MXPA98001632A - Peliculas delgadas de poliestireno que contienenpoliestireno recirculado post-consumidor - Google Patents

Abstract

Se describen películas de poliestireno substancialmente transparentes, orientadas, que contienen poliestireno recirculado post-consumidor y poseen propiedades físicas substancialmente similares a aquellas de películas de poliestireno que no contienen poliestireno recirculado post-consumidor. Las películas de la presente invención pueden comprender hasta 100%de poliestireno recirculado post-consumidor y sonútiles como películas de envoltura para ventanas.

Description

PELÍCULAS DELGADAS DE POHESTIRENO QUE CONTIENEN POLIESTIRENO RECIRCULADO POST-CONSU IDOR DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a películas de poliestireno delgadas, substancialmente transparentes, orientadas que contienen poliestireno recirculado post-consumidor Más específicamente, esta invención se refiere a dichas películas que pueden ser útiles como películas de envoltura para ventanas Una envoltura para ventanas es una envoltura con una o más aberturas de cualquier forma, usualmente rectangular, la cual permite el examen de cualquier información, típicamente un nombre y una dirección, impresa sobre un área limitada de materia dentro de la envoltura La abertura o aberturas en la envoltura se sellan o se cierran a través de un parche de ventana compuesto de una película substancialmente transparente, típicamente poliestireno La colocación de parches es el procedimiento en el cual la película de envoltura para ventana se corta en pedazos de una longitud y anchura deseados, y se aplica a la envoltura para ventana Las películas de envoltura para ventanas típicamente están compuestas principalmente de poliestireno extruído y, opcionalmente, contienen una pequeña porción de un polímero modificado con hule, tal como poliestireno de alto impacto ("HIPS") para agregar una claridad óptica o medición de translucidez a la película. La película de envoltura para ventanas puede ser fabricada en orientaciones biaxiales o uniaxiales La orientación biaxial generalmente es preferida debido a la capacidad de corte superior de la película en la dirección transversal o de la máquina. Por razones ambientales, se ha vuelto muy importante reducir el volumen de plásticos, los cuales son rellenados en la tierra. Para reducir este volumen de plásticos de relleno en la tierra, se han hechos muchos esfuerzos para utilizar el plástico recirculado post-consumidor en varios productos Sin embargo, los esfuerzos para utilizar el po estireno recirculado post-consumidor en películas de poliestireno delgadas, substancialmente transparentes, orientadas, han probado ser difíciles Por consiguiente, existe la necesidad en la industria de utilizar poliestireno recirculado post-consumidor en películas de pohestireno delgadas, substancialmente transparentes, orientadas, incluyendo películas de envoltura par ventanas La presente invención provee películas de po estireno delgadas, substancialmente transparentes, orientadas que contienen pohestireno recirculado post-consumidor y que poseen propiedades físicas substancialmente similares a aquellas de las películas de po estireno que no contienen poliestireno recirculado post-consumidor Las películas de la presente invención pueden comprender hasta 100% de poliestireno recirculado post-consumidor Las películas de la presente invención tienen un espesor generalmente de alrededor de 635 mieras, y de preferencia por lo menos aproximadamente 1905 mieras Las películas de la presente invención generalmente tienen un espesor no mayor que aproximadamente 101.6 mieras, y muy preferiblemente no mayor que alrededor de 63.5 mieras. Las películas de la presente invención están ya sean uniaxial o biaxialmente orientadas. De preferencia, las películas de la presente invención están biaxialmente orientadas. Las películas de la presente invención generalmente están compuestas principalmente de poliestireno extruído. Las películas pueden contener cantidades pequeñas de un agente contra la formación de partícula y un barredor de ácido tal como se enseña en las patentes de E U A Nos 5,009,953 y 5,190,814 Las películas también pueden contener una pequeña proporción de un agente de formador de neblina, tal como pohestireno de alto impacto ("HIPS") por ejemplo, para agregar claridad óptica cosméticamente deseable o medición de la translucidez a la película Un HIPS útil como un agente formador de neblina es STYRON 404 (disponible de The Dow Chemical Company) El poliestireno extruido para hacer películas de la presente invención puede contener hasta 100% en peso del poliestireno recirculado post-consumidor El poliestireno recirculado post-consumidor satisface la definición de materiales post-consumidor dados en ASTM D5033-90 El poliestireno extruído útil en la presente invención también puede contener po estireno de propósitos generales El poliestireno de propósitos generales particular no es especialmente crítico Sin embargo, un poliestireno de propósitos generales preferido es STYRON 665 (disponible de The Dow Chemical Company) El poliestireno extruído útil en la presente invención también puede contener residuos en plantas de películas de la presente invención. Típicamente, el poliestireno extruído es una mezcla de poliestireno de propósitos generales, residuos de películas de la presente invención y poliestireno recirculado post-consumidor El poliestireno recirculado post-consumidor útil en la presente invención debe estar substancialmente libre de partículas tales como fibras de papel, bandas de hule, y geles entrelazados con el fin de evitar la formación de aglomerados o agujeros en la película después de la orientación Se utilizo una técnica de extracción Soxhiet para probar las cantidades de partículas en varias muestras de poliestireno recirculado post-consumidor Esta técnica de extracción Soxhiet uso un procedimiento de filtración de 10 mieras con tolueno como el solvente Al usar la extracción Soxhiet, cada muestra de poliestireno recirculado post-consumidor se pesó y después se disolvió en tolueno La muestra disuelta se filtró usando el procedimiento de filtración de 10 mieras y se pesaron cualesquiera partículas solidas no solubles a través del