MEZCLAS QUE CONTIENEN POLIETILEÑO DE BAJA DENSIDAD LINEAL, POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD Y POLIETILENQ DE BAJA DENSIDAD PARTICULARMENTE CONVENIENTES PARA PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS
POR EXTRUSIÓN BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con una composición que comprende una mezcla de por lo menos tres componentes de polietileno particularmente útiles para revestimiento por extrusión, para un proceso que use tales mezclas para revestimiento por extrusión y el compuesto producido por el mismo. La invención también se relaciona con películas producidas a partir de las mezclas. La técnica anterior de mezclas de poliolefina, que contienen polietileno de baja densidad lineal como -un componente, son útiles en ciertas aplicaciones de revestimiento por extrusión. Una de tales mezclas de la técnica anterior es el polietileno de baja densidad lineal
Dow Chemical 's Dowlex 3010, que contiene por lo menos 80% de polletileno de baja densidad lineal. Ejemplos de aplicaciones de revestimiento por extrusión son las estructuras tales como empaques de papel/pelicula poliméricas flexibles para comida y bolas de película polimérica metalizada. El componente de polietileno de baja densidad lineal y las mezclas de la técnica anterior proporciona termo sellos firmes (revestimiento a revestimiento); propiedades a la tensión fuert.es de revestimiento; resistencia fuerte de revestimientos al desgarre; alta resistencia del revestimiento a impactos por dardos, o misiles; resistencia de los revestimientos a la perforación; y resistencia a fisuras por tensión de revestimiento. Estas propiedades generalmente no son posibles con mezclas de poliolefina que no contienen polietileno de baja densidad lineal. Sin embai-go, las mezclas de la técnica anterior que contienen polietileno de baja densidad lineal exhiben ciertos problemas en el proceso que son indeseables. Las mezclas de la técnica anterior, que contienen altos niveles de polietileno de baja densidad lineal, por ejemplo 80 por ciento en peso o más, generalmente requieren potencia excesiva (vatios del motor de accionamiento de extrusión) para ser extruidas durante la operación de revestimiento por extrusión. Frecuentemente, los promedios de producción de una operación de revestimiento por extrusión deber hacerse más lentos para no exceder los limites de los motores de arranque para extrusión. En muchos casos, la producción es tan lenta que resulta en pérdidas económicas. Además, las mezclas de la técnica anterior que contiene altos niveles, es decir 80 por ciento en peso o más, de polietileno de baja densidad lineal, generalmente muestran excesivos rebordes del producto extruido en las orillas, que se itanifiestan en excesivo reborde hacia adentro de la
. „ ^ ^.. L .^ --» .. . „__ _, . , _^_ - . , i &¡> fundición extruida. Este es un problema fácilmente conocido por aquellos expertos en la técnica del revestimiento por extrusión. El reborde excesivo de las orillas debe ser recortado y desechado como restos. De otra forma, una estructura revestida final no mostrará un espesor uniforme. Seria obviamente deseable en una operación de revestimiento por extrusión utilizar una composición de poliolefinas que contengan polietileno de baja densidad lineal como un componente que se extruiria con requerimientos de potencia significativamente menores y con rebordes de la oril-.a significativamente menores. También seria deseable adic onalmente para esa misma composición de poliolefina que contiene polietileno de baja densidad lineal como componente, retener las propiedades de revestimiento deseadas mostradas por las dos mezclas de poliolefina de los componentes de la técnica anterior que contienen polietileno de baja densidad lineal como el componente principal de los dos componentes. Las propiedades incluyen termo sellos fuertes (revestimiento a revestimiento) ; propiedades de tensión fuertes de los revestimientos; resistencia fuerte de los revestimientos al rasgado; resistencia elevada de los revestimiento al impacto por nisil o por dardo; resistencia del revestimiento a la perforación y resistencia del revestimiento a las fisuras por tensi.ón . Se ha descubierto inesperadamente una composición
