MXPA98008754A - Pelicula de poliolefina, composiciones y resinasutiles para la misma y metodo para su preparacion - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una mezcla de un primer componente seleccionado de talcos y un segundo componente seleccionado de feldespatos, nefelinas y sienitas nefelínicas, en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee una propiedad de abrasividad mejorada. La invención se refiere además a un agente contra la formación de bloques hecho de tal mezcla;esta mezcla provee en una película poliolefínica. Esta invención también se refiere a una composición de resina poliolefínica que teniendo la mezcla en la misma, asícomo también a películas hechas conésta.

Description

ELÍCULA DE POLIOLEFINA. COMPOSICIONES Y RESINAS ÚTILES PARA LA MISMA Y MÉTODO PARA SU PREPARACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a composiciones de resinas de poliolefinias, materiales precursores utilizados en las mismas, y películas hechas de las mismas. Muy particularmente, la invención se refiere al uso de una combinación de talco y feldespato, nefelina y/o sienita nefelínica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La invención pertenece a composiciones de resinas poliolefínicas que están diseñadas para producir películas transparentes que tienen una capacidad satisfactoria contra la formación de bloques, y en donde el agente contra la formación de bloques exhibe una baja abrasividad. Estas películas pueden ser utilizadas en una amplia gama de aplicaciones de empaque y cubierta con película. Las películas de poliolefinas son utilizadas extensamente para empaques en todo el mundo y están reemplazando, cada vez más, a los materiales tradicionales tales como el papel. Una alta claridad en las películas de poliolefinas permite una fácil observación e identificación de los contenidos del paquete. Sin embargo, cuando se producen películas de plástico, existe la tendencia de que dos o mas capas de película que hacen contacto, se adhieran o "formen bloques", haciendo difícil la separación de la película, la apertura de la bolsa o la localización del final del rollo. Comercialmente, se requiere agregar rellenos minerales inorgánicos a las películas poliolefínicas para reducir la formación de bloques. Es bien reconocido que las películas producidas a partir de resinas que contienen rellenos antibloques tienen una superficie más áspera, la cual reduce el contacto íntimo entre las capas de la película y reduce la formación de bloques, por lo tanto, el término "agente antibloque" es aplicado a tales rellenos. No todos los rellenos inorgánicos son agentes antibloque efectivos y algunos antibloques efectivos tienen otros problemas (tal como alto costo, alta abrasividad, efecto adverso sobre la óptica, y riesgo para la salud) lo que limita su utilidad comercial. El objetivo es agregar tan poco agente antibloque como sea posible para reducir la fuerza de formación de bloques al nivel requerido, en tanto se reduzca al mínimo los efectos adversos sobre las propiedades ópticas de la película y otros aspectos tales como el desgaste en el equipo de tratamiento. La tierra de diatomeas ha sido ampliamente utilizada como un agente antibloque moderadamente efectivo, pero tiene los siguientes atributos adversos: turbidez de película suave, claridad deficiente de la película, abrasividad muy alta, y es moderadamente cara. El talco es también ampliamente utilizado en ciertas formulaciones de poliolefinas como un agente antibloque moderadamente efectivo. Sus ventajas sobre la tierra de diatomeas son costo más bajo, excelente claridad en la película, y una abrasividad muy baja. Sin embargo, comunmente su turbidez de película es solamente ligera y no sería adecuada para aplicaciones de empaque de alta claridad. Aunque la sienita nefelínica o el feldespato han sido considerados como agentes antibloque para aplicaciones de película de alta claridad (debido a su índice óptico de refracción el cual es más cercano al del polietileno), estos son relativamente inefectivos para reducir las fuerzas de formación de bloques, y tiene una abrasividad muy alta. La