procedimiento de filtración El peso de las partículas filtradas se dividió entre el peso de la muestra original para determinar el porcentaje en peso de partículas en la muestra original Generalmente, el poliestireno recirculado post-consumidor útil en la presente invención debe tener menos de 0 1% en peso de partículas según medido mediante esta técnica de extracción Soxhiet Preferiblemente, el poliestireno recirculado post-consumidor no contendrá ninguna cantidad de partículas según medidas vía esta técnica de extracción Soxhiet El poliestireno recirculado post-consumidor también puede estar substancialmente libre de contaminación con otros tipos de polímeros, tales como polipropileno o polietileno, con el fin de evitar la incompatibilidad bajo fusión La incompatibilidad bajo fusión puede dar como resultado una superficie de película veteada Preferiblemente, los materiales de pohestireno recirculado post-consumidor podrían indicar solamente una temperatura de transición de vidrio a aproximadamente 100°C, cuando se analizan a través de calorimetría de exploración digital usando el método citado en ASTM D-3418 El poliestireno recirculado post-consumidor debe ser substancialmente transparente con el fin de producir una buena claridad óptica en la película resultante El poliestireno recirculado post-consumidor debe estar substancialmente libre de tintas, aceites alimenticios, y otros contaminantes pigmentados Las placas hechas de poliestireno recirculado post-consumidor comprimidas sobre una prensa de platina a 2044°C a un espesor de aproximadamente 0254 cm, deben tener menos de 20% de neblina según medido por ASTM D-1003 De preferencia, el po estireno recirculado post-consumidor util en la presente invención podría ser recirculado de partes de poliestireno transparentes, moldeadas por inyección o termoformadas Muy preferiblemente, los materiales de poliestireno recirculados podrían abastecidos de cajas de joyas de cisco compacto, insertos transparentes de caja de joyas de disco compacto, cajas de cintas de audio, charolas para galletas, o cajas de frutas pequeñas El carbonato de calcio es un contaminante no deseable algunas veces encontrado en poliestireno recirculado post-consumidor Las fuentes de pohestireno recirculado post-consumidor que contiene menos carbonato de calcio son preferibles para usarse en la presente invención Aunque el limite superior del carbonato de calcio aceptable en el poliestireno recirculado post-consumidor usado en la presente invención no es precisamente conocido, el poliestireno recirculado post-consumidor que tiene cantidades de carbonato de calcio tan altas como 575 ppm, han sido exitosamente incorporadas en películas de la presente invención La cantidad de carbonato de calcio aceptable puede depender del porcentaje del poliestireno post-consumidor usado y el uso final particular de la película producida Esta cantidad debe ser determinable sin experimentación indebida Las películas de la presente invención pueden hacerse a través de cualquier técnica conocida en el campo Mas específicamente las películas de la presente invención pueden ser orientadas a través de cualquier técnica conocida en el campo Sin embargo cuando se procesa poliestireno recirculado post-consumidor que contiene resina para fabricar películas de la presente invención, puede ser necesario hacer ajustes menores a la temperatura de fusión con el fin de mantener los niveles de orientación que se podrían obtener cuando se procesa similarmente un poliestireno recirculado de no postconsumidor que contiene resina Estos ajustes generalmente dan como resultado una reducción de hasta aproximadamente 10°C en la temperatura de fusión. El nivel de ajuste en la temperatura de fusión necesaria para mantener un nivel dado de orientación puede depender de la fuente y la cantidad de poliestireno recirculado post-consumidor. Sin embargo, este nivel de ajuste puede ser determinado sin experimentación indebida Un numero de fuentes de poliestireno recirculado post-consumidor probaron ser difíciles o imposibles de procesar a películas delgadas, orientadas Por ejemplo, la resina de copas de espuma recirculada y contenedores de servicio alimenticio de lámina de espuma (SP-012 disponible de Dart Container Corporation) contuvo muchos geles grandes claramente visible a simple vista Durante el procesamiento de SP-012, se observó un extrusor significativo, aparentemente debido al tamaño de pella de la resina inconsistente Otra fuente de poliestireno recirculado post-consumidor probado fue PC-1000 (disponible de National Polystyrene Recyclmg Company) PC-1000 es producido a partir de contenedores de servicio alimenticio y utensilios de servicio (charolas y placas) La prueba de extracción Soxhiet mostró que PC-1000 contuvo aproximadamente 1 7% en peso de partículas Se hizo un intento para procesar una resina conteniendo 65.75% en peso de poliestireno de propósito general (STYRON-665), 25% en peso de PC-1000, 8% en peso de poliestireno de alto impacto (STYRON 404), y 1.25% de CN-201 (disponible de Polycom Huntsman) a una película biaxialmente orientada, de 130.48 mieras. Sin embargo, la banda de película se rompió cada 20 a 45 minutos, haciendo difícil la recolección de las muestras. CN-201 es una mezcla pre-combinada de 20% en peso de politetrafluoroetileno, 1% en peso de estearato de calcio, y 79% en peso de STYRON 665 La National Polystyrene Recychng Company produce otra fuente de poliestireno recirculado post-consumidor PC-1000D El PC-1000D es desperdicio de servicio alimenticio recirculado del sistema de escuela de Los Angeles Esta fuente de pohestireno recirculado post-consumidor tiene menos contaminantes que el PC-1000, debido a los restringidos controles de fuente Los lotes analizados de PC-100 mostraron entre 0 1% y 1 6% de ¡nsolubles vía la extracción Soxhiet Se hizo un intento para producir una película biaxialmente orientada de la resina anterior, excepto que 25% en peso de PC-1000 se reemplazaron con 25% en peso de PC-1000D. Sin embargo, la banda de película se rompe aproximadamente cada 30 minutos Existe una clara indicación de que aún a niveles de contaminación tan bajos como 0.1% (según medido por la extracción Soxhiet) se presentan problemas de procesamiento importantes.

