ES2902911T3 - Películas parcialmente revestidas y envases formados a partir de las mismas - Google Patents

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João Gargalaka Jr
Nicolas Cardoso Mazzola
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Abstract

Una película parcialmente revestida que comprende: (a) una película que tiene dos superficies exteriores, en donde una primera superficie exterior es proporcionada por una capa de película que comprende de 70 a 100 por cien en peso de una poliolefina que tiene una densidad de 0,860 a 0,965 g/cm3; y (b) un revestimiento sobre la primera superficie exterior de la película que comprende poliuretano, en donde el revestimiento cubre menos del 25% del área superficial de la primera superficie exterior de la película y en donde la parte revestida de la película presenta un desgarro de Elmendorf en al menos una de la dirección de mecanizado o en la dirección transversal que es al menos un 20% menor que el desgarro de Elmendorf de la parte no revestida en la misma dirección, midiéndose el desgarro de Elmendorf de acuerdo con la norma ASTM D1922.

Description

DESCRIPCIÓN
Películas parcialmente revestidas y envases formados a partir de las mismas
Campo
La presente invención se refiere a películas parcialmente revestidas que se pueden utilizar en envases. Tales películas revestidas pueden ser particularmente útiles en envases para alimentos.
Introducción
Las películas de poliolefina se utilizan comúnmente para bolsas verticales, bolsitas, bolsas tipo almohada y otros tipos de envases. Las poliolefinas, tales como el polietileno, cuando se utilizan en tales envases pueden proporcionar buenas propiedades mecánicas. Si bien algunas propiedades mecánicas pueden ser deseables para algunos diseños de envases, otras propiedades mecánicas pueden ser menos deseables. Por ejemplo, los envases formados de polietileno proporcionan una alta resistencia al desgarro que puede ser deseable para algunos diseños de envases. Sin embargo, para los diseños de envases que están diseñados para abrirse por desgarro, puede ser menos deseable una alta resistencia al desgarro.
Por tanto, sería deseable tener nuevas películas y materiales relacionados para su uso en envases que proporcionen una combinación deseable de propiedades mecánicas al tiempo que permitan una fácil apertura por desgarro. El documento JP5589614 B2 describe bolsas de envasado que se abren fácilmente, preparadas a partir de películas laminadas que comprenden una película de polietileno y una película de copolímero de cicloolefina, en donde la película de copolímero de cicloolefina se describe como responsable de las propiedades de fácil desgarro.
Compendio
La presente invención proporciona películas parcialmente revestidas que combinan ventajosamente películas basadas en poliolefinas (incluidas películas monocapa y multicapa, con y sin laminación) con un revestimiento de poliuretano en solo una parte de la superficie exterior de la película que proporciona ventajosamente propiedades mecánicas deseables (por ejemplo, rigidez) mientras que también reduce la resistencia al desgarro en el área revestida. La región que está revestida con el revestimiento de poliuretano proporciona ventajosamente un área de menor resistencia al desgarro con la capacidad de promover regiones fáciles de rasgar y perforar de la película, o un envase formado a partir de la película.
En un aspecto, la presente invención proporciona una película parcialmente revestida que comprende (a) una película que tiene dos superficies externas, en donde una primera superficie externa es proporcionada por una capa de película que comprende de 70 a 100 por cien en peso de una poliolefina que tiene una densidad de 0,860 a 0,965 g/cm3; y (b) un revestimiento sobre la primera superficie exterior de la película que comprende poliuretano, en donde el revestimiento cubre menos del 25% del área superficial de la primera superficie exterior de la película y en donde la parte revestida de la película presenta un desgarro de Elmendorf en al menos una de la dirección de mecanizado o la dirección transversal que es al menos un 20% menor que el desgarro de Elmendorf de la parte no revestida en la misma dirección, midiéndose el desgarro de Elmendorf de acuerdo con la norma ASTM D1922. En algunas realizaciones, la película es una película monocapa. La película es una película multicapa en algunas realizaciones.
Las realizaciones de la presente invención también proporcionan envases (por ejemplo, envases flexibles, bolsitas, bolsas verticales, bolsas, etc.) formados a partir de las películas parcialmente revestidas descritas en la presente memoria.
Estas y otras realizaciones se describen con más detalle en la Descripción Detallada.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 ilustra la apertura de un envase formado a partir de una película parcialmente revestida según una realización de la presente invención.
La figura 2 ilustra la perforación de un recipiente de bebida formado a partir de una película parcialmente revestida según una realización de la presente invención.
La figura 3 ilustra la apertura de otro envase formado a partir de una película parcialmente revestida según una realización de la presente invención.
La figura 4 ilustra otra realización de un envase formado a partir de una película parcialmente revestida según una realización de la presente invención.
La figura 5 ilustra la aplicación de un revestimiento a una película.
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 usa en la presente memoria, incluye material(es) que comprende(n) la composición, así como productos de reacción y productos de descomposición formados a partir de los materiales de la composición.
La expresión "que comprende" y los derivados de la misma no pretenden excluir la presencia de ningún componente, etapa o procedimiento adicional, se describa este o no en la presente memoria. Para evitar cualquier duda, todas las composiciones reivindicadas en la presente memoria mediante el uso de la expresión "que comprende" pueden incluir cualquier aditivo, adyuvante o compuesto adicional, ya sea polimérico o de otro tipo, a menos que se indique lo contrario. Por el contrario, la expresión "que consiste esencialmente en" excluye del alcance de cualquier cita posterior cualquier otro componente, etapa o procedimiento, excepto aquellos que no son esenciales para la operatividad. La expresión "que consiste en" excluye cualquier componente, etapa o procedimiento que no se delineen o enumeren específicamente.
El término "polímero", como se usa en la presente memoria, se refiere a un compuesto polimérico preparado polimerizando monómeros, ya sean del mismo tipo o de un tipo diferente. Por tanto, el término genérico polímero abarca el término homopolímero (empleado para referirse a polímeros preparados a partir de un solo tipo de monómero, entendiendo que se pueden incorporar trazas de impurezas en la estructura del polímero), y el término interpolímero como se define a continuación en la presente memoria. Pueden incorporarse trazas de impurezas en y/o dentro del polímero.
El término "interpolímero", como se usa 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, por tanto, copolímeros (empleados para referirse a polímeros preparados a partir de dos tipos diferentes de monómeros) y polímeros preparados a partir de más de dos tipos diferentes de monómeros. El término "polímero", como se usa en la presente memoria, se refiere a un compuesto polimérico preparado polimerizando monómeros, ya sean del mismo tipo o de un tipo diferente. 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" significa polímeros que comprenden más del 50% en peso de unidades que se derivan 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 en la técnica incluyen polietileno de baja densidad (LDPE); polietileno lineal de baja densidad (LLDPE); polietileno de densidad ultrabaja (ULDPE); polietileno de densidad muy baja (VLDPE); polietileno lineal de baja densidad catalizado en un solo sitio, que incluye resinas lineales y sustancialmente lineales de baja densidad (m-LLDPE); polietileno de densidad media (DMPE); 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 puede denominarse "polímero de etileno de alta presión" o "polietileno altamente ramificado" y se define en el sentido de que el polímero está parcial o totalmente homopolimerizado o copolimerizado en autoclave o reactores tubulares a presiones superiores a 14.500 psi (100 MPa) con el uso de iniciadores de radicales libres, tales como peróxidos (véase, por ejemplo, el documento US 4.599.392). Las resinas de LDPE normalmente tienen una densidad en el intervalo de 0,916 a 0,940 g/cm3.
El término "LLDPE" incluye tanto la resina elaborada con los sistemas catalíticos tradicionales de Ziegler-Natta como los catalizadores de un solo sitio, incluidos, entre otros, catalizadores de bis-metaloceno (en ocasiones 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, la patente de EE.UU. 5.278.272, la patente de eE.UU. 5.582.923 y la patente de EE.UU. 5.733.155; las composiciones de polímeros de etileno lineal ramificados homogéneamente 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 (tal como los descritos en los documentos US 3.914.342 o US 5.854.045). Los LLDPE se pueden preparar mediante 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 reactores de fase gaseosa y en suspensión los más preferidos. Los LLDPE normalmente pueden tener una densidad de hasta 0,940 g/cm3 y pueden incluir ULDPE y VLDPE, que son LLDPE que tienen densidades en el extremo inferior del intervalo.
El término "DMPE" se refiere a polietilenos que tienen densidades de 0,926 a 0,940 g/cm3. El "DMPE" se fabrica normalmente utilizando catalizadores de cromo o Ziegler-Natta o utilizando metaloceno, catalizadores de geometría restringida o de un solo sitio, y normalmente tiene una distribución de peso molecular ("MWD") mayor que 2,5.
