MXPA02003512A

MXPA02003512A - Material de recubrimiento que comprende polimeros lineales isotacticos.

Info

Publication number: MXPA02003512A
Application number: MXPA02003512A
Authority: MX
Inventors: Bernhard Hanke
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 2000-10-02
Publication date: 2002-08-20
Also published as: CA2386901A1; BR0014600A; KR100497592B1; AU780540B2; WO2001027170A1; CN1214051C; AU7846800A; KR20020040842A; CN1378565A; EP1237956A1; JP2003511525A

Abstract

La presente invencion se refiere a articulos que comprenden elementos recubiertos al menos parcialmente con material polimerico en los cuales la estructura del material polimerico contiene areas amorfas elasticas de tamano de nano escala reforzadas con dominios cristalinos auto dispuestos de nano cristales; se reivindica un articulo, que comprende un elemento y un material de recubrimiento polimerico que cubre al menos una porcion de la superficie de dicho elemento caracterizado porque dicho material de recubrimiento comprende un homopolimero poliolefinico que tiene una isotacticidad de menos de 60% de concentracion de pentada mmmm.

Description

MATERIAL DE RECUBRIMIENTO QUE COMPRENDE POLÍMEROS LINEALES ISOTACTICOS CAMPO DE LA INVENCIÓN * ' 4 La presente invención se refiere a materiales de recubrimiento que se utilizan por ejemplo en aislamiento, absorción de impactos, amortiguamiento, y empaque. Específicamente, la presente invención se refiere a materiales de recubrimiento elásticos.