EJEMPLOS Se produjeron 5 películas biaxialmente orientadas separadas una muestra de control, dos muestras comparativas y dos ejemplos de la presente invención El espesor de cada película fue de 3048 mieras La película de control contuvo 95% en peso de po estireno de propósito general (STYRON 665) y 5% en peso de poliestireno de alto impacto (STYRON 404) Cada una de las otras cuatro películas tuvieron poliestireno de proposito general que se desplazo con poliestireno recirculado post-consumidor, de manera que cada una de las otras cuatro películas contuvieron 25% en peso de po estireno recirculado post-consumidor Las muestras comparativas #1 y #2, respectivamente, contuvieron 25% en peso de PC-1000 y PC-1000D El ejemplo #1 contuvo 25% en peso de PC-4000 (disponible de National Polystyrene Recycling Company) El ejemplo #2 contuvo 25% en peso de PCR-100 (disponible de Plástic Recycling, Ine ) La fuente de poliestireno recirculado post-consumidor en PC-1000 y PC-1000D ya ha sido discutida La fuente de poliestireno recirculado post-consumidor en PC-4000 es recirculado en cajas de joyas de disco compacto y termoformado en charolas para galletas de poliestireno La fuente de poliestireno recirculado post-consumidor en PCR-100 es recirculado en cajas de joyas de cisco compacto Tanto para PC-4000 como para PCR 100, la cantidad de partículas presentes según medidas por la prueba de extracción Soxhiet fue demasiado pequeña para poderse detectar. Cada una de las cinco películas fueron probadas para claridad óptica a través de ASTM D-1003; 60 grados de brillo, externo, dirección de la máquina, vía ASTM D-882; y elongación final, dirección de la máquina, vía ASTM D-882. Los resultados de estas pruebas se muestran en el Cuadro I.

Las películas de la presente invención han sido exitosamente utilizadas como películas de envoltura para ventanas Una de estas películas de envoltura para ventanas contuvo 49% en peso de STYRON 665, 35% en peso de PCR-100, 5% en peso de STYRON 404, y 1% en peso de CN-201. La película tuvo un espesor de 30 48 mieras. Esta película fue exitosamente probada en un F L Smithe High Speed Patcher a 800 parches por minuto y 17 78 cm de vacío Hg para 1219 2 metros Aunque una película de envoltura para ventana exitosamente probada contuvo 35% en peso de PCR-100, 34% en peso de STYRON 665, 15% en peso de película recirculada en planta, 15% de STYRON 404, 0.8% de estearato de calcio y 0.2% de politetrafluoroetileno (MP1100 disponible de DuPont). Esta película tuvo un espesor de 30.48 mieras.

Claims (1)

REIVINDICACIONES

1.- Una película, que consiste principalmente de poliestireno, en donde el espesor de la película es menor que aproximadamente 177.8 mieras, en donde la película es ya sea uniaxial o biaxialmente orientada, y en donde dicho poliestireno comprende poliestireno recirculado post-consumidor según definido por ASTM D5033-90. 2 - Una película de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el poliestireno recirculado post-consumidor comprende cajas de joyas de disco compacto recirculado o charolas para galletas de poliestireno recirculado 3 - Una película de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el espesor de la película es menor que 101 6 mieras 4 - Una película de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el espesor de la película es menor que 63 5 mieras 5 - Una película de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el espesor de la película es de 30.48 mieras) 6 - Un procedimiento para hacer una película substancialmente transparente, que comprende los pasos de a) extruir una resina que comprende principalmente pohestireno a una película, en donde el políestireno contiene poliestireno post-consumidor en una cantidad de hasta 100% en peso, y b) orientar la película.