ES2628777T3

ES2628777T3 - Películas multicapa a base de polipropileno termosellables y orientadas para aplicaciones retráctiles

Info

Publication number: ES2628777T3
Application number: ES10719857.4T
Authority: ES
Inventors: Maria Arroyo Villan; Rajen Patel; Julie Hatlewick; Robert Mcgee; Stephen Skapik
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2010-05-06
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2030-05-06
Also published as: WO2010129751A1; CN102458847A; US20120052273A1; EP2427334A1; BRPI1007705A2; EP2427334B1

Abstract

Una película multicapa retráctil orientada, que comprende: a. una primera capa superficial que comprende de 50% a 100% en peso de la capa superficial de un polímero a base de propileno que tiene un punto de fusión mayor que 130ºC; b. al menos una capa central que comprende de 30% a 100% en peso de la capa central de un plastómero o elastómero a base de propileno, comprendiendo dicho plastómero o elastómero a base de propileno al menos un copolímero que comprende al menos 50 por ciento en peso de unidades derivadas de propileno y de 4 a 15% en peso de unidades derivadas de etileno; y c. una segunda capa superficial que comprende de 50% a 100% en peso de la capa superficial de un polímero a base de propileno que tiene un punto de fusión mayor que 130ºC.

Description

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DESCRIPCION

Pelfculas multicapa a base de polipropileno termosellables y orientadas para aplicaciones retractiles Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a una pelfcula multicapa retractil termosellable orientada que comprende una primera y una segunda capa superficial, comprendiendo cada capa superficial un homopolfmero de polipropileno, y al menos una capa central que comprende un plastomero o elastomero a base de propileno (“PBPE”). Preferiblemente, las pelfculas se orientan principalmente, bien en la direccion de la maquina (Md) o bien en la direccion transversal (CD) a la misma. Estas pelfculas son ideales para su uso como etiquetas retractiles que se pueden aplicar, bien como mangas retractiles en CD o bien utilizando un procedimiento de laminacion en continuo. Idealmente, las pelfculas tienen una densidad total menor que 1,0 g/cm3, para facilitar las labores de reciclado utilizando tecnicas de separacion por flotacion en agua.

Antecedentes y compendio de la invencion

Las etiquetas retractiles generalmente se agrupan en dos categonas: etiquetas tubulares retractiles envolventes (ROSO) y etiquetas del tipo manga (etiquetas de manga). Las etiquetas ROSO son laminas de pelfcula que se envuelven alrededor de un envase. Las etiquetas de manga son de configuracion tubular y se ajustan alrededor del envase colocandose sobre el envase. La aplicacion de calor a una etiqueta retractil que esta alrededor de un envase provoca que la etiqueta se contraiga y se conforme al envase.

Para conformarse a un envase, cada tipo de etiqueta debe contraerse preferentemente (es decir, en mayor medida en una direccion que en otra direccion) en la direccion que se extiende circunferencialmente alrededor del envase. Las pelfculas ROSO se colocan en el envase con la direccion de la maquina (MD) de la pelfcula, extendiendose circunferencialmente alrededor del envase. Por ello, las pelfculas ROSO se encogen principalmente en la direccion de la maquina (MD) de la pelfcula, debido a la orientacion preferente de la direccion de la maquina (MDO). Por el contrario, las etiquetas de manga se colocan tfpicamente en el envase con la direccion transversal de la etiqueta (TD) (tambien conocida como la direccion transversal o "CD", por las siglas del ingles “cross direction”), extendiendose circunferencialmente alrededor del envase. Por ello, las etiquetas de manga se contraen principalmente en la direccion transversal de la pelfcula (TD), debido a la orientacion preferente de la direccion transversal (TDO). Tanto si la pelfcula es MDO como TDO, se prefiere que las pelfculas presenten una contraccion relativamente pequena en la direccion transversal (a saber, la direccion perpendicular 90° a la direccion de la orientacion preferente).