- — ** *-— • -.»•*-» de poliolefina para revestimiento por extrusión mejorada que comprende una mezcla de polietileno de baja densidad lineal, un polietileno de alta densidad y un polietileno de baja densidad. La composición de la presente invención se extruye de manera deseable con requerimientos de potencia bajos (watt de motor de arranque del extrusor) que las mezclas de los dos componentes de la técnica anterior que contienen polietileno de baja densidad lineal. Esto sucede aún cuando las compc'siciones de la presente invención requieren una energia térmica significativamente mayor por unidad de masa para fundirse de la que se requiere para las mezclas de la técnica anterior. Las composiciones de la presente invención muestran reborde interior significativamente (menor reborde de la orilla) que el que muestran las composiciones de la técnica anterior. La composición de acuerdo con la presente invención es una mezcla de poliolefina que comprende por lo menos los siguientes tres componentes. El primer componente es un polietileno de baja densidad lineal que generalmente proporciona una resistencia de termo sello de revestimiento a revestimiento, dureza, resistencia al rasgado y resistencia a la perforación. En general, las propiedades son esencialmente iguales a las mostradas por las composiciones de la técnica anterior. El segundo componente es un copolimero de polietileno de alta densidad que generalmente proporciona resistencia a la tensión y propiedades de resistencia a las fisuras por tensión. Las propiedades en general son sustcincialmente iguales a las composiciones de la técnica anterior. El tercer componente es un homopolimero de 5 polietileno de baja densidad que generalmente contribuye a un orilla de reborde reducido proporcionando un reborde interior menor en el extruido de la fundición. Generalmente, esta propiedad del reborde interior es superior a las composiciones de la técnica anterior. Adicionalmente, el
10 tercer componente también proporciona generalmente una buena humectación de la superficie del sustrato en la cual la mezcla es revestida, por un buen aglutinamiento entre el revestimiento y el sustrato. De acuerdo con esto, la presente invención que contiene una cantidad menor de polietileno de
15 baja densidad lineal que en las composiciones de la técnica anterior se utiliza sin una pérdida de las propiedades del revestimiento de lo que normalmente se esperarla con una reducción en el contenido de polietileno de baja densidad lineal . 20 La presente invención también está dirigida a mejorar el proceso de revestimiento por extrusión que comprende el uso de las composiciones mencionadas en lo anterior de por lo menos un polietileno de baja densidad lineal, un polietileno de' alta densidad y un polietileno de
25 baja densidad. Más aún, la presente invención también está
taJft*"^-^ diricida a un articulo revestido o compuesto que comprende un sustrato, ya sea imprimado o sin imprimar, que tenga el revestido de la composición antes mencionada, preferiblemente por medio de un proceso de revestimiento por extrusión. El imprimador utilizado para proporcionar aglutinamiento a un sustrato es preferiblemente un imprimador soluble en agua, de mayor preferencia un imprimador de polietilenimina. Además de esto, la presente invención incluye laminados en donde una capa de la composición de los tres componentes mencionados se utiliza entre dos sustratos similares o distintos, opcicnalmente incluyendo una capa de imprimador entre la mezcla de polietileno y cada sustrato. El compuesto resultante o laminado puede ser moldeado en un articulo, tal como un empaque para comida, que tenga buenas propiedades de barrera, esto es, que el empaque sea generalmente impermeable a los líquidos y gases. La presente invención también se dirige a películas preparadas a partir de composiciones novedosas, particularmente por medio de técnicas de película soplada o distribuida. Esto es, por lo tanto, un objeto de la invención proporcionar novedosas composiciones que comprendan una mezcla de por lo menos un polietileno de baja densidad lineal, un polietileno de alta densidad y un polietileno de baja densidad. Otro objeto de la invención es proporcionar un proceso de revestimiento por extrusión mejorado en donde se utilice como revestimiento de extrusión, las composiciones novedosas que comprenden mezclas de la presente invención como se han definido en la presente. 5 Es todavía otro objeto de esta invención proporcionar un sustrato revestido o un compuesto en el que la composición de revestimiento comprende mezclas novedosas de la presente invención como se definieron en la presente. Aún otro objeto de la presente invención es 0 proporcionar un sustrato revestido o un compuesto en el que la composición de revestimiento que comprende novedosas mezclas de la presente invención se aplican en el sustrato por medio de un proceso de revestimiento por extrusión. Este y otros objetos y ventajas de la invención 5 serán aparentes a los expertos en la técnica a partir de la descripción detallada siguiente, modalidades preferidas, ejemplos específicos y reivindicaciones. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las Figuras 1 y 2 se obtuvieron utilizando una 0 calorimetría de rastreo diferencial (DSC) para determinar los perfiles del punto de fusión, en particular el máximo punto de fusión y la energia térmica por unidad de masa requerida para fundir la masa. El perfil del punto de fusión y los datos de calorimetría pertinentes de las mezclas de los dos 5 componentes de la técnica anterior se muestran en la Figura