El término "HDPE" se refiere a polietilenos que tienen densidades de aproximadamente 0,940 g/cm3 o más, que generalmente se preparan con catalizadores de Ziegler-Natta, catalizadores de cromo o incluso catalizadores de metaloceno.
"Polipropileno" significa polímeros que comprenden más del 50% en peso de unidades que se han derivado del monómero de propileno. Esto incluye homopolímeros o copolímeros de polipropileno (es decir, unidades derivadas de dos o más comonómeros). Las formas comunes de polipropileno conocidas en la técnica incluyen polipropileno homopolímero (hPP), polipropileno copolímero aleatorio (rcPP), polipropileno copolímero de impacto (hPP al menos un modificador de impacto elastomérico) (ICPP) o polipropileno de alto impacto (HIPP), polipropileno de alta resistencia a la fusión (HMS-PP), polipropileno isotáctico (iPP), polipropileno sindiotáctico (sPP) y combinaciones de los mismos.
''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.
A menos que se indique lo contrario en la presente memoria, los siguientes métodos analíticos se utilizan en los aspectos descriptivos de la presente invención:
Índice de fusión: los índices de fusión I2 (o I2) e I10 (o I10) se miden de acuerdo con la norma 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 otras resinas, y se determina de acuerdo con la norma ASTM D1238 (230°C a 2,16kg).
Densidad: las muestras para medir la densidad se preparan de acuerdo con la norma ASTM D4703. Las mediciones se realizan, de acuerdo con la norma ASTM D792, Método B, una hora después del prensado de la muestra.
El desgarro de Elmendorf se mide de acuerdo con la norma ASTM D1922.
El punto de fusión máximo se determina mediante un calorímetro diferencial de barrido (DSC) donde 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 de mantener la película a -40°C durante 3 minutos, la película se calienta a 200°C a una velocidad de 10°C por minuto.
El módulo secante al 1% de deformación y al 2% de deformación se mide en la dirección de mecanizado (DM) y en la dirección transversal (DT) con un comprobador Instron Universal de acuerdo con la norma ASTM D882-12.
Las propiedades y métodos de ensayo adicionales se describen con más detalle en la presente memoria.
Se ha descubierto que aplicando un revestimiento de poliuretano particular en una región seleccionada de una película de poliolefina, la película parcialmente revestida tiene una resistencia al desgarro reducida en la región revestida. Revistiendo selectivamente tales películas, la región parcialmente revestida se puede utilizar así para promover regiones fáciles de rasgar y/o de fácil punción que pueden ser particularmente útiles en la apertura de envases formados a partir de tales películas.
En un aspecto, la presente invención proporciona una película parcialmente revestida que comprende (a) una película que tiene dos superficies externas, en donde una primera superficie externa es proporcionada por una capa de película que comprende de 70 a 100 por cien en peso de una poliolefina que tiene una densidad de 0,860 a 0,965 g/cm3; y (b) un revestimiento sobre la primera superficie exterior de la película que comprende poliuretano, en donde el revestimiento cubre menos del 25% del área superficial de la primera superficie exterior de la película y en donde la parte revestida de la película presenta un desgarro de Elmendorf en al menos una de la dirección de mecanizado o la dirección transversal que es al menos un 20% menor que el desgarro de Elmendorf de la parte no revestida en la misma dirección, midiéndose el desgarro de Elmendorf de acuerdo con la norma ASTM D1922. En algunas realizaciones, el desgarro de Elmendorf de la parte no revestida de la película es de al menos 50 gramos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM D1922. En algunas realizaciones, la película es una película de polipropileno orientada biaxialmente. La película, en algunas realizaciones, es una película de polipropileno colada. En algunas realizaciones, la película se forma a partir de polietileno o mezclas de polietilenos, en donde la densidad del polietileno es de 0,915 g/cm3 a 0,962 g/cm3.
En algunas realizaciones, la película es una película monocapa. En otras realizaciones, la película es una película multicapa. En algunas realizaciones donde la película es una película de capas multicapa que comprende dos o más capas, la película puede comprender una o más capas que comprenden polipropileno, copolímeros basados en propileno, un copolímero de olefina cíclica o mezclas de los mismos. En algunas realizaciones donde la película es una película de capas multicapa que comprende dos o más capas, la película puede comprender además una capa de barrera. Una capa de barrera, en tales realizaciones, puede comprender, por ejemplo, poliamida o alcohol etilenvinílico.
En algunas realizaciones, la película que se va a revestir es una película soplada. La película que se va a revestir, en algunas realizaciones, es una película colada.
En algunas realizaciones, el poliuretano se forma a partir de: (a) un uretano terminado en hidroxilo; y (b) un prepolímero con funcionalidad isocianato. El prepolímero con funcionalidad isocianato, en algunas realizaciones, comprende un isocianato aromático. El uretano terminado en hidroxilo comprende al menos uno de un uretano basado en poliéter terminado en hidroxilo, un uretano basado en poliéster terminado en hidroxilo y un uretano basado en poliéster-poliéter terminado en hidroxilo, en algunas realizaciones. En este documento se proporcionan detalles adicionales con respecto al poliuretano que se puede utilizar en el revestimiento en diversas realizaciones de la presente invención.
En algunas realizaciones, la cantidad de revestimiento en las partes de la superficie exterior de la película (o la superficie exterior de una capa de una película multicapa) que están revestidas es de 1 a 7 g/m.2.
En algunas realizaciones, la película parcialmente revestida tiene un espesor de 20 a 250 micrómetros. La película parcialmente revestida tiene un espesor de 25 a 100 micrómetros en algunas realizaciones.
En algunas realizaciones, la presente invención proporciona laminados. En algunas de tales realizaciones, un laminado comprende una película parcialmente revestida según cualquiera de las realizaciones descritas en la presente memoria laminada a una segunda película.
Algunas realizaciones de la presente invención se refieren a envases. En algunas de tales realizaciones, un envase comprende una película parcialmente revestida según cualquiera de las realizaciones descritas en la presente memoria. En algunas realizaciones, el envase es una bolsa vertical y la parte revestida está próxima a un borde superior de la bolsa para facilitar la apertura de la bolsa. En una realización adicional, la bolsa comprende al menos un borde lateral que tiene una muesca y la muesca está formada en la parte revestida o adyacente a la parte revestida. En algunas realizaciones, el envase es un recipiente para bebidas y la parte revestida se coloca en un lugar del recipiente para permitir la inserción de una pajita.
Películas
Se puede revestir al menos parcialmente una amplia diversidad de películas para proporcionar películas parcialmente revestidas según las realizaciones de la presente invención.
Tales películas tienen dos superficies exteriores, siendo una primera superficie exterior una que está parcialmente revestida con poliuretano. La primera superficie exterior es proporcionada por una capa de película que comprende de 70 a 100 por cien en peso de una poliolefina que tiene una densidad de 0,860 a 0,965 g/cm3. La capa de película puede ser la única capa de película en las realizaciones donde la película es una película de una sola capa, o una de una pluralidad de capas en las realizaciones donde la película es una película multicapa.
Como se señaló anteriormente, en algunas realizaciones, la película es una película multicapa. En tales realizaciones, una primera capa comprende de 70 a 100 por cien en peso de una poliolefina que tiene una densidad de 0,860 a 0,965 g/cm3. La primera capa es una capa superficial en algunas realizaciones que proporciona la primera superficie exterior que está parcialmente revestida. Todos los valores y subintervalos individuales de 70 a 100 por cien en peso (% en peso) se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la cantidad de poliolefina puede ser desde un límite inferior de 70, 80 o 90% en peso hasta un límite superior de 80, 90 o 100% en peso. Por ejemplo, la cantidad de poliolefina puede ser de 80 a 100% en peso, o de manera alternativa, de 70 a 90% en peso, o de manera alternativa, de 75 a 95% en peso, o de manera alternativa, de 80 a 100% en peso.
La poliolefina puede ser polipropileno, polietileno, una mezcla de polietilenos o una mezcla de polietileno y polipropileno, en diversas realizaciones. En algunas realizaciones, la película se forma a partir de polietileno o mezclas de polietilenos, en donde la densidad del polietileno es de 0,915 g/cm3 hasta 0,962 g/cm3.