Las etiquetas ROSO son particularmente deseables frente a las etiquetas de manga porque conllevan menos tratamiento y son menos costosas de producir. Tfpicamente, las etiquetas ROSO se encuentran en forma de rollos que resultan de imprimir sobre una pelfcula orientada en un procedimiento de banda continua. Por el contrario, las etiquetas de manga, aunque tambien estan disponibles en forma de rollos, requieren imprimir, cortar y pegar en mangas, antes de enrollarlas en forma de rollos, lo que complica el procedimiento de fabricacion y aumenta los costes de fabricacion de las etiquetas de manga con respecto a las etiquetas ROSO. Por otra parte, orientar las pelfculas en la TD para las etiquetas de manga tiende a ser mas caro debido al coste relativamente mas alto del equipo que el que orienta las pelfculas en la direccion MD para las etiquetas ROSO. Adicionalmente, la aplicacion de las etiquetas ROSO en envases es tfpicamente un procedimiento mas rapido que la aplicacion de las etiquetas de manga.

Mientras que las etiquetas ROSO ofrecen ventajas en la velocidad de produccion, historicamente las etiquetas de manga han disfrutado de ventajas en la extension de la contraccion alrededor del envase. Tfpicamente, las etiquetas de manga se contraen hasta un 70 por ciento (%) alrededor de la circunferencia del envase. Por el contrario, las pelfculas ROSO tfpicas se fabrican en la actualidad predominantemente a partir de un homopolfmero de polipropileno orientado, un polfmero con una cristalinidad relativamente mayor. Estos materiales solo muestran una contraccion de hasta aproximadamente 20% alrededor de la circunferencia del envase, a menos que la pelfcula se caliente a una temperatura por encima de la temperatura de fusion cristalina del homopolfmero de polipropileno. Las etiquetas de manga ofrecen, ademas, la ventaja de no tener una junta de pegamento o de tener una junta de pegamento que se cura ampliamente antes de su aplicacion al envase y, por lo tanto, pueden tolerar un esfuerzo de mayor magnitud durante la contraccion. A las mas altas temperaturas necesarias para contraer mas del 20%, las pelfculas de homopolfmero de polipropileno orientadas, los adhesivos de fusion en caliente, el adhesivo UV o los disolventes organicos utilizados tfpicamente para fabricar la costura, pueden fallar y la etiqueta de alrededor del envase soltarse. Es deseable evitar enteramente el uso de tales materiales selladores.

Adicionalmente, cuando un homopolfmero de polipropileno se orienta en una sola direccion, la pelfcula tiende a escindirse en la direccion de la orientacion. Por lo tanto, se aplica a menudo una cierta cuantfa de orientacion biaxial para conseguir una pelfcula mas duradera, pero esto puede provocar una contraccion indeseable en la direccion transversal. Por ello, es deseable obtener una pelfcula duradera que no requiera orientacion biaxial.

A diferencia de las pelfculas fabricadas con materiales tales como el copoliester, el poliestireno y el poli(cloruro de vinilo) (PVC), el uso de pelfculas a base de polipropileno tambien facilita el reciclado de botellas y etiquetas, ya que

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la menor densidad de los materiales de polipropileno permite que la etiqueta se separe mas facilmente de las botellas de mayor densidad (por ejemplo, de poliester). Incluso sena mas beneficioso para el reciclado que la densidad de la pelfcula retractil fuera menor que 1,0 g/cc, ya que esto permitina utilizar tecnicas de separacion por flotacion.

Por otra parte, las pelfculas de menor densidad proporcionan ventajosamente un mayor rendimiento de pelfcula, o una mayor superficie/unidad de peso de pelfcula. Las etiquetas de mayor densidad disponibles, tales como las pelfculas de copoliester o PVC, no proporcionan ventajas similares.

Es deseable tener una pelfcula multicapa orientada que sea adecuada para aplicaciones de etiquetas ROSO o de manga retractil.

Por consiguiente, en un primer aspecto, la presente invencion es una pelfcula retractil multicapa, orientada, que comprende: (a) una primera capa superficial que comprende de 50% a 100% en peso de la capa superficial de un polfmero a base de propileno que tiene un punto de fusion mayor que 130°C; (b) al menos una capa central que comprende de 30% a 100% en peso de la capa central de un plastomero o elastomero a base de propileno, comprendiendo dicho plastomero o elastomero a base de propileno al menos un copolfmero que comprende al menos 50 por ciento en peso de unidades derivadas de propileno y de 4 a 15% en peso de unidades derivadas de etileno; y (c) una segunda capa superficial que comprende de 50% a 100% en peso de la capa superficial de un polfmero a base de propileno que tiene un punto de fusion mayor que 130°C. La pelfcula multicapa se puede orientar preferentemente en la direccion de la maquina, por ejemplo utilizando un conjunto de rodillos de MDO, o en la direccion transversal a la misma, por ejemplo utilizando el procedimiento de tensado. El plastomero o elastomero a base de propileno utilizado en la al menos una capa central se puede seleccionar preferiblemente para controlar la tension de contraccion de la pelfcula y la contraccion de la pelfcula, dependiendo de las exigencias de la aplicacion pretendida.