zn?& i . ; ? „ ,t . ^ ^ ^ - _ s , „ , -.i - i,*..^»^M*a..á» 1. El perfil del punto de fusión y los datos de la calorimetría pertinente de la mezcla de los tres componentes de la presente invención se muestran en la Figura 2. Las composiciones novedosas de la presente 5 invención comprenden mezclas de un polietileno de baja densidad lineal, un polietileno de alta densidad y un polietileno de baja densidad. Se sabe que el componente de polietileno de baja densidad lineal de la mezcla generalmente proporciona
10 propiedades de resistencia, dureza, resistencia al rasgado y resistencia a la perforación en un revestimiento extruido. El componente de polietileno de baja densidad lineal de la composición es un copolimero de polietileno de baja densidad que comprende etileno y un comonómero olefina alfa de C3-C?o- 15 El comonómero olefina alfa es preferiblemente una olefina alfa de Cß-Cs, y de mayor preferencia un copolimero de etileno-hexano o etileno-octano . El comonómero de olefina alfa está presente en una cantidad de aproximadamente 5 a aproximadamente 12 por ciento en peso del copolimero de
20 etileno-alfa olefina, de mayor preferencia una cantidad de aproximadamente 7 hasta aproximadamente 10 por ciento en peso. El componente de copolimero etileno-alfa olefina se caracteriza adicionalmente porque tiene un valor de Índice de fusión medido a 190°C, de alrededor de 0.5 dg/min. hasta
25 aproximadamente 10 dg/min., de mayor preferencia alrededor de
1 dg/min. hasta aproximadamente 3 dg/min., y de mayor preferencia es de alrededor de 2 dg/min.; un promedio dilatado de aproximadamente 1.0 hasta aproximadamente 1.2; una densidad templada de aproximadamente 0.90 g/cc hasta aproximadamente 0.93 g/cc; y un índice de polidispersidad de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 4. Los copolimeros de baja densidad lineal de etileno-alfa olefina pueden ser producidos por cualquier método conocido en la técnica tales como por ejemplo la descrita en la Patente Norteamericana No. 4,339,507. El componente de copolímero de etileno de baja densidad lineal de la mezcla de la presente invención está presente en una cantidad de aproximadamente 25 hasta aproximadamente 40 por ciento en peso, basado en el peso de la mezcla, de mayor preferencia en una cantidad de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 35 por ciento en peso y de mayor preferencia, en una cantidad de aproximadamente 33 por ciento en peso, basado en el peso de la mezcla. Se sabe que el componente de polietileno de alta densidad de la mezcla proporciona generalmente resistencia a la tensión y resistencia al resquebrajamiento por tensión a la mezcla de la presente invención. El componente de polietileno de alta densidad de la composición novedosa es un homopolímero de etileno o un copolímero de etileno y un
- i i i • «Mf^»-^ comonómero de olefina alfa. El comonómero de olefina alfa preferiblemente tiene alrededor de 3 hasta aproximadamente 10 átomos de carbono. El comonómero de olefina alfa está preseite en una cantidad de aproximadamente 0.2 a 5 aproximadamente 1 por ciento en peso del copolímero, de mayor preferencia aproximadamente 0.4 hasta aproximadamente 0.7 por ciento en peso y aún de mayor preferencia en una cantidad de aproximadamente 0.5 por ciento en peso, basado en el peso del copolímero. El comonómero preferido es hexeno. El componente 10 de polietileno de alta densidad se caracteriza adicionalmente porque tiene 0.940 g/cc hasta aproximadamente 0.97 g/cc, de mayor preferencia de aproximadamente 0.95 g/cc hasta aproximadamente 0.97 g/cc; un índice de fusión de aproximadamente 6 dg/min. hasta aproximadamente 20 dg/min., 15 de mayor preferencia aproximadamente 14 dg/min. hasta aproximadamente 18 dg/min., y de mayor preferencia aproximadamente de 16 dg/min., medido a 190°C. El componente de polietileno de alta densidad pueden producirse por cualquier método conocido en la técnica, tal como, por 20 ejempLo aquel descrito en la Patente Norteamericana No. 4,339,507. El componente de polietileno de alta densidad de la mezcla de la presente invención está presente en una cantidad de aproximadamente 25 hasta aproximadamente 40 por ciento en 25 peso, basado en el peso de la mezcla, de mayor preferencia en
rfia ^al-ÉÉil-i-h-hilWtrtilllt .. t. • . >- ..*»* . ;.., - ^ _ - _ . - . . . .. -..¿-. ,1.^. • - -»- -^"r*¿a una cantidad de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 35 por ciento en peso, y de mayor preferencia en una cantidad de aproximadamente 33 por ciento en peso, basado en el peso de la m€izcla. 5 El componente de polietileno de baja densidad de la mezcla de la presente invención generalmente proporciona buena hidratación de un sustrato para permitir una buena unión al sustrato. El componente de polietileno de baja densi.dad de la composición novedosa es un polietileno de