En algunas realizaciones, la poliolefina comprende un polietileno lineal de baja densidad. El polietileno lineal de baja densidad tiene una densidad menor o igual a 0,930 g/cc (cm3) en algunas realizaciones. Todos los valores y subintervalos individuales menores o iguales a 0,930 g/cc se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la densidad del polietileno lineal de baja densidad puede ser de un límite superior de 0,915, 0,920, 0,925 o 0,930 g/cc. En algunos aspectos de la invención, el primer polietileno lineal de baja densidad tiene una densidad mayor o igual a 0,870 g/cc. Todos los valores y subintervalos individuales entre 0,915 y 0,930 se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria.
El polietileno lineal de baja densidad tiene un punto de fusión máximo de 127°C o menos en algunas realizaciones, preferiblemente entre 70 y 126°C, más preferiblemente entre 80 y 125°C.
El índice de fusión del polietileno lineal de baja densidad en la primera capa puede depender de varios factores que incluyen si la película es una película soplada o una película colada. En las realizaciones donde la película es una película soplada, el polietileno lineal de baja densidad tiene un I2 menor o igual a 2,0 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos de 2,0 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el primer polietileno lineal de baja densidad puede tener un índice de fusión desde un límite superior de 2,0, 1,7, 1,4, 1,1 o 0,9 g/10 minutos. En un aspecto particular de la invención, el polietileno lineal de baja densidad tiene un I2 con un límite inferior de 0,1 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos de 0,1 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el primer polietileno lineal de baja densidad puede tener un I2 mayor o igual a 0,1,0,2, 0,3 o 0,4 g/10 minutos.
En otras realizaciones, la película puede ser una película colada. En tales realizaciones, el polietileno lineal de baja densidad tiene un I2 mayor o igual a 2,0 g/10 minutos. Todos los valores y subintervalos individuales por encima de 2,0 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el primer polietileno lineal de baja densidad puede tener un índice de fusión desde un límite inferior de 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0 o 10 g/10 minutos. En algunas realizaciones, el primer polietileno lineal de baja densidad para una aplicación de película colada puede tener un límite superior del índice de fusión de 15 g/10 minutos. En algunas realizaciones, dependiendo de los otros componentes en la primera capa u otras capas, el primer polietileno lineal de baja densidad en la primera capa para una aplicación de película colada puede tener un límite superior de I2 de menos de 2,0 g/10 minutos. En algunas realizaciones, el polietileno lineal de baja densidad en la primera capa para una aplicación de película colada puede tener un índice de fusión (I2) de 0,1-2,0 g/10 minutos, o 0,5-2,0 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos de 0,1 a 2,0 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria.
Algunos ejemplos de polietilenos lineales de baja densidad que se pueden utilizar en la primera capa incluyen los disponibles en el mercado de The Dow Chemical Company con los nombres AFFINITY™, DoWLEX™ y ELITE™ AT, que incluyen, por ejemplo, AFFINITY™ PL 1146G, AFFINITY™ 1881G, DOWLEX™ 2045G, DOWLEX™ 2645G, ELITE™ At 6401 y ELITE™ 5401G. Los ejemplos de polietilenos de densidad ultrabaja que se pueden utilizar en la primera capa incluyen los disponibles en el mercado de The Dow Chemical Company con el nombre ATTANE™ que incluyen, por ejemplo, ATTANE™ 4203.
En realizaciones donde la primera capa comprende <100% del primer polietileno lineal de baja densidad, la primera capa comprende además una o más resinas de polietileno adicionales tales como, por ejemplo, uno o más polietilenos de baja densidad que tienen un índice de fusión de 0,1 a 5 g/10 minutos, uno o más polietilenos lineales de baja densidad adicionales que tienen una densidad de 0,915 g/cc o más y un índice de fusión de 0,1 a 5 g/10 minutos.
En realizaciones en donde la película comprende una película multicapa, una segunda capa comprende de 60 a 100 por cien en peso de un polietileno en algunas realizaciones. La segunda capa es otra capa superficial en algunas realizaciones. Todos los valores individuales y subintervalos de 60 a 100 por cien en peso (% en peso) se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la cantidad de polietileno puede ser desde un límite inferior de 60, 70, 80 o 90% en peso hasta un límite superior de 70, 80, 90 o 100% en peso. Por ejemplo, la cantidad de polietileno puede ser de 70 a 100% en peso, o de manera alternativa, de 60 a 90% en peso, o de manera alternativa, de 65 a 95% en peso, o de manera alternativa, de 70 a 100% en peso.
El polietileno de la segunda capa tiene una densidad de 0,905 a 0,970 g/cc (cm3). Todos los valores individuales y subintervalos de 0,910 a 0,970 g/cc se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la densidad del polietileno puede ser desde un límite inferior de 0,905, 0,910, 0,920, 0,930, 0,940 o 0,950 g/cc hasta un límite superior de 0,930, 0,940, 0,950, 0,960, 0,970 g/cc. En algunas realizaciones, el polietileno tiene una densidad de 0,910 a 0,970 g/cc, preferiblemente de 0,920 a 0,960 g/cc, más preferiblemente de 0,940 a 0,960 g/cc.
El polietileno de la segunda capa tiene un punto de fusión máximo de 100°C a 135°C en algunas realizaciones, preferiblemente entre 102 y 132°C, más preferiblemente entre 105 y 132°C.
El índice de fusión del polietileno en la segunda capa puede depender de varios factores que incluyen si la película es una película soplada o una película colada. En las realizaciones donde la película es una película soplada, el polietileno tiene un I2 menor o igual a 2,0 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos de 2,0 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el polietileno puede tener una densidad desde un límite superior de 2,0, 1,7, 1,4, 1,1 o 0,9 g/10 minutos. En un aspecto particular de la invención, el polietileno tiene un I2 con un límite inferior de 0,1 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos de 0,1 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el polietileno puede tener un I2 mayor o igual a 0,1,0,2, 0,3 o 0,5 g/10 minutos.
En otras realizaciones, la película puede ser una película colada. En tales realizaciones, el polietileno de la segunda capa tiene un I2 mayor o igual a 2,0 g/10 minutos. Todos los valores y subintervalos individuales por encima de 2,0 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el primer polietileno lineal de baja densidad puede tener un índice de fusión desde un límite inferior de 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0 o 10 g/10 minutos. En algunas realizaciones, el polietileno en la segunda capa para una aplicación de película colada puede tener un I2 de hasta 15 g/10 minutos. En algunas realizaciones, dependiendo de los otros componentes en la segunda capa u otras capas, el polietileno en la segunda capa para una aplicación de película colada puede tener un límite superior de I2 de menos de 2,0 g/10 minutos. En algunas realizaciones, el polietileno en la segunda capa para una aplicación de película colada puede tener un índice de fusión (I2) de 0,1-2,0 g/10 minutos, o 0,5-2,0 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos de 0,1 a 2,0 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria.
Algunos ejemplos de polietilenos que se pueden utilizar en la segunda capa incluyen los disponibles en el mercado de The Dow Chemical Company con los nombres DOWLEX™ y ELITE™, y ATTANE™, tales como DOWLEX™ 2045G, DOWLEX™ NG2038B, ELITE™ 5111G, ELITE™ 5400G, ELITE™ 5960G y ATTANE 4203.
En realizaciones donde la segunda capa comprende <100% del polietileno descrito anteriormente, la segunda capa comprende además una o más resinas de polietileno adicionales tales como, por ejemplo, uno o más polietilenos de baja densidad que tienen un índice de fusión de 0,1 a 5 g/10 minutos, uno o más polietilenos lineales de baja densidad adicionales que tienen una densidad de 0,950 g/cc o menos y un índice de fusión de 0,1 a 5 g/10 minutos.
En realizaciones en donde la película comprende una película multicapa, una segunda capa comprende de 60 a 100 por cien en peso de polipropileno. La segunda capa es otra capa superficial en algunas realizaciones. Todos los valores individuales y subintervalos de 60 a 100 por cien en peso (% en peso) se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la cantidad de polipropileno puede ser desde un límite inferior de 60, 70, 80 o 90% en peso hasta un límite superior de 70, 80, 90 o 100% en peso. Por ejemplo, la cantidad de polipropileno puede ser de 70 a 100% en peso, o de manera alternativa, de 60 a 90% en peso, o de manera alternativa, de 65 a 95% en peso, o de manera alternativa, de 70 a 100% en peso.