abrasividad de los agentes antibloque inorgánicos es de importancia por varias razones. Los agentes antibloque de alta abrasividad contribuirán al rápido desgaste de los equipos de mezcla y tratamiento. Cuando el desgaste alcanza el punto en donde cambia las dimensiones del equipo en áreas críticas, tanto la dispersión de los aditivos en la resina como las razones de rendimiento, pueden ser afectados adversamente. En tales casos, puede deteriorarse la calidad del producto y los costos de producción pueden incrementarse, particularmente si el equipo debe ponerse fuera de servicio y comprarse nuevas partes para reemplazar las piezas desgastadas de equipo. Aún más, la abrasión del equipo introducirá contaminación de metal dentro del producto de plástico, el cual puede tener un efecto perjudicial sobre la estabilidad o el color del producto, o ambos. Los agentes antibloque con baja abrasividad son preferidos por estas razones. Han habido muchos intentos por otros para resolver el problema de balancear las propiedades de no formación de bloques y turbidez de la película de poliolefina, pero nadie ha tomado en cuenta lo concerniente sobre la claridad de la película y la abrasividad del agente antibloqueo y el costo (las cuales son todas consideraciones necesarias para un producto comercial viable). La situación existente es que no se ha encontrado todavía una formulación antibloque efectiva para películas de poliolefina de alta claridad con una baja abrasividad del agente antibloque.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una mezcla de un primer componente seleccionado de talcos y un segundo componente seleccionado de feldespatos, nefelinas y sienita nefelínica, en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee una propiedad abrasiva significativamente menor que la esperada de la ley de mezclas. Adicionalmente, la invención se refere a un agente antibloque que comprende una mezcla de un primer componente seleccionado de talcos y un segundo componente seleccionado de feldespatos, nefelinas y sienitas nefelínicas, en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee una acción contra formación de bloques significativamente mayor que cualquiera de los componentes solos. Este agente no da como resultado una pérdida significativa de las propiedades ópticas cuando se utiliza en una película poliolefínica. Esta invención también se refiere a una mezcla de un primer componente seleccionado de talcos y un segundo componente seleccionado de feldespatos, nefelinas y sienitas nefelínicas, en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee una propiedad de abrasividad significativamente menor que la esperada de la ley de mezclas y en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee una acción antibloque significativamente mayor que cualquiera de los componentes solos. Esta invención también se refiere a una composición de resinas poliolefínicas, en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee además una acción antibloque significativamente mayor que cualquier componente solo, y la propiedad de abrasividad del primero y segundo componente en la mezcla es de alrededor de 80% o menos que la esperada de la ley de mezclas. También, la invención se refiere a una película de poliolefina que comprende la composición de resina de poliolefina, y tal película puede ser hecha a partir de los componentes anteriores teniendo una propiedad de abrasividad significativamente menor que la esperada a partir de la ley de mezclas, y la película puede tener una acción antibloque significativamente mayor que cuando se hace cualquier componente solo. Una ventaja de la presente invención es que las mezclas y las composiciones de resina poliolefínica pueden ser utilizadas para producir películas que tienen propiedades antibloque y ópticas (turbidez y claridad) satisfactorias. La mezcla precursora puede también tener una baja abrasividad. La combinación produce un efecto sinergístico en donde el grado de acción antibloque es inesperadamente mayor que cuando se encuentran solos, mientras que todavía retiene las propiedades ópticas y tiene una baja abrasividad.