10 distribución de peso molecular amplio, como lo indica el que tenga un índice de polidispersión de aproximadamente 9 a aproximadamente 12. El polietileno de baja densidad se caracteriza adicionalmente porque tiene un valor de índice de fusión de aproximadamente 3 dg/min. hasta aproximadamente 40
15 dg/min., de mayor preferencia alrededor de 6 dg/min. hasta aproximadamente 30 dg/min., aún de mayor preferencia de aproximadamente 18 dg/min. a aproximadamente 22 dg/min., y de mayor preferencia aproximadamente 20 dg/min., medido a 190°C. El polietileno de baja densidad se caracteriza adicionalmente
20 porque tiene una densidad de endurecido de aproximadamente 0.90 g/cc hasta aproximadamente 0.93 g/cc. El componente de polietileno de baja densidad de la mezcla de la presente invención está presente en una cantidad de aproximadamente 25 hasta aproximadamente 40 por ciento en
25 peso, basado en el peso de la mezcla, de mayor preferencia en
una cantidad de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 35 por ciento en peso y de mayor preferencia, en una cantidad de aproximadamente 33 por ciento en peso, basado en el peso de la mezcla. Las composiciones novedosas de la presente invención pueden ser preparadas utilizando cualquier método conocido de la técnica. Por ejemplo, las composiciones pueden prepararse por mezclado en seco o tamboreación en cualquier equipo convencional o mezclándolas en cualquier equipo de mezclado convencional tal como extrusores de tornillo sencillo y dobles, mezcladores Werner Pfleiderer, mezcladores Banbury o similares. Como se volverá aparente de en la presente en adelante, se ha encontrado que se requiere menor potencia para extruir las composiciones de la presente invención que las mezclas de la técnica anterior. Esto es bastante inesperado ya que las composiciones novedosas de la presente invención requieren una cantidad mayor de energía térmica para ser fundidas de la que se necesita para fundir las mezclas de la técnica anterior. El sustrato a la cual la mezcla de la presente invención se aplica es preferiblemente un sustrato imprimido. El imprimador preferiblemente es un imprimador soluble en agua. De mayor preferencia, el sustrato es impreso con polietilenimina. Después de la imprimación, la superficie imprimida es entonces revestida por extrusión con la mezcla. La polietilenimina usada para imprimar los diferentes sustratos que deben ser revestidos por extrusión con las mezclas de la presente invención, el imprimador de polietilenimina de mayor preferencia es A-131-X de MICA Corporation. Los métodos de revestimiento por extrusión son bien conocidos en la técnica. Un experto en la técnica puede fácilmente revestir por extrusión o laminar por extrusión una composición de la presente invención en una superficie imprimida o no imprimida para preparar un compuesto o laminado . La composición de la presente invención puede ser revestida por extrusión en un sustrato o laminada por extrusión entre dos sustratos. El revestimiento por extrusión y los métodos y medios para el laminado son bien conocidos en la técnica, y se espera que cualquiera de tales métodos puedan utilizarse en la presente invención. También es posible revestir por co-extrusión las novedosas composiciones en ur a estructura de por lo menos uno o más sustratos. El proceso de laminado puede además incluir la etapa de preparación de una película a partir de la composición de la presente invención. La película puede ser, por ejemplo, una película soplada o colada. El experto artesano se dará bien cuenta de los métodos disponibles en la técnica para preparar una película a partir de las mezclas de la presente
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invención. Existen muchos métodos conocidos en la técnica para preparar la película utilizando técnicas de película soplada o colada. El sustrato al cual las mezclas de la presente invención pueden ser revestidas o laminadas puede ser cualquier sustrato normalmente revestido con poliolefinas.
Ejemplos de sustratos adecuados incluyen, pero no se limitan a, papel o cartón (impreso o no impreso) , recubierto, por ejemplo hojas de metal recubiertas con arcilla o sin revestimiento, películas plásticas y similares. Estas superficies pueden ser imprimidas o no imprimidas, prefiriendo las superficies imprimidas. Un laminado de acuerdo con la presente invención comprende dos sustratos, cada uno de los cuales puede ser independientemente imprimido o no imprimido sobre la superficie que confronta el otro sustrato, con la composición de la presente invención entre los sustratos. En tal laminado, los sustratos pueden ser similares o diferentes.