El polipropileno que se puede utilizar en la segunda capa puede ser polipropileno homopolímero (hPP), polipropileno copolímero aleatorio (rcPP), polipropileno copolímero de impacto (hPP al menos un modificador de impacto elastomérico) (ICPP) o polipropileno de alto impacto (HIPP), polipropileno de alta resistencia a la fusión (HMS-PP), polipropileno isotáctico (iPP), polipropileno sindiotáctico (sPP) y combinaciones de los mismos. Los ejemplos de propilenos homopolímeros que pueden usarse en algunas realizaciones de la presente invención incluyen propilenos homopolímeros disponibles en el mercado de LyondellBasell Industries (por ejemplo, Pro-fax PD702), de Braskem (por ejemplo, D115A) y de Borealis (por ejemplo, WF 420HMS). El polipropileno que se puede utilizar en la segunda capa también puede ser un interpolímero de propileno-alfa-olefina. Dichos interpolímeros de propileno/alfa-olefina están disponibles en el mercado en The Dow Chemical Company, con el nombre comercial VERSIFY™, o en ExxonMobil Chemical Company, con el nombre comercial VISTAMAXX.
En realizaciones donde la segunda capa comprende <100% del polipropileno descrito anteriormente, la segunda capa comprende además una o más resinas de polietileno tales como, por ejemplo, uno o más polietilenos de baja densidad que tienen un índice de fusión de 0,1 a 5 g/10 minutos., uno o más polietilenos lineales de baja densidad adicionales que tienen una densidad de 0,930 g/cc o menos y un índice de fusión de 0,1 a 5 g/10 minutos.
En realizaciones en donde la película es una película multicapa que tiene una primera y una segunda capas como se ha descrito anteriormente, la película puede comprender además una o más capas internas entre la primera capa y la segunda capa. En tales realizaciones, al menos una de las capas internas puede comprender de 40 a 100 por cien en peso de un polietileno de alta densidad. Todos los valores y subintervalos individuales del 40 al 100 por cien en peso (% en peso) se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la cantidad de polietileno de alta densidad puede ser desde un límite inferior de 40, 50, 60, 70, 80 o 90% en peso hasta un límite superior de 50, 60, 70, 80, 90 o 100% en peso. Por ejemplo, la cantidad de polietileno de alta densidad puede ser de 50 a 100% en peso, o de manera alternativa, de 60 a 90% en peso, o de manera alternativa, de 65 a 95% en peso, o de manera alternativa, de 70 a 90% en peso. 100% en peso.
El polietileno de alta densidad tiene una densidad de 0,930 g/cc (cm3) a 0,970 g/cc. Todos los valores individuales y subintervalos de 0,930 a 0,970 g/cc se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la densidad del polietileno puede ser desde un límite inferior de 0,930, 0,940, 0,950 o 0,960 g/cc hasta un límite superior de 0,950, 0,960 o 0,970 g/cc. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad tiene una densidad de 0,940 g/cc o más.
El polietileno de alta densidad tiene un punto de fusión máximo de 126°C a 135°C en algunas realizaciones, preferiblemente entre 126 y 132°C, más preferiblemente entre 127 y 132°C.
El índice de fusión del polietileno de alta densidad en la al menos una capa interna puede depender de varios factores que incluyen si la película es una película soplada o una película colada. En las realizaciones donde la película es una película soplada, el polietileno de alta densidad tiene un I2 menor o igual a 2,0 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos de 2,0 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el polietileno de alta densidad puede tener una densidad desde un límite superior de 2,0, 1,7, 1,4, 1,1 o 0,9 g/10 minutos. En un aspecto particular de la invención, el polietileno de alta densidad tiene un I2 con un límite inferior de 0,1 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos de 0,1 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el polietileno de alta densidad puede tener un I2 mayor o igual a 0,1,0,2, 0,3 o 0,4 g/10 minutos.
En otras realizaciones, la película puede ser una película colada. En tales realizaciones, el polietileno de alta densidad tiene un I2 mayor o igual a 2,0 g/10 minutos. Todos los valores y subintervalos individuales por encima de 2,0 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el polietileno de alta densidad en la al menos una capa interior puede tener un índice de fusión desde un límite inferior de 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0 o 10 g/10 minutos. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad en la al menos una capa interna para una aplicación de película colada puede tener un I2 de hasta 15 g/10 minutos. En algunas realizaciones, dependiendo de los otros componentes en la(s) capa(s) interna(s) u otras capas, el polietileno de alta densidad en la al menos una capa interna para una aplicación de película colada puede tener un límite superior de I2 de menos de 2,0 g/10 minutos. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad en la al menos una capa interna para una aplicación de película colada puede tener un índice de fusión (I2) de 0,1-2,0 g/10 minutos, o 0,5-2,0 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos de 0,1 a 2,0 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria.
Los ejemplos de polietilenos de alta densidad que se pueden utilizar en la al menos una capa interna incluyen los disponibles en el mercado de The Dow Chemical Company con los nombres DOWLEX™ y ELITE™, tales como ELITE™ 5940G y ELITE™ 5960G. En algunas realizaciones, se puede utilizar un polietileno de densidad media en la capa interior en lugar de, o además de, un polietileno de alta densidad. Un ejemplo de tal polietileno de densidad media es DOWLEX™ 2038.68G de The Dow Chemical Company.
En realizaciones donde una capa interna comprende <100% del polietileno descrito anteriormente, la capa interna comprende además una o más resinas de polietileno adicionales tales como, por ejemplo, uno o más polietilenos de baja densidad que tienen un índice de fusión de 0,1 a 5 g/10 minutos, uno o más polietilenos lineales de baja densidad adicionales que tienen una densidad de 0,930 g/cc o menos y un índice de fusión de 0,1 a 5 g/10 minutos.
Además de una capa interna que comprende de 40 a 100 por cien en peso de un polietileno de alta densidad, en algunas realizaciones, la película puede comprender una o más capas internas adicionales que comprenden otros polietilenos o combinaciones de polietilenos, tales como uno o más polietilenos de baja densidad, uno o más polietilenos lineales de baja densidad, o combinaciones de los mismos. Por ejemplo, en una realización, la película comprende al menos una capa interna adicional en donde la capa interna adicional comprende de 50 a 100 por cien en peso de un polietileno que tiene una densidad de 0,920 g/cc (cm3) o menos. Todos los valores y subintervalos individuales para una densidad de polietileno de 0,920 g/cc se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la densidad del polietileno puede alcanzar un límite superior de 0,900, 0,905, 0,910, 0915 o 0,920 g/cc. Estas capas internas pueden proporcionarse, por ejemplo, para mejorar la resistencia de la película.
El índice de fusión del polietileno en la al menos una capa interna adicional puede depender de varios factores que incluyen si la película es una película soplada o una película colada. En las realizaciones donde la película es una película soplada, el polietileno en la al menos una capa adicional tiene un I2 menor o igual a 2,0 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos de 2,0 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el polietileno puede tener una densidad desde un límite superior de 2,0, 1,7, 1,4, 1,1 o 0,9 g/10 minutos. En un aspecto particular de la invención, el polietileno tiene un I2 con un límite inferior de 0,01 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos de 0,1 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el polietileno puede tener un I2 mayor o igual a 0,1,0,2, 0,3 o 0,4 g/10 minutos.
En otras realizaciones, la película puede ser una película colada. En tales realizaciones, el polietileno en la al menos una capa interna adicional tiene un I2 mayor o igual a 2,0 g/10 minutos. Todos los valores y subintervalos individuales por encima de 2,0 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el polietileno puede tener un índice de fusión desde un límite inferior de 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0 o 10 g/10 minutos. En algunas realizaciones, el polietileno en la al menos una capa interna adicional para una aplicación de película colada puede tener un I2 de hasta 15 g/10 minutos. En algunas realizaciones, dependiendo de los otros componentes en la(s) capa(s) interna (s) u otras capas, el polietileno en la al menos una capa interna adicional para una aplicación de película colada puede tener un límite superior de I2 de menos de 2,0 g/10 minutos. En algunas realizaciones, el polietileno en la al menos una capa interna adicional para una aplicación de película colada puede tener un índice de fusión (I2) de 0,1-2,0 g/10 minutos, o 0,5-2,0 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos de 0,1 a 2,0 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria.
Algunos ejemplos de polietilenos que tienen una densidad de 0,920 g/cc o menos que se pueden utilizar en al menos una capa interna adicional incluyen los disponibles en el mercado de The Dow Chemical Company con los nombres DOWLEX™, ELITE™ y ATTANE™, tales como DOWLEX™ 2045G, ELITE™ 5401G y ATTANE™ 4203G.
En cualquiera de las capas anteriores (pero preferiblemente en las capas internas) de una película multicapa, se pueden incluir otras resinas de poliolefina además del polietileno por diversas razones. Por ejemplo, una capa en una película multicapa puede comprender otras resinas poliolefínicas, tales como polipropileno y/o copolímeros de olefinas cíclicas (por ejemplo, copolímeros de olefinas cíclicas disponibles en el mercado en los polímeros TOPAS Advance tales como TOPAS 6013), para proporcionar mayor rigidez sin daño significativo a la compatibilidad entre materiales y la potencial reciclabilidad. En tales realizaciones, las resinas de poliolefina adicionales se pueden proporcionar en cantidades inferiores al 50 por ciento en peso.