TÉCNICA RELACIONADA En Matsumoto y otros, "Method for the Production of Antifog Poiyolefin Film" Japanese Kokai No. 60 (1985) - 49,047, hay un método descrito para utilizar la composición de una resina poliolefínica que contiene la resina de poliolefina, dos tipos de rellenos inorgánicos en polvo muy fino, y una amida de ácido graso insaturado y polioléster mixto de ácidso graso. En Hayashida y otros, "Poiyolefin Resin Composition", de la patente de E.U.A. No. 5,346,944, se describe una composición de resina poliolefínica que tiene un agente antibloque y, opcionalmente, un agente antiestático, un agente antiempañante y antioxidantes.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES DE LA INVENCIÓN Una modalidad de la presente invención es una mezcla de un primer componente seleccionado de talcos y un segundo componente seleccionado de feldespatos, nefelinas y sienitas nefelínicas, en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee una propiedad abrasiva significativamente menor que la esperada de la ley de mezclas. Preferentemente, la propiedad de abrasividad es de alrededor de 80% o menos que la esperada de la ley de mezclas, muy preferentemente es de alrededor de 50% o menos que la esperada de la ley de mezclas. Esta mezcla tiene uso como un material precursor utilizable en composiciones de resinas de poliolefina y en películas y otros tipos de productos, tales como láminas, moldes y compuestos para moldear, fabricados de tales composiciones de resinas poliolefínicas. Las poliolefinas consideradas adecuadas para la presente invención pueden ser cualquier poliolefina, la cual puede ser transparente, cristalina, y capaz de formar una película de soporte propio. Ejemplos no limitantes incluyen homopolímeros cristalinos de una a-olefina con números de carbono que varían de 2 a 12 o una mezcla de 2 o más copolímeros cristalinos o copolímeros de etileno-acetato de vinilo con otras resinas. También, la resina poliolefina puede ser un polietileno de alta densidad, un polietileno de baja densidad, un polietileno de baja densidad lineal, polipropileno, copolímeros de propileno-etileno, poli-1-buteno, copolímeros de acetato vinilo-etileno, etc; y polietilenos de baja y mediana densidad. Ejemplos adicionales están representados por copolímeros aleatorios o en bloque de polietileno, polipropileno poli-r-metilpenteno-1, y etileno-propileno, y copolímeros etileno-propileno-hexano. Entre ellos, los copolímeros de etileno y propileno y aquellos que contienen 1 o 2 seleccionados de 1-buteno, 1-hexano, 4-metilpenteno-l, y octeno-1 (el llamado LLDPE), son particularmente adecuados. El método de producción de resinas poliolefínicas utilizado en la presente invención no está limitado. Por ejemplo, puede ser fabricado por medio de polimerización iónica o polimerización de radicales. Los ejemplos de resinas de poliolefina obtenidas por polimerización iónica, incluyen homopolímeros tales como el polietileno, polipropileno, poli-1-buteno, y copolímeros de poli-4-metilpenteno y etileno obtenidos por la copolimerización de etileno y a-olefina, a-olefinas que tienen de 3 a 18 átomos de carbono tales como el propileno, 1-buteno, 4-metilpenteno-1, 1-hexeno, 1-octeno, 1-dequeno, y 1-octadequeno son utilizadas como a-olefinas. Estas a-olefinas pueden ser utilizadas individualmente o como dos o más tipos. Otros ejemplos incluyen copolímeros de propileno tales como los copolímeros de propileno y 1-buteno. Ejemplos de resinas poliolefínicas obtenidas mediante polimerización de radicales incluyen el etileno solo o copolímeros de etileno obtenidos por copolimerización de etileno y monómeros polimerizables con radicales. Ejemplos de monómeros polimerizables con radicales incluyen ácidos carboxílicos insaturados tales como el ácido acrílico, el ácido metilacrílico y los esteres de ácido maleico y anhídridos ácidos de los mismos, y esteres vinilo tales como el acetato de vinilo. Ejemplos concretos de esteres de ácidos carboxílicos insaturados incluyen el acrilato de etilo, metacrilato de metilo y el metacrilato de glicidilo-. Estos monómeros polimerizables con radicales pueden ser utilizados individualmente o como dos o más tipos. El talco en la presente invención es seleccionado de aquellos talcos utilizables para la fabricación de materiales poliolefínicos. Un talco típico es monoclínico en la estructura de cristal, tiene un gravedad específica de alrededor de 2.6 a 2.8 y una fórmula empírica de Mg3 SÍ 0^0 (0H)2. Preferentemente, el tamaño promedio de la partícula del talco utilizado es de alrededor de 0.1 mieras a alrededor de 10 mieras. El segundo componente se selecciona de feldespatos, nefelinas y sienitas nefelínicas, o una mezcla de estas. Tales materiales son conocidos para los expertos en la técnica y son convenientemente definidos en "Minerals and Rocks", The Ne? Encvclopedic Britannica. Vol. 24, p. 151-157, 175-179, Enciclopedia Britannica, Inc. (Chicago, 1986), incorporado aquí por referencia en su totalidad. Preferentemente, el tamaño promedio de partícula del segundo componente utilizado es de alrededor de 0.1 mieras y alrededor de 10 mieras. La mezcla es hecha por cualquier operación conveniente de mezclado la cual no reduce ni aglomera adversamente el componente. Tal mezclado puede ser, pero no se requiere que así sea, integrado en la operación de molienda, si es