Por ejemplo, los sustratos pueden ser ambos de papel o un sustrato puede ser de papel y el otro sustrato puede ser una película polimérica. El artesano experto puede determinar las condiciones óptimas para revestir o laminar sin dificultad. Las películas pueden producirse a partir de las composiciones novedosas de la presente invención por
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cualquier técnica conocida. En la presente se prefieren las técnicas de película soplada o colada, las cuales son bien conocidas en la técnica. La composición de la presente invención puede contener otros ingredientes, tales como componente de polietileno adicionales, rellenos, agentes deslizantes, adhesivos, pigmentos y similares, tal como se conocen en la técnica, con tal de que las composiciones no se afecten adversamente . La invención será más fácilmente entendida por referencia a los siguiente ejemplos. Existen, por supuesto, muchas otras formas de esta invención que serán obvias para el experto en la técnica, una vez que la invención ha sido completamente, y se reconocerá por consiguiente que estos ejemplos se dan para el propósito de ilustración solamente, y no se deberán interpretar como limitantes en alguna forma del alcance de esta invención. EJEMPLOS En los siguientes ejemplos, los procedimientos de prueba listados a continuación se utilizaron para evaluar las propiedades analíticas de los polietilenos de la misma y para evaluar las propiedades físicas de las composiciones de los ejemplos . El índice de Fusión, dg/min., se determinó de acuerdo con el ASTM D1238-62T a 190°C (374°F) .
- r? '? l ? ?i ili tM'i i ni ijiriii i ¡ I llÉ La Relación de Dilatación se define como la relación del extruido sobre aquella del diámetro de orificio del plastómetro de extrusión en ASTM D1238-62T. El diámetro del espécimen se mide en el área entre 0.159 cm y 0.952 cm de la porción inicial del espécimen a medida que emerge desde el plastómetro de extrusión. Las medidas se hicieron con métodos estándar de acuerdo con ASTM D374. La Densidad de Endurecido, g/cc, se determinó de acuerdo con ASTM D1505. El índice de Polidispersión es la relación del peso promedio del peso molecular, Mw, con el número promedio del peso molecular Mn . Mw y Mn se obtuvieron por cromatografía de exclusión de tamaño en un cromatógrafo de permeación de gel Waters 150C equipado con el detector de refractómetro estándar y con un sistema de viscómetro diferencial Viscotek 150R El conjunto de 3 columnas consistía de 103, 104 Waters, y de columnas de lecho mezclado-lineal (103, 104, y 105) Micro-Styragel HT . Las muestras se ejecutaron como soluciones de 0.125% en peso a volumen de orto-diclorobenceno a 140°C. los datos se interpretaron utilizando el software de VJ scotek Unical (V4.02), por calibración universal utilizando NBS 1475 (polietileno lineal) y NBS 1476 (polietileno rami icado) para cualquier muestra de polietileno. Los puntos de fusión máximos de la Calorimetría de Rast.reo Diferencial, en °C, y la energía requerida para fundir una masa dada de poliolefina, expresada en Joules/gramos, se determinaron de acuerdo con ASTM D3418. Se determinaron los rebordes hacia adentro, eií pulgadas sobre el borde o en centímetros sobre el borde, 5 primero midiendo el ancho de un revestimiento por extrusión, W, en un sustrato, y después restando esa medida del ancho del troquel de revestimiento por extrusión, D. La diferencia, (D-W) se divide entonces entre 2, es decir (D-W)/2, dando como resultado en la cantidad de reborde hacia adentro del 10 extraído por borde. La Resistencia Final del Termo Sello, la fuerza de los gramos, se determinaron en un termo sellador por soldadura de Theller Model HT como se describe en la Patente Norteamericana No. 5,331,858. 15 Las Propiedades de Tensión, la resistencia a la tens Lón en la resistencia a las fracturas y tensión en la deformación, ambas expresadas en lb/pulg.2 (o megapascales); y el alargamiento en la ruptura expresado en porcentaje, se determinaron de acuerdo con ASTM D882. 20 La Resistencia al Desgarramiento, expresada en gramos-fuerza, o milinewtons, se determinó de acuerdo con ASTM D1992. La Resistencia al Impacto por Dardos, en gramos a 50% de fracaso, se determinó de acuerdo con ASTM D1709A. 25 La Resistencia a la Perforación, en lb/mil, se