ANTECEDENTES Los artículos recubiertos y en particular los materiales de recubrimiento que comprenden polímeros olefínicos son bien conocidos en la técnica y disfrutan de uso extendido a través de la industria. Las áreas típicas de aplicación de tal material de recubrimiento incluyen artículos higiénicos y en particular artículos absorbentes desechables, materiales de empaque. Los materiales de recubrimiento elaborados a partir de polioleflnas de uso común tales como PP, PE, PS, PIB, tienen un número de propiedades útiles. Son materiales bio-compatlbles y compatibles con alimentos, estables químicamente, inertes, no tóxicos. Sin embargo, la mayoría de ellos son rígidos y tienen propiedades mecánicas deficientes, fe* * Í ?fffcfuyendo fuerza/resistencia al desgarre insuficiente, capacidad de estiramiento/elasticidad insuficiente, y similares. Se han propuesto varios métodos en la técnica anterior para proveer propiedades elásticas a tales materiales de recubrimiento poliméricos. El método utilizado más comúnmente se basa en cambiar la estructura química del polímero introduciendo porciones/uniones articuladas en la cadena principal del polímero. Estas articulaciones proveen más flexibilidad a la estructura de base polimérica evitando la cristalización del polímero, disminuyendo la temperatura de transición de vidrio (Tg) y mejorando la elasticidad del material resultante. Normalmente, los grupos articulados contienen heteroátomos que proveen flexibilidad tales como oxígeno, nitrógeno o cloro colocados en la cadena principal o en grupos laterales voluminosos. Otro método es la masticación del polímero combinando con agentes de plastificación especiales. Sin embargo, ambos métodos requieren que se introduzcan heteroátomos en la molécula o en el volumen del material de recubrimiento. El tercer método propuesto por la técnica anterior para proveer propiedades elásticas a tales materiales de recubrimiento poliméricos, el cual se acerca más a la presente invención, es explotar la formación de hetero- fases que refuerzan el material volumétrico formando una red física. Para hacer esto se ha utilizado la co-polimerización de bloque de dos o más monómeros diferentes lo que conduce a estructuras de base poliméricas que comprenden bloques con diferentes Tg. Esto resulta en separación de micro- fase en el volumen con formación de dominios cristalinos de refuerzo de un co-polímero enlazado con cada uno de los otros mediante cadenas flexibles del segundo co-polímero. En esencia, el material de recubrimiento polimérico convencional lleva una amplia variedad de desventajas incluyendo pero no están limitadas a fuerza/resistencia al desgarre insuficiente, capacidad de estiramiento/elasticidad insuficiente, no ser biocompatibles, no ser compatibles con alimentos, que comprenden heteroátomos tales como cloro y por consiguiente conducen a residuos tóxicos cuando se queman, y similares. Es un objeto de la presente invención proveer materiales de recubrimiento que superan las desventajas de los materiales de recubrimiento de la técnica anterior. Es un objeto adicional de la presente invención proveer artículos que comprenden materiales de recubrimiento elásticos. Es un objeto adicional de la presente invención proveer un método para fabricar un artículo recubierto de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención provee una composición de recubrimiento para cubrir al menos una porción de la superficie de un elemento con un recubrimiento polimérico, caracterizada porque dicha composición de recubrimiento comprende un homopolímero poliolefínico que tiene una isotacticidad de menos de 60% de [mmmm] concentración de pentada. La presente invención provee además un artículo que comprende un elemento y el material de recubrimiento polimérico mencionado anteriormente que comprende un paso seleccionado del grupo consistente de recubrimiento por inmersión, recubrimiento por aspersión, recubrimiento por emulsión, y combinaciones de los mismos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención provee materiales de recubrimiento que comprenden un homopolímero poliolefínico. El término "homopolímero poliolefínico" como se utiliza en la presente, se refiere a aquellas poliolefinas que comprenden únicamente una fase de moléculas todas las cuales exhiben una configuración estereoquímica similar. Por ejemplo, las combinaciones de polímeros atácticos e isotácticos en donde las dos fases se han polimerizado simultáneamente se excluyen cuando se utiliza este término. El término homopolímero incluye copolímeros en donde todas las moléculas exhiben una configuración estereoquímica similar. El homopolímero poliolefínico de la presente invención puede comprender polímeros isotácticos lineales que tienen una estructura de uno o varios monómeros olefínicos de C3 a C2o, que tienen una isotacticidad de menos de 60%, preferiblemente menos de 55%, más preferiblemente menos de 50%, y más preferiblemente menos de 45% de [mmmm] concentración de pentada, y que