que hay alguna, de los componentes. La propiedad de abrasividad puede ser determinada utilizando el probador de abrasión Einlehner AT 1000 y la metodología recomendada por el fabricante, ya que el equipo y los métodos son conocidos en la técnica. Se incorpora aquí por referencia en su totalidad el manual "Einlehner Abrasión Tester AT 1000". En otra modalidad, la presente invención es una agente antibloque que comprende una mezcla de un primer componente seleccionado de talcos y un segundo componente seleccionado de feldespatos, nefelinas y sienitas nefelínicas, en donde la proporción del primer componente al segundo componente, provee una acción contra la formación de bloques significativamente mayor que cualquier componente solo. En una modalidad preferida, la proporción de los dos componentes es de aproximadamente 1/3 a aproximadamente 3/1; esto es, de alrededor del 25 porciento a alrededor del 75 porciento de talco, siendo el resto el segundo componente. Muy preferiblemente, la proporción es de alrededor de 44/55 a alrededor de 75/15. Preferentemente, la acción de antibloque produce un grado de formación de bloques de alrededor del 85 porciento o menos que cualquier componente solo; es muy preferible un grado de formación de bloque de alrededor de 75 porciento o menos que cualquier componente solo; e inclusive es muy preferible un grado de formación de bloque de alrededor de 55 porciento o menos que cualquier componente solo. El agente de antibloque puede ser utilizado para producir una película de poliolefina y cuando así se usa, preferiblemente la mezcla del primer componente y del segundo componente no ocasiona una pérdida significativa de las propiedades ópticas tales como la claridad y la turbidez. En otra modalidad, la invención es una mezcla de un primer componente seleccionado de talcos y un segundo componente seleccionado de feldespatos, nefelinas y sienita nefelínica, en donde la proporción de primer componente al segundo componente provee una propiedad de abrasividad significativamente menor que la esperada de la ley de mezcla y en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee una acción contra formación de bloque significativamente mayor que cualquier componente solo. Preferentemente, la proporción del primero y segundo componentes varía de alrededor de un 1/3 a 3/1, y la propiedad de abrasividad del primero y segundo componentes en la mezcla es alrededor del 50 porciento o menos de lo esperado de la ley de la mezcla y el agente contra la formación de bloques produce un grado de formación de bloque de alrededor de 50 porciento o menos. La mezcla del primero y segundo componentes puede ser producida como una mezcla precursora agregada en una composición de la resina poliolefínica o formulada en el sitio, ya sea en una composición de resina poliolefínica o como una porción de la producción de la película de poliolefina. El orden de adición de los componentes separados no es crítico. Cuando se formula en el sitio, los componentes pueden ser agregados separadamente en secuencia o simultáneamente o en lotes maestros separados para ser mezclados más tarde. Todavía en otra modalidad, la invención es una composición de resina de poliolefina que tiene una mezcla de un primer componente seleccionado de talcos y un segundo componente seleccionado de feldespatos, nefelinas y sienitas nefelinas, en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee una propiedad de abrasividad significativamente menor que la esperada de la ley de mezclas. Otra modalidad es una película poliolefínica que comprende la composición de resina de poliolefina que tiene una proporción del primer componente al segundo componente que provee una propiedad de abrasividad significativamente menor que la esperada de la ley de mezclas, y más aún provee una acción de antibloqueo significativamente mayor que cualquier componente solo. Preferentemente, la composición de la resina poliolefínica tiene una mezcla del primero y segundo componentes en donde la proporción del primer componente al segundo componente es de alrededor de 1/3 a 3/1, y la propiedad abrasiva del primero y segundo componentes en la mezcla es de alrededor de 80 porciento o menos que lo esperado de la ley de mezclas y el primero y segundo componentes en combinación producen un grado de formación de bloques de alrededor del 50 porciento o menos. En otra modalidad, la invención es una película poliolefinica que comprende un primer componente seleccionado de talcos y un segundo componente seleccionado de feldespatos, nefelinas y sienitas nefelínicas, en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee una propiedad de abrasividad significativamente menor que la esperada de la ley de mezclas. Preferentemente, la película de poliolefina comprende un primer componente seleccionado de talcos y un segundo componente seleccionado de feldespatos, nefelinas y sienitas nefelínicas, en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee una propiedad de abrasividad significativamente menor que la esperada de la ley de mezclas y en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee una acción de antibloqueo significativamente mayor que con respecto a cualquier componente solo. La presente invención se describe en los siguientes ejemplos ilustrativos los cuales no intentan limitar el alcance de la invención.