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determinó de acuerdo con ASTM D4649. La Resistencia a las Fisuras, en horas al 50% de fracaso (F50) se determinó de acuerdo con ASTM D1693-94. Ejemplo 1 (Comparativo) En este ejemplo, la composición utilizada fue polietileno Dowlex 3010 de Dow Chemical Company, que se cree es una mezcla de aproximadamente 80 por ciento en peso del copolímero de etilen-octano, que contiene aproximadamente 7 a aproximadamente 10 por ciento en peso de octano, y aproximadamente 20 por ciento del polietileno de baja densidad. Además, la mezcla tiene un índice de fusión de 5.8 dg/min. a 190°C y una densidad de recosido de 0.922 g/cc. Las pellas de la mezcla de Dowlex 3010 se probaron utilizando la calorimetría de rastreo diferencial para determinar el perfil de punto de fusión, particularmente el punto de fusión máximo y la energía térmica por unidad de masa requerida para fundir la masa. El perfil de punto de fusión y los datos de calorimetría obtenidos por la mezcla de Dowlex 3010 se muestran en la Figura 1. La mezcla de Dowlex 3010 fue revestida por extrusión, un proceso bien conocido en la técnica, en un papel Kraft natural de 40 libras. La mezcla de Dowlex 3010 se aplicó al papel Kraft a una temperatura de fusión de 317°C (601°F), a partir de un extrusor con diámetro de 3.5 pulgadas con su juego de calentadores de barril a 203°C (397°F), 315°C (500°F) y 340°C (645°F). La relación del resultado del troquel de extrusión se mantuvo constante a 10 lb/pulg./hr
( 1.8kg/cm/hr ) de la anchura del troquel. La potencia del extrusor, medida en porcentaje de carga del motor y en kilovatios requeridos para extruir la mezcla de Dowlex 3010, en la relación del resultado del extrusor constante, se muestran en la Tabla I. También se muestran en la Tabla I la energía requerida para fundir una masa dada de la mezcla
Dowlex 3010, asi como el punto de fusión máximo de la mezcla Dowlex 3010. Ejemplo 2 Una composición de la presente invención se preparó por el mezclado en seco de los siguientes componentes: (a) 33 por ciento en peso del polietileno de baja densidad lineal CM 27057-F de Eastman Chemical Company, basado en el peso de la composición. El polietileno de baja densidad lineal es un copolímero de etilen-hexeno que contiene aproximadamente 8% en peso de hexeno que tiene un índice de fusión de aproximadamente 2.0 dg/min. a 190°C, una densidad de recosido de aproximadamente 0.910 g/cc, una relación de dilatación de aproximadamente 1.2, y un índice de polidispersión de aproximadamente 3. (b) 33 por ciento del polietileno de alta densidad HT 7C11-X de Eastman Chemical Company, basado en el peso de la composición. El polietileno de alta densidad es un
•— - - *-*'- '- •- -copolímero etilen-hexeno que contiene aproximadamente 0.7% en peso de hexeno que tiene un índice de fusión de 16 dg/min. a 190°C, y una densidad de recosido de 0.96 g/cc; y (c) 33 por ciento de polietileno de baja densidad 811A de Eastman Chemical Company, basado en el peso de la composición. El polietileno de baja densidad es un homopolímero de polietileno que tiene un índice de fusión de aproximadamente 20 dg/min. a 190°C, y una densidad de recosido de aproximadamente 0.92 g/cc. El polietileno de baja densidad se caracteriza adicionalmente porque tiene una distribución de peso molecular amplia como se refleja en el índice de polidispersión de aproximadamente 10. La mezcla resultante de los tres componentes, la cual es una composición ejemplar de la presente invención, se caracteriza porque tiene un índice de fusión de aproximadamente 5.5 dg/min. a 190°C y una densidad de recosido de aproximadamente 0.922 g/cc. Las pellas de la composición de este ejemplo se probaron utilizando la calorimetría de rastreo diferencial para determinar su perfil de punto de fusión, particularmente el punto de fusión máximo de la mezcla y la energía térmica por unidad de masa de la composición requerida para fundir la masa. El perfil de punto de fusión y los datos de la calorimetría de la mezcla de este ejemplo se muestran en la Figura 2.
^^^^^^^^.