En algunas realizaciones, una película multicapa que se puede utilizar en películas parcialmente revestidas de la presente invención puede comprender 3 o más capas. Una película multicapa que se puede utilizar en películas parcialmente revestidas de la presente invención puede comprender hasta 7 capas en algunas realizaciones. El número de capas en la película puede depender de varios factores que incluyen, por ejemplo, el espesor deseado de la película multicapa, las propiedades deseadas de la película multicapa, el uso previsto de la película multicapa y otros factores.
En algunas realizaciones, dependiendo del uso deseado o los requisitos de la película, la película puede comprender otras capas tales como capas de barrera. Por ejemplo, para algunos usos, puede ser deseable que la película proporcione una barrera a la humedad, la luz, el aroma/olor y/o la transmisión de oxígeno. Dichas capas de barrera pueden incluir, por ejemplo, películas de poliamida, películas de alcohol etilenvinílico y otras capas conocidas por los expertos en la materia. En tales realizaciones, se pueden incluir una o más capas de unión en la película para adherir la(s) capa(s) de barrera a la(s) capa(s) basada(s) en polietileno.
En algunas realizaciones, una o más capas en una película multicapa pueden comprender uno o más aditivos. Los aditivos pueden incluir, entre otros, agentes antiestáticos, potenciadores del color, tintes, lubricantes, cargas (por ejemplo, TiO2 o CaCO3), opacificantes, nucleadores, coadyuvantes de procesamiento, pigmentos, antioxidantes primarios, antioxidantes secundarios, estabilizadores UV, antibloqueantes, agentes deslizantes, agentes de pegajosidad, retardadores de fuego, agentes antimicrobianos, agentes reductores de olor, agentes antifúngicos, captadores de oxígeno, captadores de humedad y combinaciones de los mismos, según los requisitos de una aplicación particular.
En algunas realizaciones, una película que se va a revestir parcialmente con el revestimiento de poliuretano comprende una película monocapa. Tales películas tienen dos superficies exteriores, siendo una primera superficie exterior una que está parcialmente revestida con poliuretano. La primera superficie exterior es proporcionada por una capa de película que comprende de 70 a 100 por cien en peso de una poliolefina que tiene una densidad de 0,860 a 0,965 g/cm3.
La película monocapa comprende de 70 a 100 por cien en peso de una poliolefina que tiene una densidad de 0,860 a 0,965 g/cm3. Todos los valores y subintervalos individuales de 70 a 100 por cien en peso (% en peso) se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la cantidad de poliolefina puede ser desde un límite inferior de 70, 80 o 90% en peso hasta un límite superior de 80, 90 o 100% en peso. Por ejemplo, la cantidad de poliolefina puede ser de 80 a 100% en peso, o de manera alternativa, de 70 a 90% en peso, o de manera alternativa, de 75 a 95% en peso, o de manera alternativa, de 80 a 100% en peso.
En algunas realizaciones, la película monocapa es una película de polipropileno orientada biaxialmente.
La película monocapa, en algunas realizaciones, es una película de polipropileno colada.
En algunas realizaciones, la película monocapa comprende de 70 a 100 por cien en peso de polietileno que tiene una densidad de 0,860 a 0,965 g/cm3. En algunas realizaciones, la película monocapa comprende de 70 a 100 por cien en peso de polietileno que tiene una densidad de 0,915 a 0,962 g/cm3.
En algunas realizaciones, la película monocapa comprende de 70 a 100 por cien en peso de polietileno que tiene una densidad inferior a 0,930 g/cm3 y un índice de fusión (I2) de menos de 2,0 g/10 minutos, y un punto de fusión máximo de menos de 126°C. Todos los valores individuales y subintervalos de 70 a 100 por cien en peso (% en peso) se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la cantidad de polietileno puede ser desde un límite inferior de 70, 80 o 90% en peso hasta un límite superior de 80, 90 o 100% en peso. Por ejemplo, la cantidad de polietileno puede ser de 80 a 100% en peso, o de manera alternativa, de 70 a 90% en peso, o de manera alternativa, de 75 a 95% en peso, o de manera alternativa, de 80 a 100% en peso.
El polietileno utilizado en la monocapa tiene una densidad menor o igual a 0,965 g/cc (cm3) en algunas realizaciones. Todos los valores y subintervalos individuales menores o iguales a 0,965 g/cc se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la densidad del polietileno puede ser desde un límite superior de 0,950, 0,940, 0,930 o 0,910 g/cc. En algunos aspectos de la invención, el polietileno tiene una densidad mayor o igual a 0,870 g/cc. Todos los valores individuales y subintervalos entre 0,870 y 0,930 g/cc se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria.
El polietileno utilizado en la monocapa tiene un punto de fusión máximo de 135°C o menos en algunas realizaciones, preferiblemente entre 100 y 132°C, más preferiblemente entre 105 y 131°C.
El índice de fusión del polietileno utilizado en la monocapa (I2) es menor o igual a 2,0 g/10 minutos en algunas realizaciones. Todos los valores individuales y subintervalos de 2,0 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el polietileno puede tener una densidad desde un límite superior de 2,0, 1,7, 1,4, 1,1 o 0,9 g/10 minutos. En un aspecto particular de la invención, el polietileno tiene un I2 con un límite inferior de 0,1 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos de 0,1 g/10 minutos se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el polietileno puede tener un I2 mayor o igual a 0,1,0,2, 0,3 o 0,4 g/10 minutos.
Algunos ejemplos de polietilenos que tienen una densidad de 0,930 g/cc o menos, un índice de fusión (I2) de 2,0 g/10 minutos o menos, y un punto de fusión máximo de 126°C o menos que se puede utilizar en una película monocapa según algunas realizaciones incluyen los disponibles en el mercado de The Dow Chemical Company con los nombres AFFINITY™, ELITE™ AT y ATTANE™, tales como AFFINITY™ PL 1146G, AFFINITY™ 1888, ELITE™ AT 6401, ELITE™ 5401G y ATTANE™ 4203.
En el caso de una película monocapa, se pueden incluir otras resinas poliolefínicas en la monocapa además del polietileno por diversas razones. Por ejemplo, la monocapa puede comprender resinas poliolefínicas, tales como polipropileno y/o copolímeros de olefinas cíclicas (por ejemplo, copolímeros de olefinas cíclicas disponibles en el mercado en los polímeros TOPAS Advance tales como TOPAS 6013), para proporcionar mayor rigidez. En tales realizaciones, las resinas de poliolefina adicionales se pueden proporcionar en cantidades inferiores al 50 por ciento en peso.
En realizaciones donde la monocapa comprende <100% del polietileno descrito anteriormente, la monocapa comprende además una o más resinas de polietileno adicionales tales como, por ejemplo, uno o más polietilenos de baja densidad que tienen un índice de fusión de 0,1 a 5 g/10 minutos, uno o más polietilenos lineales de baja densidad adicionales que tienen una densidad de 0,930 g/cc o menos y un índice de fusión de 0,1 a 5 g/10 minutos.
En algunas realizaciones, una o más capas en una película monocapa pueden comprender uno o más aditivos. Los aditivos pueden incluir, entre otros, agentes antiestáticos, potenciadores del color, tintes, lubricantes, cargas (por ejemplo, TiO2 o CaCO3), opacificantes, nucleadores, coadyuvantes de procesamiento, pigmentos, antioxidantes primarios, antioxidantes secundarios, estabilizadores de UV, antibloqueantes, agentes deslizantes, agentes de pegajosidad, retardadores de fuego, agentes antimicrobianos, agentes reductores de olor, agentes antifúngicos, captadores de oxígeno, captadores de humedad y combinaciones de los mismos, según los requisitos de una aplicación particular.
En algunas realizaciones, las películas monocapa o multicapa que se pueden utilizar en películas parcialmente revestidas de la presente invención se caracterizan por su resistencia al desgarro de Elmendorf antes del revestimiento. En algunas realizaciones, el desgarro de Elmendorf de la parte no revestida de la película es de al menos 50 gramos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM D1922.
Se prefiere que las películas utilizadas en las realizaciones de la presente invención se formen en un proceso de película soplada o película colada como se conoce generalmente en la técnica, aunque se pueden utilizar otros métodos tales como laminación.