En otro aspecto, la presente invencion es una etiqueta retractil que comprende una pelfcula multicapa del primer aspecto en donde la pelfcula se ha impreso en uno o en ambos lados.

Descripcion detallada de la invencion

Las pelfculas retractiles multicapa, orientadas, de la presente invencion comprenden una primera y una segunda capa superficial, comprendiendo cada capa superficial de 50% a 100% en peso de la capa superficial de un homopolfmero de polipropileno y al menos una capa central que comprende de 75% a 100% en peso de la capa central de un plastomero o elastomero a base de propileno.

Opcionalmente, las pelfculas multicapa pueden comprender una o mas capas distintas entre las capas superficiales y la capa de poliolefina.

A. Capas superficiales

Cada capa superficial comprende de 50% a 100% en peso de la capa superficial de un polfmero a base de propileno que tiene un punto de fusion mayor que 125°C. El polfmero a base de propileno tiene preferiblemente un punto de fusion de aproximadamente 125°C a aproximadamente 170°C, mas preferiblemente 130°C a 165°C, y lo mas preferiblemente de 135°C a 160°C.

El polfmero a base de propileno puede ser ventajosamente un homopolfmero de polipropileno o un copolfmero aleatorio a base de propileno (para los fines de esta aplicacion, en "copolfmero" se incluyen los terpolfmeros). El homopolfmero o el copolfmero aleatorio de polipropileno preferidos tienen preferiblemente una velocidad de flujo en estado fundido (tal como se mide de acuerdo con la norma ASTM D1238, 2,16 kg, 230°C) de 1 a 30 g/10 min, mas preferiblemente 5 a 10 g/10 min, lo mas preferiblemente mayor o igual que 8 a 10 g/10 min.

El homopolfmero de polipropileno puede ser un homopolfmero de polipropileno isotactico que tiene una isotacticidad de aproximadamente 89 a 99% (tal como se mide mediante espectroscopia de RMN de 13C que utiliza pentadas meso).

El homopolfmero o el copolfmero aleatorio de polipropileno preferidos utilizados en las capas superficiales tienen una densidad mayor o igual que 0,89 g/cc, y puede ser hasta un maximo preferido de 0,91 g/cm.

El homopolfmero o el copolfmero aleatorio de polipropileno preferidos utilizados en las capas superficiales tienen una MWD mayor o igual que 3,5, preferiblemente mayor o igual que 4,0 o incluso 4,5.

El homopolfmero o el copolfmero aleatorio de polipropileno preferidos utilizados en las capas superficiales de las pelfculas de la presente invencion se pueden producir ventajosamente utilizando catalizadores de Ziegler-Natta o de metaloceno.

Preferiblemente, cada capa superficial comprende al menos 80% del homopolfmero de polipropileno o el copolfmero aleatorio de polipropileno, mas preferiblemente al menos 90% del homopolfmero de polipropileno o el copolfmero

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aleatorio de polipropileno, y ventajosamente puede comprender esencialmente todo el material poKmero utilizado en la capa superficial.

Los ejemplos de homopolfmeros de polipropileno adecuados incluyen el DX5E66 o el H357-09RSB, producidos por The Dow Chemical Company, y los ejemplos de copolfmeros aleatorios de polipropileno adecuados incluyen el DS6D21 o el DS6D81, tambien producidos por The Dow Chemical Company.

Cuando la capa superficial comprende una o mas resinas distintas del homopolfmero de propileno o el copolfmero aleatorio de polipropileno, las otras resinas se deben seleccionar de modo que sean compatibles con el homopolfmero de polipropileno o el copolfmero aleatorio de polipropileno y, ventajosamente, pueden proporcionar una temperatura de contraccion inferior. Las resinas adecuadas incluyen los plastomeros o elastomeros a base de propileno que se describen a continuacion.