tienen una isotacticidad de más de 15%, preferiblemente más de 20%, más preferiblemente más de 25%, y más preferiblemente más de [mmmm] concentración de pentada. Preferiblemente, el homopolímero poliolefínico es polipropileno. La isotacticidad de los homopolímeros se puede reducir comparada con los polipropilenos isotácticos de la técnica anterior debido a distribución estadística de errores estereoscópicos en la cadena de polímero. El término "error estereoscópico" se refiere a una secuencia estereoscópica caracterizada por una pentada [mrrm]. En este caso, el monómero central tiene una configuración estéreo opuesta a los otros cuatro monómeros en esta pentada. La concentración de pentada [mrrm] de este polímero por lo tanto está por arriba de la probabilidad estadística de p2 (1-p)2 en donde p = [m] y por consiguiente 1-p = [r] y p4 = [mmmm]. Preferiblemente, la concentración de pentada es de al menos [p(1-p)]q p (1-p) con q siendo 0.8, más preferiblemente q siendo 0.6, aún más preferiblemente q siendo 0.4, más preferiblemente q siendo 0.2, más preferiblemente q siendo 0.1. En algunas modalidades del homopolímero y en particular en aquellas modalidades en donde la cristalinidad se reduce por medio de errores estéreo sencillos, se ha probado que es benéfico un bajo contenido de secuencias atácticas para las propiedades del recubrimiento de la presente invención. Preferiblemente, la concentración de pentada [rmrm] está por debajo de 6%, más preferiblemente por debajo de 5%, aún más preferiblemente por debajo de 4%, más preferiblemente por debajo de 3%, más preferiblemente por debajo de 2.5%. En algunas modalidades del homopolímero y en particular en aquellas modalidades en donde la cristalinidad se reduce por medio de errores estéreo sencillos, se ha probado que es benéfico un bajo contenido de secuencias sindiotácticas para las propiedades del recubrimiento de la presente invención. Preferiblemente, la concentración de pentada [rrrr] está por debajo de 6%, más preferiblemente por debajo de 5%, aún más preferiblemente por debajo de 4%, más preferiblemente por debajo de 3%, más preferiblemente por debajo de 2.5%. De manera alternativa, el homopolímero de la presente invención puede incluir secuencias de bloques de polímero atácticas e isotácticas. Preferiblemente, el peso molecular PMp medio del polímero está por arriba de 100000 g/mol, más preferiblemente por arriba de 200000 g/mol, aún más preferiblemente por arriba de 250000 g/mol, aún más preferiblemente por arriba de 300000 g/mol, más preferiblemente por arriba de 350000 g/mol. La temperatura de vidrio Tg es de entre -50 y +30°C. Preferiblemente la temperatura de vidrio está por debajo de 10°C, más preferiblemente por debajo de 5°C, aún más preferiblemente por debajo de 0°C, más preferiblemente por debajo de -6°C. La temperatura de fusión del polímero se obtiene después de calentar la muestra a 150°C y enfriando de manera subsecuente el polímero a -50°C. Sin desear estar limitados por esta teoría, los polímeros poliolefínicos exhiben una estructura semi cristalina. La estructura contiene áreas amorfas elásticas de tamaño de nano escala reforzadas con dominios cristalinos auto dispuestos de nano cristales. La formación de material macro- cristalino quebradizo a partir del polímero se logra introduciendo los defectos en la estructura de base polimérica. Las unidades de monómero aisladas con configuración estéreo opuesta se han utilizado como los defectos, es decir, errores estéreo sencillos. Los polímeros adecuados y un procedimiento para fabricar dichos polímeros se describen en la solicitud de patente PCT EP99/02379, incorporada a la presente por referencia. Una combinación de catalizador adecuada para la preparación de tales polímeros se describe en la solicitud de patente PCT EP99/02378, incorporada a la presente por referencia. Preferiblemente, el procedimiento de la solicitud de patente PCT EP99/02378 se lleva a cabo por temperaturas de menos de 30°C, más preferiblemente menos de 25°C, aún más preferiblemente menos de 20°C, más preferiblemente menos de 15°C, para incrementar el peso molecular del polímero resultante. Con el fin de incrementar el peso molecular, la polimerización se lleva a cabo preferiblemente en monómero líquido tal como en propeno líquido. Con el fin de incrementar el peso molecular, el catalizador se utiliza preferiblemente en combinación con los activadores de boro mencionados en la solicitud de patente PCT EP99/02378. Otros polímeros adecuados y un procedimiento para fabricar dichos polímeros se describe en WO99/20664, incorporada a la presente por referencia. Se prefiere utilizar homopolímeros para los recubrimientos de la presente invención debido a que durante la fabricación de homopolímeros la variabilidad de lote a lote se reduce enormemente en comparación a polímeros de fase múltiple en donde las fases se polimerizan en una sola reacción. Preferiblemente, los polímeros que se utilizan en la fabricación de los materiales de recubrimiento de la