La mezcla resultante de este ejemplo se revistió por extrusión en un papel Kraft natural de 40 libras. La mezcla se aplicó a una temperatura de fusión de 313°C (596CF), al papel Kraft a partir de un extrusor con diámetro de 3.5 pulgadas con sus calentadores en barril a 203°C (398CF), 259°C (499°F), 315°C (600°F) y 338°C (639°F). El tornillo de extrusión tenía una sola aspa con una relación de compresión de 3.5:1, proporcionando una salida uniforme a través del troquel. La relación del resultado del troquel de extrusión se mantuvo constante a 10 lb/pulg./hr ( 1.8kg/cm/hr ) de la anchura del troquel. La potencia del extrusor, medida en porcentaje de carga del motor y en kilovatios requeridos para extruir la mezcla de este ejemplo 2, observada en la relación del resultado de extrusor constante, se reporta en la Tabla I . También se reportan en la Tabla I la energía requerida para fundir una masa dada de la mezcla de este Ejemplo 2, así como el punto de fusión máximo de la mezcla. Tabla I
De los datos en la Tabla I, se pueden hacer las siguientes observaciones. La composición novedosa del Ejemplo 2, típica de la presente invención, puede extruirse utilizando una carga de motor de accionamiento del extrusor 5 menor de la que se requiere para la mezcla de la técnica anterior del Ejemplo 1. En este ejemplo, la reducción en la carga de motor de accionamiento del extrusor es de 12 por ciento. Además, la mezcla del Ejemplo 2 puede extruirse
10 utilizando una menor potencia de motor de accionamiento del extrusor de la que se requiere para la mezcla de la técnica anterior del Ejemplo 1. La reducción en la presente fue del 12 por ciento en la potencia del motor de accionamiento del extrusor. La disminución de la potencia de motor de
15 accionamiento del extrusor permite que una operación de revestimiento por extrusión produzca productos con mayor latit.ud en los requerimientos de potencia antes de que la carga máxima del motor de accionamiento sea excedida. La reducción en los requerimientos de potencia que
20 acompañan el uso de las composiciones de la presente invención es bastante inesperada ya que los datos en la Tabla I divulgan que la energía requerida para fundir una masa dada
**t**m **~á* ek***Miii- ... *. . . . ,. ...Í^.... -,,. .. •aMMafcaatfg ik- lllllíl Bllí T ífi de la composición del Ejemplo 2 es 15 por ciento mayor que la que se requiere para fundir una masa de la mezcla del Ejemplo 1 (la mezcla de la técnica anterior) . Basado en la diferencia de energías térmicas requeridas para fundir las mezclas de los Ejemplos 1 y 2, uno podría predecir el resultado opuesto, principalmente, un requerimiento de potencia mayor que acompaña una composición de la presente invención, como se tipifica por la mezcla del Ejemplo 2, cuando se compara con la mezcla de la técnica anterior del Ejemplo 1. Ejemplo 3 (COMPARATIVO) En este ejemplo, se utiliza la misma composición que en el Ejemplo 1, es decir la mezcla de Dowlex 3010 de Dow Chemical Company. La mezcla de Dowlex 3010 se revistió por extrusión en papel Kraft natural de 40 libras. La mezcla de Dowle>< 3010 se aplicó al papel Kraft a una temperatura de fusiói de 317°C (601°F), a partir de un extrusor con diámetro de 3.5 pulgadas con su conjunto de calentadores en barril a 203°C (397°F), 315°C (500°F) y 340°C (645°F). La relación del resultado del troquel de extrusión se mantuvo constante a 10 lb/pulg./hr ( 1.8kg/cm/hr) de la anchura del troquel. Del troquel al espacio de aire de la pasada fue 5.25 pulgadas (6.4 cm) . Las muestras del papel Kraft revestido se obtuvieron a 600 ppm (185 m/min.) y a 1000 ppm (305 m/min) y las medidas del reborde interior de la técnica anterior de los revestimiento de la mezcla del Ejemplo 2 (típica en la presente invención) se tomaron en cada velocidad. Los resultados se reportan en la Tabla II. Ejemplo 4 La misma composición como se describe en el Ejemplo 2 en la presente se revistió por extrusión en un papel Kraft natural de 40 libras. La composición se aplicó a un papel Kraft natural a una temperatura de fusión de 313°C (596°F), a partir de un extrusor con diámetro de 3.5 pulgadas con su conjunto de calentadores en barril a 203°C (398°F), 259°C (499°F), 315°C (600°F) y 338°C (639°F). La relación del resultado del troquel de extrusión se mantuvo constante a 10 lb/pulg./hr (1.8 kg/cm/hr) de la anchura del troquel. Del troquel al espacio de aire de la pasada fue 5.25 pulgadas (6.4 cm) . Las mezclas del papel Kraft revestidas se obtuvieron a 600 ppm (185 m/min.) y a 1000 ppm (305 /min.) y las medidas del reborde interior del revestimiento de la mezcla del Ejemplo 2 (típica en la presente invención) se tomaron en cada velocidad. Los resultados se reportan en la Tabla II. Tabla II
t — £ ** J ^^^ Una revisión de los datos de la Tabla II permite que las observaciones siguientes sean hechas. Las composiciones de la presente invención, como se tipifican en el Ejemplo 4, ofrecen, valores de reborde interior más bajos y 5 por lo tanto superiores en comparación con la mezcla de la técnica anterior del Ejemplo 3. Los valores de reborde interior menores resultan en un revestimiento por extrusión más amplio y un cordón de borde reducido del extruido fundido. Los cordones de los bordes son normalmente cortados