La capa superficial puede contener otros aditivos, tales como aceite mineral u otros plastificantes. Otros aditivos generalmente conocidos en la tecnica incluyen materiales tales como materiales de carga inorganicos, materiales de carga conductores, pigmentos, antioxidantes, eliminadores de acido, retardantes de llama, absorbedores de ultravioleta, adyuvantes de tratamiento tales como estearato de cinc, adyuvantes de extrusion, aditivos de deslizamiento, modificadores de la permeabilidad, agentes antiestaticos, aditivos antibloqueo y otros polfmeros termoplasticos.

Ademas, se contempla que en una o en ambas capas superficiales se puedan utilizar combinaciones de dos o mas polfmeros a base de propileno que tengan un punto de fusion mayor que 130°C (tales como los polfmeros de un homopolfmero de polipropileno y/o los copolfmeros aleatorios de polipropileno preferidos). Cada capa superficial comprende preferiblemente de aproximadamente 5 por ciento en volumen a aproximadamente 25 por ciento en volumen del espesor total de la pelfcula. Mas preferiblemente, cada capa superficial comprende no mas del 10%, o incluso del 5%, del espesor total de la pelfcula.

La composicion utilizada para las capas superficiales puede ser la misma para cada capa superficial, o puede ser diferente.

B. Capa central

Las pelfculas multicapa de la presente invencion tambien contienen una capa central que comprende un plastomero o elastomero a base de propileno o "PBPE". El PBPE comprende al menos un copolfmero con al menos aproximadamente 50 por ciento en peso de unidades derivadas del propileno, y al menos aproximadamente 4 por ciento en peso de unidades derivadas de un comonomero distinto del propileno. Los elastomeros y/o plastomeros a base de propileno adecuados se describen en las patentes de EE.UU. 6.906.160; 6.919.407; 6.927.256; 6.960,635; 7.250.470; 7.250.471; y 7.344.775, cada una de las cuales se incorpora como referencia en su totalidad en la presente memoria.

De particular interes para uso en la presente invencion son los PBPE de calidad reactor que tienen una MWD entre 2 y 4. Se pretende que el termino "calidad reactor" sea tal como se define en la patente de EE.UU. 6.010.588, y se refiere, en general, a una resina de poliolefina cuya distribucion de pesos moleculares (MWD, por sus siglas en ingles) o polidispersidad no se ha alterado sustancialmente despues de la polimerizacion. Los PBPE preferidos tienen un calor de fusion (tal como se determina utilizando el metodo DSC descrito en la solicitud de patente de EE.UU. publicada 2008/0199673) menor que aproximadamente 90 julios/g, preferiblemente menor que aproximadamente 70 julios/g, mas preferiblemente menor que aproximadamente 50 julios/g. Los PBPE utilizados en la capa central comprenden etileno como comonomero. Los PBPE preferidos tienen de aproximadamente 4 a aproximadamente 15 por ciento de etileno, o de aproximadamente 4 a aproximadamente 12 por ciento de etileno, o aproximadamente 4 a 9 por ciento de etileno, en peso del elastomero o plastomero a base de propileno.

En general, las unidades distintas del propileno del copolfmero de propileno, PBPE, se derivan de al menos otro comonomero, que incluye el etileno, una a-olefina de C4-20, un dieno de C4-20, un compuesto de estireno y similares. Preferiblemente, el comonomero es al menos uno de etileno y una a-olefina de C4-12, tal como 1-hexeno o 1-octeno. Preferiblemente, las unidades restantes del copolfmero se derivan solamente del etileno, particularmente para los PBPE utilizados en la capa central.

La cantidad de comonomero en el elastomero o plastomero a base de propileno es funcion, al menos en parte, del tipo de comonomero y del deseado calor de fusion del copolfmero. Si el comonomero es el etileno, entonces tipicamente las unidades derivadas del comonomero comprenden no mas de 15% en peso del copolfmero. Si el polfmero comprende al menos otro comonomero distinto del etileno, entonces la composicion preferida tiene un calor de fusion aproximadamente en el intervalo del copolfmero de propileno-etileno con aproximadamente 4 a 15% en peso de etileno.