presente invención tienen un plano goma-elástico distintivo en sus curvas de resistencia a la tensión. Los polímeros que se utilizan para el recubrimiento de la presente invención son bio-compatibles, se pueden quemar sir, residuos tóxicos debido a que no contienen heteroátomos tales como cloro. Adicionalmente no contienen residuos de monómero tóxicos. Se ha descubierto que los materiales de recubrimiento de la presente invención pueden exhibir suavidad superior. Preferiblemente, el material de recubrimiento tiene una dureza Shore sobre la escala A de menos de 30, más preferiblemente, de menos de 25, aún más preferiblemente de menos de 20, más preferiblemente de menos de 15, y más preferiblemente de menos de 10. La suavidad del material de recubrimiento de la presente *É t?i?.?*áu*-t. t....««aa.s5?gÉ«ai¡'a*"-''' - -^muS tja?i¡tí?Íu»? invención se puede incrementar fabricando el recubrimiento reduciendo la isotacticidad (concentración de pentada [mmmm]). Se ha encontrado que el material de recubrimiento exhibe estabilidad de temperatura incrementada comparado con materiales de recubrimiento de la técnica anterior. Esto es debido en parte al hecho de que para los recubrimientos de la presente invención se utiliza un homopolímero y es parcialmente debido al alto peso molecular del homopolímero. Preferiblemente, el material de recubrimiento de la presente invención tiene un punto de fusión de al menos 100°C, más preferiblemente de al menos 110°C, más preferiblemente de al menos 120°C, más preferiblemente de al menos 130°C. La temperatura de fusión del polímero se obtiene después de calentar la muestra a 150°C y enfriando después el polímero a -50°C. Se puede lograr un punto de fusión mas alto combinando el homopolímero por ejemplo con polímero isotáctico convencional tal como polipropileno. Se ha encontrado que el recubrimiento de la presente invención es estirable así como elástico. La capacidad de estiramiento del recubrimiento contra su comportamiento elástico se puede ajustar por medio de la tacticidad del homopolímero de la presente invención. Se ha encontrado que el material de recubrimiento de la presente invención es estirable sin desgarramiento a al menos 500% de su longitud original, más preferiblemente 1000% de su longitud original, aún más preferiblemente a al menos 1500% de su longitud original, más preferiblemente a al menos 2000% de su longitud original. Además, el material de recubrimiento de la presente invención se recupera preferiblemente dentro de 10 minutos después de estirarse y sostenerse durante 1 minuto a 500% de su longitud original de regreso a menos de 300% < de su longitud original, preferiblemente menos de 200% de su longitud original, más preferiblemente menos de 150% de su longitud original. Adicionalmente, se ha encontrado que el recubrimiento de la presente invención exhibe una baja fijación compresiva. El recubrimiento de la presente invención se recupera dentro de 10 minutos después de una compresión a 50% de su grosor original durante 1 minuto a al menos 60% de su grosor original, más preferiblemente al menos 70% de su grosor original, aún más preferiblemente al menos 80% de su grosor original, aún más preferiblemente al menos 90% de su grosor original, más preferiblemente al menos 95% de su grosor original. La capacidad de compresión del recubrimiento de la presente invención se puede ajustar incrementando la tacticidad del homopolímero o combinando el homopolímero de baja tacticidad con polímero isotáctico convencional tal como polipropileno. Se ha encontrado que el recubrimiento de la presente invención se puede aplicar a pesos base relativamente bajos. Preferiblemente, el peso base del recubrimiento de la presente invención es de menos de 50 gramos por metro cuadrado, más preferiblemente menos de 40 g/m2, aún más preferiblemente menos de 30 g/m2, aún más preferiblemente menos de 20 g/m2, más preferiblemente menos de 10 g/m2. ¿¿jtofa, "Tí ¡fjffít* — liÉit' Se ha encontrado que el recubrimiento de la presente invención exhibe una pegajosidad relativamente baja a temperatura ambiente debido al alto peso molecular del polímero. Se pueden añadir varios aditivos al homopolímero de la presente invención para cambiar las propiedades del polímero tal como es bien sabido en la técnica. Es un aspecto adicional de la presente invención proveer un artículo que comprende un elemento, al menos una porción de la superficie del elemento estando cubierta con el material de recubrimiento de acuerdo con la presente invención. En la técnica anterior, se conoce una amplia variedad de técnicas adecuadas para fabricar artículos de recubrimiento incluyendo pero no estando limitadas a recubrimiento por inmersión, recubrimiento por aspersión, recubrimiento por emulsión, y combinaciones de las mismas. El recubrimiento de la presente invención no está limitado a un sustrato específico en tanto que el polímero del recubrimiento sea capaz de adherirse de manera suficiente al material de sustrato. Los sustratos adecuados incluyen pero no están limitados a cuerpos de varios materiales tales como metal, polímero, madera, y similares, materiales de red tejida y no tejida, películas, y similares. Los métodos mencionados anteriormente para fabricar artículos de recubrimiento tienen todos ventajas específicas que son conocidas para el experto en la técnica. Por consiguiente, el experto en la técnica podrá seleccionar un método adecuado para fabricar el material de a¿¡tt taa??