EJEMPLOS EJEMPLO 1 Se realizaron mediciones de laboratorio de la abrasividad de agentes antibloque utilizando un calibrador de abrasión Einlehner. Se analizaron minerales y combinaciones de estos para determinar su grado de abrasión en comparación con la tierra de diatomeas como control. Se probaron muestras de talco A (Polytalc AG609), talco B (PolyBloc), sienita nefelínica (Minex 7), y tierra de diatomeas (Super Floss). Las muestras y las mezclas se describen como sigue: Prueba 1 = Mezcla 50/50* de talco A y sienita nefelínica. Prueba 2 = Mezcla 50/50 de talco B y sienita nefelínica. Prueba 3 = Mezcla 75/25 de talco A y sienita nefelínica. Prueba 4 = Mezcla 25/75 de talco A y sienita nefelínica.

Prueba 5 = 100% talco A. Prueba 6 = 100% sienita nefelínica Prueba 7 = 100% tierra de diatomeas *"50/50" significa 50 porciento del peso a 50 porciento en peso. Todas las muestras fueron analizadas en un probador Einlehner Modelo AT-1000 como lodos sólidos secos de minerales al 10%. El cuerpo de uso fue un tamiz de alambre de bronce. La duración de la prueba fue de 100 minutos y/o 174,000 ciclos de abrasión. Los resultados de la prueba representan la pérdida de peso del alambre expresado en miligramos (mg). Los resultados se proveen en el Cuadro 1.