El plastomero o elastomero a base de propileno de esta invencion se puede fabricar mediante cualquier procedimiento, preferiblemente mediante el procedimiento en solucion, e incluye los copolfmeros fabricados con metaloceno, una catalisis de ligando heteroanlico, centrada de metal, no de metaloceno, o un complejo metalico de un ariloxieter polivalente. Estos copolfmeros incluyen los copolfmeros aleatorios. Los copolfmeros de propileno de

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ejemplo incluyen el pokmero Exxon-Mobil VISTAMAXX™ y los elastomeros y plastomeros de propileno/etileno VERSIFY™ de The Dow Chemical Company.

La densidad de los elastomeros o plastomeros a base de propileno de esta invencion es tipicamente de al menos aproximadamente 0,850, puede ser al menos aproximadamente 0,860 y tambien puede ser al menos aproximadamente 0,865 gramos por centfmetro cubico (g/cm3), tal como se mide mediante la norma ASTM D-792. Preferiblemente, la densidad es menor que aproximadamente 0,89 g/cc.

El peso molecular promedio en peso (Mw) de los elastomeros o plastomeros a base de propileno de esta invencion puede variar ampliamente, pero tipicamente esta entre aproximadamente 10.000 y 1.000.000, alternativamente entre aproximadamente 50.000 y 500.000 o entre 100.000 y 250.000 (entendiendo que el unico lfmite en el valor mmimo o maximo del Mw es el establecido por consideraciones practicas, tales como la procesabilidad).

La polidispersidad de los elastomeros o plastomeros a base de propileno de esta invencion esta tfpicamente entre aproximadamente 2 y aproximadamente 4. "Polidispersidad estrecha", "distribucion de pesos moleculares estrecha", "MWD estrecha" y terminos similares indican una relacion (Mw/Mn) entre el peso molecular promedio en peso (Mw) y el peso molecular medio numerico (Mn) menor que aproximadamente 3,5, puede ser menor que aproximadamente 3,0, tambien puede ser menor que aproximadamente 2,8 o incluso 2,5.

Los PBPE para uso en la presente invencion tienen idealmente una MFR de 0,5 a 500 g/10 min, preferiblemente de aproximadamente 1 a 20, mas preferiblemente de aproximadamente 2 a 10. La MFR particular seleccionada depende en parte de los metodos de fabricacion previstos, tales como los procedimientos de pelfcula soplada, de revestimiento por extrusion, de extrusion de lamina, de moldeo por inyeccion o de pelfcula colada. La MFR para los copolfmeros de propileno y etileno y/o una o mas a-olefinas de C4-C20 se mide de acuerdo con la norma ASTM D-1238, condicion L (2,16 kg, 230 grados C).

De acuerdo con la siguiente correlacion, se estimaron MFR mayores que aproximadamente 250:

MFR = 9 x 1018 Mw3,3584

El Mw (gramos por mol) se midio utilizando cromatograffa de penetracion en gel.

El PBPE tambien se puede caracterizar en terminos de su punto de fusion (Tm). La determinacion del punto de fusion se realiza utilizando un calorimetro diferencial de barrido (DSC). Como punto de fusion medido por DSC se utilizo la temperatura a la maxima velocidad de flujo de calor con respecto a una referencia lineal. La temperatura se elevo desde la temperatura ambiente hasta 200°C a 10°C/minuto, se mantuvo a 200°C durante 5 minutos, se disminuyo hasta 0°C a 10°C/minuto, se mantuvo a 0°C durante 5 minutos, y luego la temperatura se elevo desde 0°C hasta 200°C a 10°C/minuto. Se registraron las curvas de fusion y enfriamiento. Cuando estaban presentes varios picos de fusion, como punto de fusion se utilizo el punto de fusion a la temperatura maxima. Sobre este metodo se puede encontrar mas informacion en la patente WO 2005/090427, incorporada en la presente memoria como referencia. El PBPE debe tener un punto de fusion medido por DSC en el intervalo de 50°C a 120°C, mas preferiblemente mayor o igual que aproximadamente 80°C.