Revestimiento de poliuretano
La presente invención proporciona un revestimiento basado en poliuretano solo en una parte de la superficie exterior de la película. Revistiendo solo una parte de la película, la película parcialmente revestida proporciona una zona fácil de rasgar y/o de fácil punción en la parte revestida. Esto puede ser particularmente útil en la apertura de envases formados a partir de tales películas. Por consiguiente, solo se revisten con el poliuretano regiones seleccionadas de la película. Por tanto, las partes no revestidas de la película pueden tener ventajosamente una mayor resistencia al desgarro y/o perforación, lo que puede ser beneficioso para los envases formados a partir de la película, al tiempo que proporciona una funcionalidad de fácil apertura en la parte revestida.
En algunas realizaciones, el revestimiento cubre menos del 25% del área superficial de la primera superficie exterior de la película. El revestimiento cubre menos del 20% del área superficial de la primera superficie exterior de la película en algunas realizaciones. El revestimiento, en algunas realizaciones, cubre menos del 15% del área superficial de la primera superficie exterior de la película. El revestimiento, en otras realizaciones, cubre menos del 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% o 1% de la superficie de la primera superficie exterior de la película.
En el caso de una película multicapa, la superficie exterior es la superficie exterior de la capa de película que comprende de 70 a 100 por cien en peso de una poliolefina que tiene una densidad de 0,860 a 0,965 g/cm3. En el caso de una película monocapa, el revestimiento basado en poliuretano se reviste parcialmente sobre una de las superficies exteriores de la película.
La expresión "revestimiento basado en poliuretano" se utiliza para indicar que tras el curado, el revestimiento comprende principalmente poliuretano pero que el revestimiento también puede incluir, en algunas realizaciones, reactivos sin reaccionar (por ejemplo, polioles, isocianatos, etc.) así como otros aditivos.
En algunas realizaciones, el poliuretano se forma a partir de: (a) un poliol o uretano terminado en hidroxilo; y (b) un prepolímero con funcionalidad isocianato. El prepolímero con funcionalidad isocianato, en algunas realizaciones, comprende un isocianato aromático. Los ejemplos de isocianatos aromáticos que pueden usarse en algunas realizaciones de la presente invención incluyen cualquiera o todos los isómeros de tolueno diisocianato (TDI) y/o cualquiera o todos los isómeros de metilendifenil diisocianato (DMI). En algunas realizaciones, el prepolímero con funcionalidad isocianato comprende un isocianato alifático. Los ejemplos de isocianatos alifáticos que se pueden utilizar en algunas realizaciones de la presente invención incluyen todos y cada uno de los isómeros de diisocianato de isoforona (IPDI), todos y cada uno de los isómeros de diisocianato de hexametileno (HDI), todos y cada uno de los isómeros de diisocianato de xilileno (XDI), todos y cada uno de los isómeros de diisocianato de xilileno hidrogenado (H6XDI), y todos y cada uno de los isómeros de diisocianato de meta-tetrametilxilileno (TMXDI). El uretano terminado en hidroxilo comprende al menos uno de un uretano basado en poliéter terminado en hidroxilo, un uretano basado en poliéster terminado en hidroxilo y un uretano basado en poliéster-poliéter terminado en hidroxilo, en algunas realizaciones.
El poliuretano se puede formar mezclando dos componentes separados en una proporción de mezcla prescrita y luego curando tras la reacción entre los dos componentes. En algunas realizaciones, los dos componentes reactivos se pueden preparar para proporcionar una relación de mezcla de 1:1 (relación de poliol o uretano terminado en hidroxilo a prepolímero con función isocianato) para facilitar la medición y el mezclado. En algunas realizaciones, tal relación de mezcla puede estar en el intervalo de 1:0,2 a 1:2. En tales relaciones de mezcla, en algunas realizaciones, el índice de isocianato está en el intervalo de ~ 1:1 a ~ 3:3. En algunas realizaciones, el poliuretano puede ser un prepolímero terminado en isocianato de un componente que reacciona con la humedad ambiental para completar su curado.
Los componentes de poliuretano pueden estar compuestos de poliéter polioles, poliéster polioles o una combinación de ambos. Dichos polioles pueden ser lineales o ramificados en algunas realizaciones. Pueden usarse poliésteres con componentes aromáticos para conferir propiedades de rendimiento alternativas tales como resistencia química o al calor para una aplicación específica en algunas realizaciones. En algunas realizaciones, el revestimiento se forma a partir de polioles que tienen pesos moleculares entre 100 y 4700 Dalton y que utilizan reactivos multifuncionales que confieren ramificación tales como triisopropanolamina y trimetilolpropano. Dichos materiales seleccionados, cuando reaccionan juntos y se combinan con ciertos aditivos no reactivos, pueden proporcionar ventajosamente reducciones deseables en la resistencia al desgarro en la parte o partes revestidas de películas parcialmente revestidas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención.
El revestimiento se puede aplicar solo a una parte (por ejemplo, menos del 25% del área superficial) de la superficie exterior de la película utilizando una variedad de técnicas mediante las cuales los revestimientos se aplican normalmente a las películas que incluyen, entre otras, por ejemplo, revestimiento de huecograbado, revestimiento flexográfico e impresión por transferencia. También se pueden utilizar otras técnicas de revestimiento fino. Las personas expertas en la materia con equipo para aplicar revestimientos y adhesivos basados en disolvente y/o agua pueden adaptar fácilmente su proceso para aplicar un revestimiento de poliuretano a una película para obtener las películas parcialmente revestidas de la presente invención en donde se aplica el revestimiento al 25% o menos del área superficial de una superficie exterior de la película. Para lograr una viscosidad dinámica adecuada, los sólidos objetivo en la aplicación dependerán del revestimiento particular, pero en algunas realizaciones, pueden estar en el intervalo de 15% a 80%.
En algunas realizaciones, la superficie de la película que se va a revestir parcialmente puede someterse a tratamiento corona antes de la aplicación del revestimiento utilizando técnicas conocidas por los expertos en la materia basadas en las enseñanzas de la presente memoria.
La cantidad de revestimiento aplicado a la película, en algunas realizaciones, puede ser de al menos 1 gramo por metro cuadrado. Como se usa en la presente memoria, la cantidad de revestimiento se determina midiendo la diferencia del peso de la película antes del revestimiento y después de que se aplique y se seque el revestimiento. En algunas realizaciones, la cantidad de revestimiento aplicada a la película es de hasta 7 gramos por metro cuadrado. La cantidad de revestimiento aplicado a la película, en algunas realizaciones, es de 1 a 7 gramos por metro cuadrado. Todos los valores individuales y subintervalos de 1 a 7 gramos por metro cuadrado se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la cantidad de revestimiento puede ser desde un límite inferior de 1, 2, 3, 4, 5 o 6 gramos por metro cuadrado hasta un límite superior de 2, 3, 4, 5, 6 o 7 gramos por cuadrado metro. En algunas realizaciones, la cantidad de revestimiento es de 2 a 4 gramos por metro cuadrado en algunas realizaciones.
Como se ha discutido anteriormente, diversas realizaciones de películas parcialmente revestidas de la presente invención pueden tener una o más propiedades deseables que incluyen, por ejemplo, una baja resistencia al desgarro en la parte de la película que está parcialmente revestida, una baja resistencia a la perforación en la parte de la película que está parcialmente revestida y/u otras propiedades.
Las películas parcialmente revestidas, según algunas realizaciones de la presente invención, tienen un valor de desgarro de Elmendorf en al menos una de la dirección de mecanizado o la dirección transversal que es al menos un 20% menor que el desgarro de Elmendorf de la parte no revestida en la misma dirección, midiéndose el desgarro de Elmendorf de acuerdo con la norma ASTM D1922. En algunas realizaciones, cada uno del desgarro de Elmendorf tanto en la dirección de mecanizado como en la dirección transversal es al menos un 20% menor que el desgarro de Elmendorf de la parte sin revestir en las direcciones correspondientes, midiéndose el desgarro de Elmendorf de acuerdo con la norma ASTM D1922. En algunas realizaciones, el desgarro de Elmendorf de la parte no revestida de la película es de al menos 50 gramos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM D1922.
Las realizaciones de la presente invención también se refieren a laminados, en donde el laminado comprende la película parcialmente revestida según cualquiera de las realizaciones de la invención descritas en la presente memoria. La película parcialmente revestida se puede laminar con otra película antes o después de aplicar el revestimiento a una parte de su superficie exterior. Se pueden utilizar varios métodos conocidos por los expertos en la materia para laminar una película parcialmente revestida de la presente invención a otra película. Por ejemplo, y sin que ello pretenda ser limitante, se puede utilizar un adhesivo sin disolvente como parte de un proceso de laminación en seco. Los adhesivos sin disolventes disponibles en el mercado adecuados incluyen, por ejemplo y sin que ello pretenda ser limitante, MOR-FREE™ de The Dow Chemical Company.