10 en tiras y desechados como restos, lo que resulta en una pérdida económica. Por consiguiente, ya que las composiciones de la presente invención se caracterizan por un reborde interior disminuido y por la cordón de borde reducido, la pérdida económica disminuye ya que se descarta menos restos
15 de cordón de borde en comparación con el uso de la mezcla de la técnica anterior del Ejemplo 3. Ejemplo 5 La misma composición del Ejemplo 1 de la presente, es decir la mezcla Dowlex 3010 de Dow Chemical Company se
20 coló en una película por técnicas conocidas a una temperatura de fusión de 318°C (603°F) y a una velocidad de arrastre suficiente para obtener un grosor de película de 0.001 pulgadas (0.0254 mm) . La película colada resultante se probó para la resistencia de termo sello (de película a película) ;
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las propiedades de tensión; resistencia al desgarramiento; resisiencia al impacto por dardos o misiles y resistencia a la perforación. Adicionalmente, las pellas de la mezcla Dowlex 3010 fueron prensadas en hojas y se probó para la resistencia contra el resquebrajamiento por tensión. Los resultados se reportan en la Tabla III. Siguiendo el procedimiento antes mencionado, la composición del Ejemplo 2 se formó una película colada a una temperatura de fusión de 318°C (603°F) a una velocidad de arrastre suficiente para obtener un grosor de película de 0.001 pulgadas (0.0254 mm) . La película colada resultante se probó para la resistencia de termo sello (de película a película); propiedades de tensión; resistencia al desga ramiento; resistencia al impacto por dardos o misiles y resistencia a la perforación. Las pellas de la composición del Ejemplo 2 fueron prensadas en hojas y se probó para la resistencia al resquebrajamiento por tensión. Las propiedades se reportan en la Tabla III. Tabla III
Una revisión de los datos de la Tabla III revela que las propiedades de revestimiento/película, obtenidas cuando se utilizan las composiciones novedosas de la presente invención son sustancialmente similares a las obtenidas cuando se utilizan la mezcla de la técnica anterior del Ej emplo 1. Ejemplo 6 La composición del Ejemplo 2 se utilizó en la presette para producir una película soplada. Los procesos para producir películas soplada son bien conocidas en la técnica. Con más detalle, la composición del Ejemplo 2 fue
"' " •--*» ¿ extruida a partir de un extrusor con diámetro de 2.5 pulg. (6.4 cm) que tiene una relación de longitud a diámetro de 24:1, y está equipado con 5 zonas de calentamiento. El troquel por extrusión anular tuvo un diámetro de 6 pulgadas (15.3 cm) , y la superficie del troquel a la separación de superficie se mantuvo uniformemente a 0.088 pulgadas (0.224 mm) . La temperatura de extruido fue 196°C (385°F) . La relación de salida del extruido fue de 89 lb/hr (41 kg/hr) , y la velocidad de arrastre de la película soplada fue de 78 ppm (24 m/min.). La relación de soplado de la película fue 2.5, resultando en una anchura plana con trenzado tubular de 22.5 pulgadas (57 cm) , y un grosor de película uniforme de 0.001 pulgadas (0.0254 mm) . La película soplada resultante de la composición del Ejemplo 2 fue uniforme en grosor y en general de una excelente calidad. A partir de todo lo anterior es aparente que las composiciones novedosas de la presente invención tienen muchas aplicaciones. Por ejemplo, las composiciones novedosas pueden formarse en colada y en películas sopladas, utilizando cualquiera de las técnicas bien conocidas para formar películas coladas o sopladas. Adicionalmente, las composiciones novedosas de la presente invención pueden utilizarse para preparar revestimientos por extrusión que tengan propiedades de revestimiento/película sustancialmente equivalentes en comparación con las composiciones de la
•-*»1 ** -técnica anterior, es decir, un requerimiento de potencia de motor de accionamiento del extrusor menor y un reborde interior menor, esto es, menos cordones de borde. La invención se ha sido descrita en lo anterior con detalle haciendo particular referencia a las modalidades preferidas de la misma, pero se entenderá que variaciones y modificaciones diferentes a las descritas en la presente pueden efectuarse dentro del espíritu y alcance de la invención .
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