La capa central comprende preferiblemente de 30 a 100% en peso del PBPE, alternativamente al menos 40%, 50%, 60%, 80% del PBPE, 90% del PBPE, y, en algunas aplicaciones, puede ventajosamente comprender esencialmente todo el material polfmero utilizado en la capa central. En general, las cantidades mayores del PBPE en la capa central proporcionan una mayor contraccion, a una temperatura de contraccion dada, pero tienden a reducir la rigidez a la flexion.

Cuando la capa central comprende una o mas resinas distintas del PBPE, las resinas distintas se deben seleccionar de modo que sean compatibles con el PBPE, y se pueden utilizar ventajosamente para aumentar la rigidez de las pelfculas. Las resinas adecuadas para uso con el PBPE en la capa central incluyen un copolfmero aleatorio de polipropileno.

La capa central puede contener otros aditivos, tales como aceite mineral u otros plastificantes. Otros aditivos generalmente conocidos en la tecnica incluyen materiales tales como materiales de carga inorganicos, materiales de carga conductores, pigmentos, antioxidantes, eliminadores de acido, retardantes de llama, absorbedores de ultravioleta, adyuvantes de tratamiento tales como estearato de cinc, adyuvantes de extrusion, aditivos de deslizamiento, modificadores de la permeabilidad, agentes antiestaticos, aditivos antibloqueo y otros polfmeros termoplasticos.

Tambien se contempla que en la capa central se puedan utilizar combinaciones de dos o mas polfmeros PBPE. La capa central comprende preferiblemente desde aproximadamente 50 por ciento en volumen, hasta aproximadamente 90 por ciento en volumen del espesor total de la pelfcula. Mas preferiblemente, la capa central comprende al menos 60%, 70% o incluso 80% del espesor total de la pelfcula.

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PeKcula completa.

Se prefiere que las resinas utilizadas para cada una de las capas presentes en la pelfcula multicapa sean de tal modo que la densidad total de la pelfcula sea inferior a 1,0 g/cm3, mas preferiblemente menor que 0,95 g/cm3, lo mas preferiblemente menor que 0,92 g/cm3, tal como se determina mediante la norma ASTM D-792.

Las pelfculas de la presente invencion estan orientadas, lo que significa que tienen una orientacion monoaxial o una orientacion biaxial con una orientacion preferente, bien en la direccion de la maquina (MD) o bien en la direccion transversal (CD) a la misma. La orientacion preferente indica que esa orientacion es mayor en la direccion de la maquina o en la direccion transversal a la misma, que en la otra direccion. La magnitud de la orientacion es al menos el doble, preferiblemente al menos el triple y lo mas preferiblemente al menos el cuadruple, bien en la MD o bien en la CD, dependiendo de la direccion de contraccion deseada. Las pelfculas retractiles orientadas de la presente invencion tienen generalmente una tension de contraccion mayor que aproximadamente 345 kPa (50 psi), preferiblemente mayor que 689 kPa (100 psi) a 135°C. No hay un lfmite superior claro para la relacion de MDO, aunque las pelfculas tienen tipicamente una relacion de MDO de 20 o menos. Las pelfculas que tienen una relacion de MDO mayor que 20 corren el riesgo de encogerse alrededor del envase en las aplicaciones de etiquetas ROSO con una fuerza tan alta que la costura de pegamento que sujeta la etiqueta alrededor de la botella puede debilitarse o fallar. Esto tambien es cierto para la relacion de TDO en las aplicaciones de manga retractil.

Se mide la relacion de MDO para una etiqueta ROSO orientada en MD utilizando una muestra que tiene una longitud de 10 cm en MD y 2,5 cm en TD. Se coloca la muestra en un bano de aceite caliente (ASTM D2732) mantenido a al menos 10 grados C por encima del punto de fusion de la resina de punto de fusion mas alto de la pelfcula, durante 30 segundos. Luego, se mide de nuevo la dimension en MD. La relacion entre las dimensiones en MD, antes y despues de calentar, corresponde a la relacion de MDO.

Se mide la relacion de TDO para una etiqueta de manga retractil orientada en TD utilizando una muestra que tiene una longitud de 10 cm en tD y 2,5 cm en MD. Se coloca la muestra en un bano de aceite caliente (ASTM D2732) mantenido por encima del punto de fusion de la resina de punto de fusion mas alto de la pelfcula. Luego, se mide de nuevo la dimension en TD. La relacion entre las dimensiones en TD, antes y despues de calentar, corresponde a la relacion de TDO.