Se pueden formar una diversidad de laminados diferentes dependiendo, por ejemplo, del uso previsto de la película. Por ejemplo, si el laminado se va a utilizar para formar un envase, el tamaño del envase, el tipo de envase, la apariencia deseada del envase, el contenido del envase y otros factores pueden ser importantes al seleccionar la película utilizada para formar la película parcialmente revestida de la presente invención así como la película a la que se laminará. La otra película puede ser una película monocapa o una película multicapa, dependiendo de nuevo de una diversidad de factores como los expuestos anteriormente. En algunas realizaciones, la película parcialmente revestida de la presente invención es una película de polietileno y está laminada a otra película de polietileno. En algunas realizaciones, la película parcialmente revestida de la presente invención es una película de polipropileno y está laminada a una película de polietileno. En algunas realizaciones, la película parcialmente revestida de la presente invención es una película de polietileno y está laminada a una película de polipropileno. En algunas realizaciones, la película parcialmente revestida de la presente invención es una película de polipropileno y está laminada a otra película de polipropileno. En algunas realizaciones, ninguna de las películas laminadas entre sí está orientada.
Las realizaciones de la presente invención también se refieren a artículos formados a partir de cualquiera de las películas parcialmente revestidas descritas en la presente memoria. En algunas realizaciones, el artículo es un envase. En algunas realizaciones, el envase comprende una primera película parcialmente revestida según la presente invención y una segunda película parcialmente revestida según la presente invención. En algunas realizaciones, el envase comprende una película parcialmente revestida según la presente invención y una segunda película. En algunas realizaciones, la película parcialmente revestida según la presente invención se sella térmicamente utilizando un lado o superficie termosellable (por ejemplo, la superficie que no está parcialmente revestida) a otra superficie termosellable, ya sea una película o una hoja o un recipiente formado de cualquier construcción adecuada. De manera alternativa, el envase se puede formar a partir de una única película parcialmente revestida de la presente invención que se pliega, se forma y se sella térmicamente.
En algunas realizaciones, el envase tiene la forma de uno o más de los siguientes: una bolsita, una bolsita, una bolsa vertical, una bandeja con una tapa formada a partir de la película parcialmente revestida, una bolsa tipo almohada con áreas de desgarro diseñadas y otras. Tales envases se pueden formar utilizando técnicas conocidas por los expertos en la materia basándose en la descripción de la presente memoria.
En algunas realizaciones, el envase puede diseñarse de manera que la parte revestida de la película parcialmente revestida se coloque para facilitar la apertura del envase por parte de un consumidor o usuario.
La Figura 1 ilustra la apertura de un envase en forma de una bolsa vertical 5. La bolsa 5 está formada por una película parcialmente revestida según una realización de la presente invención. La bolsa 5 incluye una parte 10 revestida que está revestida con un revestimiento de poliuretano y una parte 15 no revestida. La parte 10 revestida está próxima a un borde superior de la bolsa 5 para facilitar la apertura de la bolsa. La parte 10 revestida tiene una ranura 20 a lo largo de la parte 10 revestida para proporcionar una guía para que el usuario abra la bolsa 5. Debido a la menor resistencia al desgarro de la parte 10 revestida, el usuario puede abrir más fácilmente la bolsa 5. Una parte superior 25 de la bolsa se retira para que el usuario acceda al contenido de la bolsa 5. Aunque no se muestra en la Figura 1, se puede formar una muesca en un borde lateral de la bolsa 5 para facilitar el inicio del desgarro para retirar la parte superior 25.
La Figura 2 ilustra la inserción de una pajita 55 en un recipiente de bebida 50. El recipiente de bebida 50 es un recipiente de tipo bolsa formado a partir de una película parcialmente revestida según una realización de la presente invención. En la realización mostrada, la parte 60 revestida que está revestida con un revestimiento de poliuretano es solo una pequeña región circular en un lugar donde se va a insertar la pajita 55. Debido a la menor resistencia a la perforación o al desgarro de la parte 60 revestida, el usuario puede insertar fácilmente la pajita 55 para acceder a la bebida en el recipiente 60.
La Figura 3 ilustra la apertura de un envase en forma de bandeja 80 con una tapa 85. La bandeja 80 es una película termoformada en la realización mostrada pero también podría construirse a partir de otros materiales. La tapa 85 está formada por una película parcialmente revestida según una realización de la presente invención. La tapa 85 incluye una parte 90 revestida que está revestida con un revestimiento de poliuretano. La parte 90 revestida se extiende alrededor del perímetro de la tapa 85 para facilitar la extracción de la tapa 85 de la bandeja 80. Debido a la menor resistencia al desgarro de la parte 90 revestida, el usuario puede quitar más fácilmente la tapa 85 de la bandeja 80.
La Figura 4 ilustra otra realización de un envase en forma de bandeja 100 con una tapa 105. En esta realización, el envase está diseñado para abrirse retirando una parte 110 superior del envase. Por consiguiente, la parte 115 revestida con el revestimiento de poliuretano se extiende a través de la parte 110 superior del envase. Se proporciona una muesca 120 en un borde lateral 125 de la bandeja 100 para facilitar el inicio del desgarro para retirar la parte 110 superior.
El espesor de la película parcialmente revestida utilizada para formar el envase se puede seleccionar dependiendo de una serie de factores que incluyen, por ejemplo, el tamaño del envase, el volumen del envase, el contenido del envase, las propiedades deseadas del envase y otros factores. En algunas de tales realizaciones, la película parcialmente revestida tiene un espesor utilizado en un envase de la presente invención que tiene un espesor de 20 a 200 micrómetros. Todos los valores individuales y subintervalos de 20 a 200 micrómetros se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, el espesor de la película parcialmente revestida puede ser desde un límite inferior de 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, o 190 micrómetros hasta un límite superior de 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190 o 200 micrómetros. En algunas realizaciones, la película parcialmente revestida tiene un espesor de 25 a 100 micrómetros.
Los ejemplos no limitantes de contenidos adecuados para la contención mediante envases de la presente invención incluyen comestibles (bebidas, sopas, quesos, cereales), líquidos, champús, aceites, ceras, emolientes, lociones, humectantes, medicamentos, pastas, tensioactivos, geles, adhesivos, suspensiones, soluciones, enzimas, jabones, cosméticos, linimentos, partículas fluidas y combinaciones de los mismos.
Algunas realizaciones de la invención se describirán ahora en detalle en los siguientes Ejemplos.
Ejemplos
Ejemplo 1
Preparación de composiciones de reactivos para revestimiento de poliuretano
Algunos de los siguientes ejemplos incluyen una película monocapa revestida con un revestimiento de poliuretano según una realización de la presente invención. El revestimiento de poliuretano (revestimiento 1 de PU) utilizado en estos ejemplos se puede preparar a partir de dos composiciones reactivas como sigue.
La Composición A Reactiva comprende un uretano terminado en hidroxilo y se prepara a partir de los siguientes ingredientes:
Figure imgf000013_0001
Para preparar la Composición A Reactiva, se funde el TIPA. El poliéter diol (peso molecular nominal de 425) se carga al vacío en un reactor. El TIPA fundido se carga al vacío en el reactor, seguido del poliéter poliol (VORANOL 220-110N). Las líneas de vacío se enjuagan con acetato de etilo y el contenido del reactor se agita a 75 RPM. Se carga al vacío acetato de etilo en el reactor. El contenido del reactor se enfría mediante una camisa de enfriamiento. Después del enfriamiento, el TDI se carga en el reactor y las líneas de vacío se enjuagan con acetato de etilo. Debido a la naturaleza exotérmica de la reacción, el contenido del reactor se enfría a una temperatura de 75°C. La temperatura en el reactor se mantiene a 75°C con agitación durante 4 horas. A continuación, se enfría el contenido del reactor a 60°C y se mide la viscosidad. Si la viscosidad es <2500 cP, el contenido del reactor se enfría a 40°C, y se añade un 0,393 por ciento en peso de TDI (basado en la carga de TDI original), y el contenido del tanque de mezcla se calienta y se mantiene a 75°C durante una hora. Si la viscosidad es >2500 cP, se carga al vacío al reactor una mezcla del antiespumante y el acetato de etilo restante. A continuación, se agita el contenido durante 30 minutos. A continuación, el reactor se enfría a 50°C y la Composición A Reactiva se envasa para su uso.