CUADRO 1 CUADRO 1 (CONTINUACIÓN) EJEMPLO 2 En este experimento, el talco y los minerales de sienita nefelínica, solos y en combinaciones, en conjunto con tierras de diatomeas como control, fueron mezclados en la resina PEBD (polietileno de baja densidad) utilizando un extrusor de doble gusano Leistritz con una carga total de 50% para producir lotes maestros antibloque. La proporción del talco a sienita nefelínica se varió de 0/100 a 100/0. Los lotes maestros se dejaron entonces (mezclados) con LDPE y un lote maestro de suspensión de erucamida, y se sopló para formar una película de un milímetro de grueso utilizando una línea de película soplada de una solo gusano para producir una formulación final de película de 2000 ppm (partes por millón) en total de mineral antibloque y 750 ppm de agente de suspensión de erucamida. Los productos de la película se probaron entonces para determinar el grado de formación de bloque y las propiedades ópticas (turbidez y claridad) utilizando los siguientes procedimientos.

Procedimientos de prueba: (1) Grado de formación de bloque. Se usó el método de placa paralela de ASTM D3354-74 para medir el grado de formación de bloque. En la preparación de las muestras, se cortaron piezas de 20.32 cm X 20.32 cm de entubado plano. Se separó la capa de doble película, y se pasó lentamente sobre una barra conectada a tierra para quitar las cargas estáticas, y luego se volvieron a unir de manera que las superficies internas de la burbuja original estuvieran en contacto una con otra. Todas las películas se acondicionaron bajo una carga superior de 0.0703 kg/cm2 por 24 horas utilizando un horno de aire forzado a recircular ajustado a 40°C. Se determinó entonces la fuerza requerida para separar estas dos capas y se expresó en gramos. (2) Turbidez Esta prueba fué realizada de acuerdo con ASTM D 1003. La turbidez es el porcentaje de luz transmitida que se dispersa al pasar a través del espécimen de película. Entre más bajo sea el número de turbidez, mejor será la propiedad óptica de la película que transmite la luz. (3) Claridad Se usó un medidor de claridad Zebedee CL- 100 para esta prueba y se operó de acuerdo con el procedimiento de los fabricantes. La claridad óptica se define como la distinción de destacar que un objeto puede verse a través de una película. Entre mayor sea el número de claridad, mejor será la resolución del objeto a través de la película. Minerales antibloque específicos utilizados para estas muestras fueron: Talco A (Polytalc AG609), talco B (Polybloc), sienita nefelínica (Minex 7), y tierra de diatomeas (Super Floss) Los resultados del grado de formación de bloque, turbidez y claridad para las muestras del ejemplo 2, están en el Cuadro 2.

CUADRO 2 Formulación: 2000 ppm de agente antibloque y 750 ppm de suspensión en película de PEBD CUADRO 2 (CONTINUACIÓN) EJEMPLO 3 En este experimento adicional, los lotes maestros de antibloque descritos en el ejemplo 2 se dejaron con resina PEBD y se soplaron en una película de grosor de un milímetro utilizando una línea de película soplada de un solo gusano para producir una formulación de película final de 5500 ppm en total de mineral contra la formación de bloques. Los productos de la película fueron entonces probados para determinar el grado de formación de bloques y las propiedades ópticas (turbidez y claridad) utilizando los mismos métodos de prueba como se describen en el ejemplo 2. Los resultados del grado de formación de bloques, turbidez y claridad para las muestras del ejemplo 3, están en el cuadro 3.

CUADRO 3 Formulación: 5500 ppm de antibloque y sin suspensión en película de PEBD Talco C es ABT Talco 2500

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1. Una mezcla de un primer componente seleccionado de talcos y un segundo componente seleccionado de feldespatos, nefelinas y sienitas nefelínicas, en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee una propiedad de abrasividad significativamente menor que la esperada de la ley de mezclas.

2. Una mezcla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la proporción de dicho primer componente a dicho segundo componente está en la escala de 3:1 a 1:3.

3. Una mezcla de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque dicha proporción es de 45:55 a 3:1.

4. La mezcla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la propiedad de abrasividad es alrededor de 50% menos que la esperada de la ley de mezclas.

5.- Un agente contra la formación de bloques que comprende una mezcla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, seleccionada de talcos y de un segundo componente seleccionado de feldespatos, en donde la proporción del primer componente al segundo componente provee una acción contra la formación de bloques significativamente mayor que cualquier componente solo.

6. El agente de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la acción contra la formación de bloques produce un grado de formación de bloques de alrededor de setenta y cinco por ciento o menos que cualquier componente solo.

7. El agente de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la mezcla del primer componente y el segundo componente no ocasiona una pérdida significativa de las propiedades ópticas cuando se utiliza en una película de poliolefina.

8. Una composición de resina poliolefínica que comprende una mezcla de un primer componente seleccionado de talcos y un segundo componente seleccionado de feldespatos, nefelinas y sienitas nefelínicas, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

9. La composición de resina poliolefínica de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque la proporción del primer componente al segundo componente es de alrededor de 1/3 a 3/1, y la propiedad de abrasividad del primero y segundo componentes en la mezcla es del 80% o menos de la esperado de la ley de mezclas, y el primero y segundo componentes en combinación producen un grado de formación de bloques de alrededor de 50% o menos.

10. Una película poliolefínica que comprende la composición de resina poliolefínica de conformidad con la reivindicación 8 o 9.