Las pelfculas multicapa de la presente invencion se pueden fabricar convenientemente antes de la etapa de orientacion, utilizando el procedimiento de pelfcula colada, el procedimiento de pelfcula soplada, el procedimiento de revestimiento por extrusion o el procedimiento de laminacion, siendo preferido el procedimiento de pelfcula colada.

Para ayudar a controlar la tension de contraccion, se puede elegir la temperatura de la pelfcula durante el estiramiento/orientacion utilizado en el procedimiento de fabricacion de la pelfcula. Preferiblemente, la temperatura de estiramiento de la pelfcula esta entre aproximadamente 60°C y 150°C, mas preferiblemente entre 70°C y 127°C.

Cuando se desea una orientacion en MD, esto se puede conseguir convenientemente utilizando un conjunto de rodillos de MDO. Cuando se desea una orientacion en CD, esto se puede conseguir convenientemente utilizando el procedimiento de tensado. Estos y otros procedimientos para conseguir la orientacion son bien conocidos en la tecnica.

En particular, cuando las pelfculas multicapa de la presente invencion se han de utilizar en una etiqueta ROSO, la pelfcula debe tener una tension de contraccion menor que aproximadamente 3.447 kPa (500 psi), mas preferiblemente menor que 2.758 kPa (400 psi), mas preferiblemente menor que 2.068 kPa (300 psi), y lo mas preferiblemente menor que aproximadamente 1.724 kPa (250 psi). Las etiquetas de manga pueden tolerar una mayor tension de contraccion. La tension de contraccion se determina de acuerdo con la norma ASTM D-2838.

Las pelfculas de la presente invencion muestran deseablemente una contraccion a las temperaturas normales de aplicacion de etiquetas retractiles (por ejemplo, de 80°C a 140°C) en la direccion de la orientacion preferida (cuando se orientan a una temperatura de 70°C a 130°C) del 20% o mas, preferiblemente 30% o mas, mas preferiblemente 40% o mas, aun mas preferiblemente 50% o mas, todavfa mas preferiblemente 60% o mas, incluso todavfa mas preferiblemente 70% o mas en la direccion orientada. Una contraccion por debajo del 20% tiende a limitar indeseablemente la extension en la que la pelfcula se puede conformar al contorno del envase. Si bien se desconoce el lfmite superior de la extension de la contraccion, esta esta por debajo del 100%.

Deseablemente, las pelfculas muestran una contraccion a las temperaturas normales de aplicacion de etiquetas retractiles (por ejemplo, de 80°C a 140°C) en la direccion opuesta a la orientacion preferente (cuando se orientan a una temperatura de 70°C a 130°C) del 10% o menos, incluso mas preferiblemente 5% o menos. Se debe entender que una contraccion "menor que el 5%" tambien incluye el acrecentamiento, aunque el acrecentamiento debe ser minimizado.

La rigidez (rigidez a la flexion) de las pelfculas multicapa de la presente invencion es importante, entre otras razones, para el adecuado suministro de etiquetas ROSO a altas velocidades de lmea. La rigidez de las pelfculas multicapa orientadas en la direccion de la orientacion preferida debe ser de al menos aproximadamente 10 unidades Gurley [1 unidad Gurley es equivalente a 9,807 pN (1 mg-fuerza), tal como se mide mediante un aparato Gurley], y en

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general puede ser tan alta como 50 unidades Gurley. Mas a menudo, la rigidez de las pelfculas multicapa orientadas se encuentra en el intervalo de aproximadamente 10 a 30 unidades Gurley, 12 a 28 unidades Gurley, o lo mas preferiblemente 15 a 20 unidades Gurley, tal como se mide de acuerdo con el ensayo de rigidez Gurley TAPPI T543pm.

Aunque las pelfculas pueden tener cualquier espesor que se desee, las pelfculas de la presente invencion tienen generalmente un espesor total de 10 pm o mas, preferiblemente 25 pm o mas y, generalmente, 254 pm o menos, preferiblemente 101 pm, o incluso 51 pm, o menos. Con un espesor menor que 25,4 pm (un mil), las pelfculas tienden a ser indeseablemente diffciles de cortar durante el tratamiento y la manipulacion. Espesores mayores que 102 pm (4 mils) son tecnicamente realizables, pero generalmente no son deseables economicamente.

