MPa (250.000 psi) a una relación de estirado de 9:1) mientras se mantienen valores de resistencia al desgarro de Elmendorf normalizados relativamente altos (p. ej., > 7,8 g/pm (200 g/mil)).
En algunas realizaciones, las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención son sustancialmente planas. En algunas realizaciones, las películas orientadas uniaxialmente de la presente invención tienen una variación de calibre que está dentro del 5 % del calibre promedio de la película.
Diversas realizaciones de la presente invención contemplan diferentes combinaciones de resinas en diferentes capas de las películas orientadas uniaxialmente para proporcionar ciertas propiedades. Por ejemplo, para una película colapsada con buena rigidez, alta resistencia al desgarro y alta sellabilidad, una película orientada uniaxialmente que tiene una estructura A/B/C/C/B/A puede comprender una capa A (la primera capa) que tiene un 40 % en peso de la capa de un plastómero de poliolefina y un 60 % en peso de la capa de un LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único o un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta. La capa C (una segunda capa) puede comprender un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta. La capa B (una capa interna entre la primera capa y la segunda capa) puede comprender el 70 % en peso de la capa de un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta y el 30 % en peso de la capa de una primera composición que comprende un polímero basado en etileno, preparado en presencia de un catalizador de sitio único, en donde la composición tiene una densidad de 0,930 g/cm3 a 0,945 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos; o 100 % de un LLDPE catalizado mediante un catalizador de sitio único o un LLDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta. La capa C (una segunda capa) puede comprender el 100 % en peso de un ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta en algunas realizaciones. Los plastómeros de poliolefina, los LLDPE catalizados mediante un catalizador de sitio único, el LLDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, el ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta, y la primera composición que comprende un polímero basado en etileno preparado en presencia de un catalizador de sitio único pueden ser cualquiera de los descritos anteriormente en relación con las descripciones de las capas correspondientes. El ULDPE catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta puede ser cualquiera de los descritos anteriormente en relación con las descripciones de las capas correspondientes.
Artículos
Las realizaciones de la presente invención también proporcionan artículos formados a partir de cualquiera de las películas orientadas uniaxialmente descritas en la presente memoria. Ejemplos de tales artículos pueden incluir envases flexibles, bolsas, bolsas de almacenamiento vertical y envases o bolsas prefabricados. Dichos artículos se pueden formar usando técnicas conocidas por los expertos en la técnica en vista de las enseñanzas de la presente memoria.
Por ejemplo, películas individuales de calibre fino (p. ej., 25-35 pm (micrómetros)), con muy buena óptica, rigidez y sellabilidad, según ciertas realizaciones de la presente invención, pueden ser útil en bolsas hechas con equipos de procesamiento de formación/llenado/sellado. Estas bolsas pueden ser útiles para bolsas de polvo y granos que contienen de ~250 gramos a 1 kilogramo. Se cree que la orientación de las películas de la presente invención en la dirección de mecanizado proporciona una combinación de rigidez, dureza y óptica que es ventajosa sobre las películas sopladas convencionales.
Las películas orientadas uniaxialmente que tienen alta rigidez y transparencia, según ciertas realizaciones de la presente invención, se pueden laminar entre sí para proporcionar un laminado formado completamente de polietileno. Como otro ejemplo, una película orientada uniaxialmente que tiene alta rigidez y transparencia, según ciertas realizaciones de la presente invención, se puede laminar a una película soplada rígida, rica en HDPE y el laminado se puede usar para formar una bolsa de almacenamiento vertical formada completamente de polietileno.
Como otro ejemplo, películas orientadas uniaxialmente con alta rigidez, alta óptica y buena resistencia al desgarro, en algunas realizaciones, se puede utilizar como película para aplicaciones de envoltura de golosinas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Una película orientada uniaxialmente que comprende:
(a) una primera capa que comprende un plastómero de poliolefina que tiene una densidad de 0,865 a 0,908 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5-6 g/ 10 minutos, y al menos uno de un polietileno lineal de baja densidad catalizado mediante un catalizador de sitio único que tiene una densidad de 0,912 g/cm3 a 0,935 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos, o un polietileno de densidad ultrabaja catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3, un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos y una MWD de 6,0 o menos;
(b) una segunda capa que comprende un polietileno de densidad ultrabaja catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3, un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos y una MWD de 6,0 o menos; y
(c) al menos una capa interna entre la primera capa y la segunda capa que comprende al menos una poliolefina, en donde la película está orientada en la dirección de mecanizado con una relación de estirado de entre 4:1 y 10:1, y en donde la película exhibe un módulo secante al 2 % en la dirección de mecanizado de 586 MPa (85.000 psi) o más cuando se mide según ASTM D882.
2. La película orientada uniaxialmente de la reivindicación 1, en donde la primera capa comprende menos del 50 % en peso del plastómero de poliolefina y más del 50 % en peso del polietileno lineal de baja densidad catalizado mediante un catalizador de sitio único.
3. La película orientada uniaxialmente de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la al menos una capa interna comprende uno de las siguientes:
(a) (i) un polietileno de densidad ultrabaja catalizado mediante un catalizador de Ziegler-Natta que tiene una densidad de 0,880 g/cm3 a 0,912 g/cm3 y un índice de fusión (b) de 0,5 a 6 g/10 minutos, y (ii) una primera composición que comprende un polímero basado en etileno preparado en presencia de un catalizador de sitio único, en donde la composición tiene una densidad de 0,930 g/cm3 a 0,945 g/cm3 y un índice de fusión (b) de 0,5 a 6 g/10 minutos; o
(b) un polietileno lineal de baja densidad catalizado mediante un catalizador de sitio único que tiene una densidad de 0,912 g/cm3 a 0,935 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos; o
(c) un revestimiento catalizado de Ziegler-Natta de polietileno de baja densidad que tiene una densidad de 0,912 g/cm3 a 0,935 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de 0,5 a 6 g/10 minutos.
4. La película orientada uniaxialmente de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera capa y la segunda capa son capas externas de la película.
5. La película orientada uniaxialmente de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la película tiene un espesor de 100 pm (micrómetros) o menos.
6. La película orientada uniaxialmente de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la película presenta una resistencia al desgarro de Elmendorf normalizada en la dirección de mecanizado de 5,85 g/pm (150) a 17,6 g/pm (450 gramos/mil) cuando se mide según ASTM D1922.
7. La película orientada uniaxialmente de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la película comprende hasta nueve capas.
8. La película orientada uniaxialmente de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la película exhibe un módulo secante al 2 % en la dirección de mecanizado de 1034 MPa (150.000 psi) o más cuando se mide según ASTM D882.
9. Un envase alimentario que comprende la película orientada uniaxialmente de cualquiera de las reivindicaciones 1-8.
10. Un laminado que comprende una primera película orientada uniaxialmente según cualquiera de las reivindicaciones 1 -8 y una segunda película orientada uniaxialmente según cualquiera de las reivindicaciones 1 -8, en donde las primeras capas de la primera y segunda películas orientadas uniaxialmente son capas externas, en donde las segundas capas de la primera y segunda películas orientadas uniaxialmente están selladas entre sí, y en donde la primera película orientada uniaxialmente y la segunda película orientada uniaxialmente se forman a partir de una sola película soplada.
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