** K ff^~-**^t. »**r-.'~^- li» rfr -f???«^1***¿frJ*r*"~~"'-**t--afc *JH recubrimiento de la presente invención dependiendo del requerimiento específico de la aplicación respectiva del material de recubrimiento. Con el fin de convertir respirable al recubrimiento de la presente invención, el polímero se puede mezclar con un material llenador en partículas tal como carbonato de calcio antes de la fabricación del recubrimiento y estirarlo de manera subsecuente (antes o después de hacer contacto con el sustrato) con el fin de crear micro poros en la ubicación del material llenador incluido estirando el material de recubrimiento. Preferiblemente, el material de película respirable de la presente invención tiene una velocidad de transmisión de vapor de humedad (MVTR) de al menos 1000 g por 24 horas por metro cuadrado, más preferiblemente al menos 2000 g/24 horas/m2, aún más preferiblemente al menos 3000 g/24 horas/m2, más preferiblemente al menos 4000 g/24 horas/m2. El método para determinar la MVTR es bien conocido en la técnica y se debe aplicar de acuerdo con esto. El artículo recubierto de la presente invención podría ser un artículo higiénico. El término "artículo higiénico" como se utiliza en la presente se refiere a artículos que están diseñados para utilizarse en contacto con o en proximidad al cuerpo de un ser viviente. Tales artículos higiénicos incluyen pero no están limitados a batas, cortinas quirúrgicas, implantes corporales, instrumentación, medios de soporte, cubiertas de camas, cubiertas para heridas, rocíos para heridas, rocíos para el cabello, y similares. Teniendo en consideración las ventajas específicas de los polímeros que se utilizan para los artículos de la presente invención, será fácilmente evidente para el experto en la técnica aplicar los recubrimientos de material polimérico de acuerdo con la presente invención en los artículos higiénicos anteriores y similares. El material de recubrimiento de acuerdo con la presente invención también se puede utilizar como un elemento de construcción en un artículo. Por lo tanto, las funcionalidades del material de recubrimiento incluyen pero no están limitadas a aislamiento de calor, aislamiento eléctrico, absorción de impactos, amortiguamiento, amortiguación de ondas acústicas, protección de otros elementos del artículo, protección contra corrosión, permitir el movimiento relativo de otros elementos, reducción de deslizamiento, y similares. Tales artículos incluyen pero no están limitados a juguetes, muebles, ropas, zapatos, equipo deportivo, sujetadores, construcciones complejas tales como edificios (cubiertas de pisos, calafateo, selladores, llenadores de bordes/grietas, y similares), carros, aparatos domésticos, y similares. Teniendo en consideración las ventajas específicas de los polímeros que se utilizan para los artículos de la presente invención, será fácilmente evidente para el experto en la técnica aplicar y opcionalmente modificar los materiales de recubrimiento de acuerdo con la presente invención como elementos de construcción en los artículos anteriores y similares.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un artículo que comprende un elemento y un material de recubrimiento polimérico que cubre al menos una porción de la superficie de dicho elemento, caracterizado porque dicho material de recubrimiento comprende un homopolímero poliolefínico que tiene una isotacticidad de menos de 60% de [mmmm] concentración de pentada.

2.- El artículo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho material de recubrimiento polimérico es estirable.

3.- El artículo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque dicho material de recubrimiento es expandible elásticamente.

4.- El artículo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho homopolímero es polipropileno.

5.- El artículo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho artículo es un artículo higiénico.

6.- El artículo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho material de recubrimiento polimérico es un elemento de construcción del artículo. í< ?»£-? j.. S .?.

7.- Un método para recubrir un elemento con un material de recubrimiento polimérico que comprende un paso seleccionado del grupo consistente de recubrimiento por inmersión, recubrimiento por aspersión, ' " 3* recubrimiento por emulsión, y combinaciones de los mismos, caracterizado porque dicho material de recubrimiento polimérico comprende un homopolímero poliolefínico que tiene una isotacticidad de menos de 60% de [mmmm] concentración de pentada.