La Composición B Reactiva comprende un prepolímero con funcionalidad isocianato y se prepara a partir de los siguientes ingredientes:
Figure imgf000013_0002
Para preparar la Composición B Reactiva, el aditivo y el lubricante se premezclan y se mantienen a 50°C. El trimetilolpropano se carga en el reactor seguido de acetato de etilo. El TDI se carga al vacío en el reactor seguido por el resto del acetato de etilo como enjuague. El lote se mantiene a 70°C durante 3 horas. A continuación, se enfría el lote a 55°C. Se mide la viscosidad del lote. Si la viscosidad es <380 cP, la viscosidad del lote se ajusta a >380 cP añadiendo trimetilolpropano. Si la viscosidad es >380 cP, o después de añadir el trimetilolpropano adicional, el reactor se enfría entonces a 55°C. El aditivo/lubricante premezclado se carga al vacío en el reactor. A continuación, se añade el ciclohexano al reactor y el contenido se mantiene a 45°C y se agita durante 45 minutos hasta que el contenido sea transparente (por ejemplo, el aditivo debe disolverse). A continuación, el cloruro de benzoílo se carga a vacío en el reactor y el contenido se agita durante 15 minutos. A continuación, se envasa la Composición B Reactiva para su uso.
La discusión anterior describe la síntesis de dos componentes (Composición A Reactiva y Composición B Reactiva) que podría proporcionar un proveedor de revestimiento y que se puede utilizar para formar un revestimiento de poliuretano para algunas realizaciones de la presente invención. Como se describe a continuación, la Composición A Reactiva y la Composición B Reactiva se pueden aplicar a una película y hacerse reaccionar (por ejemplo, mediante un convertidor de película) para formar el revestimiento de poliuretano sobre la película. En general, una parte de la Composición A Reactiva se mezcla con una parte de la Composición B Reactiva. Las composiciones se mezclan para asegurar la homogeneidad y se aplican sobre una película objetivo con un peso de revestimiento objetivo. Para lograr una viscosidad dinámica adecuada en estas muestras, los sólidos objetivo en la aplicación deben estar alrededor del 30%. La técnica de revestimiento preferida es la aplicación con rodillo, ya sea en huecograbado directo o inverso, con o sin una barra alisadora. A continuación, los disolventes se eliminan mediante secado forzado o en un horno calentado al aire. La reacción de uretano de la Composición A Reactiva y la Composición B Reactiva comienza tras la eliminación del disolvente. En una proporción de mezcla de 1:1, el índice de isocianato teórico es ~1,4:1. Para los fines de estos ejemplos, un revestimiento de poliuretano formado a partir de la Composición A Reactiva y la Composición B Reactiva se denominará Revestimiento 1 de PU.
El revestimiento comparativo utilizado en estos ejemplos es Siegwerk 11V143FG. Este revestimiento es un barniz de alto brillo sobre impresión (OPV) de referencia que se aplica generalmente mediante procesos de impresión flexográfica, huecograbado o transferencia, o incluso mediante un lacado. El OPV de referencia es un material monocomponente basado en disolvente que no incluye poliuretano. En los ejemplos siguientes, se denomina revestimiento comparativo.
Se forman dos películas monocapa en una línea de película soplada por coextrusión Collin de 5 capas utilizando una matriz de 80 mm con una razón de expansión de 2,0 y una anchura plana de 320 mm. Cada película monocapa tenía un espesor nominal de 50 micrómetros. La película 1 está formada por DOWLEX™ TG 2085B, que es un polietileno lineal de baja densidad que tiene una densidad de 0,919 g/cm3 y un índice de fluidez (I2) de 0,95 g/10 minutos, que está disponible en el mercado en The Dow Chemical Company. La película 2 está formada por DOWLEX™ 2050b , que es un polietileno de alta densidad que tiene una densidad de 0,950 g/cm3 y un índice de fluidez (I2) de 0,95 g/10 minutos, que está disponible en el mercado en The Dow Chemical Company.
Las muestras de Película 1 y Película 2 se revisten cada una con cantidades variables de Revestimiento 1 de PU y Revestimiento Comparativo. La mezcla de revestimiento se aplica a las películas de arriba hacia abajo utilizando una barra Mayer 125 como se muestra en la Figura 5. Las diversas muestras se resumen en la Tabla 1:
Tabla 1
Figure imgf000014_0001
Para cada película se miden el espesor, el desgarro de Elmendorf en las direcciones de mecanizado y transversal, y el módulo secante al 2% en las direcciones de mecanizado y transversal. El desgarro de Elmendorf se mide de acuerdo con la norma ASTM D1922. Se realizan quince mediciones de desgarros de Elmendorf y se promedian para cada muestra. El módulo secante al 2% de deformación se mide en la dirección de mecanizado (DM) y en la dirección transversal (DT) con un comprobador Instron Universal de acuerdo con la norma ASTM D882-12. Se realizan cinco mediciones diferentes del módulo secante al 2% y se promedian para cada muestra. Los resultados se muestran en la Tabla 2:
Tabla 2
Figure imgf000015_0001
Como se muestra en la Tabla 2, cada una de las películas inventivas muestra un módulo secante al 2% más alto que los Ejemplos Comparativos correspondientes. Con una cantidad de revestimiento de 1,5 g/m2, las películas inventivas muestran una menor resistencia al desgarro que las películas comparativas con la misma cantidad de revestimiento. La reducción de la resistencia al desgarro es más sustancial con una cantidad de revestimiento de 4 g/m2. También se muestra una reducción en la resistencia al desgarro de las películas inventivas con respecto a las películas sin revestir. Estos datos demuestran que el revestimiento parcial de una película con el Revestimiento 1 de PU se puede utilizar para proporcionar un área (o áreas) de resistencia reducida al desgarro en relación con una parte no revestida de los envases para facilitar la apertura o el acceso al contenido del envase.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una película parcialmente revestida que comprende:
(a) una película que tiene dos superficies exteriores, en donde una primera superficie exterior es proporcionada por una capa de película que comprende de 70 a 100 por cien en peso de una poliolefina que tiene una densidad de 0,860 a 0,965 g/cm3; y
(b) un revestimiento sobre la primera superficie exterior de la película que comprende poliuretano,
en donde el revestimiento cubre menos del 25% del área superficial de la primera superficie exterior de la película y en donde la parte revestida de la película presenta un desgarro de Elmendorf en al menos una de la dirección de mecanizado o en la dirección transversal que es al menos un 20% menor que el desgarro de Elmendorf de la parte no revestida en la misma dirección, midiéndose el desgarro de Elmendorf de acuerdo con la norma ASTM D1922.
2. La película parcialmente revestida de la reivindicación 1, en donde la película revestida es una película monocapa.
3. La película parcialmente revestida de la reivindicación 1, en donde la película revestida es una película multicapa.
4. La película parcialmente revestida de la reivindicación 3, en donde la película comprende además una capa de barrera.
5. La película parcialmente revestida de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el desgarro de Elmendorf de la parte no revestida de la película es de al menos 50 gramos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM D1922.
6. La película parcialmente revestida según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el poliuretano está formado por: (a) un poliol o uretano terminado en hidroxilo; y (b) un prepolímero con funcionalidad isocianato.
7. La película parcialmente revestida según la reivindicación 6, en donde el prepolímero con funcionalidad isocianato comprende un isocianato aromático.
8. La película parcialmente revestida según la reivindicación 6 o la reivindicación 7, en donde el uretano terminado en hidroxilo comprende al menos uno de un uretano basado en poliéter terminado en hidroxilo, un uretano basado en poliéster terminado en hidroxilo y un uretano basado en poliéster-poliéter terminado en hidroxilo.
9. La película parcialmente revestida según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la cantidad de revestimiento en la parte revestida de la primera superficie exterior de la película es de 1 a 7 g/m2.
10. Un laminado que comprende la película parcialmente revestida de cualquiera de las reivindicaciones precedentes laminada a una segunda película.
11. Un envase que comprende la película parcialmente revestida según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
12. El envase de la reivindicación 11, en donde el envase es una bolsa vertical y en donde la parte revestida está próxima a un borde superior de la bolsa para facilitar la apertura de la bolsa.
13. El envase de la reivindicación 12, en donde la bolsa comprende al menos un borde lateral que tiene una muesca y en donde la muesca está formada en la parte revestida o adyacente a la parte revestida.
14. El envase de la reivindicación 11, en donde el envase es un recipiente para bebidas y en donde la parte revestida se coloca en un lugar del recipiente para permitir la inserción de una pajita.
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