Las pelfculas de la presente invencion tienen deseablemente una tension de contraccion o una tension de liberacion de orientacion (ORS) de 2.758 kPa (500 psi) o menos, mas preferiblemente menos que 2.758 kPa (400 psi), mas preferiblemente menos que 2.068 kPa (300 psi) y mas preferiblemente menos que aproximadamente 1.724 kPa (250 psi). La tension de contraccion se determina de acuerdo con la norma ASTM D-2838. La ORS es una medida de la tension que experimenta la pelfcula durante la contraccion al calentarse. En las pelfculas ROSO es deseable reducir los valores de la ORS. Tfpicamente, las pelfculas ROSO tienen al menos un extremo pegado al envase alrededor del cual se aplica la pelfcula. Las etiquetas con altos valores de la ORS pueden aplicar a la costura pegada, que sostiene la etiqueta alrededor del envase durante la contraccion, una tension suficiente para que la costura se dane o rompa. La reduccion de los valores de la ORS disminuye la probabilidad de que la lmea de la costura (pelfcula sobre pelfcula) se llegue a danar o romper durante la contraccion.

Con las pelfculas de la presente invencion tambien se pueden utilizar los tfpicos metodos conocidos en la tecnica para fabricar las costuras en pelfculas ROSO. Estos incluyen el uso de adhesivos, tales como adhesivos de fusion en caliente y adhesivos curables por UV, y el termosellado de las costuras, tal como mediante el uso de radiacion laser.

Las pelfculas de la presente invencion tienen utilidad en cualquier aplicacion que aproveche la contraccion provocada por calor en la MD o la TD. Las pelfculas tienen una particular utilidad como etiquetas ROSO. Para convertir una pelfcula de la presente invencion en una etiqueta ROSO de la presente invencion, se corta la pelfcula al ancho deseado y un lado de la pelfcula se trata por efecto corona (en cualquier orden), y luego se imprime sobre el lado de la pelfcula tratado por efecto corona. La impresion se puede colocar en el lado del "reverso" de la pelfcula para crear una etiqueta impresa en reversa. El lado del reverso de la pelfcula se coloca contra el envase y la impresion que esta sobre el lado del reverso se percibe a traves de la pelfcula cuando la pelfcula se coloca alrededor del envase en una aplicacion de etiqueta ROSO. Tfpicamente, estas etapas se llevan a cabo en un procedimiento de banda continua mediante cualquier metodo util en la tecnica.

Dependiendo de la particular aplicacion de uso final, las pelfculas y etiquetas de la presente invencion tambien pueden poseer ventajosamente unas perforaciones a traves de la pelfcula o etiqueta. Las perforaciones se localizan lo mas deseablemente en la parte de la pelfcula proxima a la parte o las partes mas estrechas del envase alrededor del cual la pelfcula se aplica en una aplicacion de etiquetas ROSO. Las perforaciones permiten que se escape el gas, que de no ser asf tendena a quedarse atrapado entre la etiqueta y el envase, permitiendo con ello que la etiqueta se conforme mas estrechamente al envase. Las pelfculas, y las etiquetas, de la presente invencion pueden contener perforaciones distribuidas uniformemente a traves de la superficie de la pelfcula, o bien contener perforaciones situadas espedficamente cerca de las areas de la pelfcula (o etiqueta) que coinciden con las partes mas estrechas del envase alrededor del cual se coloca la pelfcula (o etiqueta). La perforacion de las pelfculas y etiquetas de la presente invencion se puede realizar en cualquier momento; sin embargo, con el fin de facilitar la impresion de las etiquetas ROSO, las pelfculas y etiquetas se perforan deseablemente despues de la impresion.

Los siguientes ejemplos sirven como ilustracion de la presente invencion y no pretenden servir para establecer el alcance completo de la presente invencion.

Ejemplos

En la Tabla N° 1 se enumeran los materiales utilizados en los siguientes ejemplos, junto con sus propiedades principales.

Resina: Densidad (g/cc) AHf (J/g) Punto de fusion Caudal de masa fundida (g/10 min, 230°C/2,16 kg) Tipo

A: 0,9 163°C 8,5 Homopolipropileno.

B: 0,9 163°C 8,8 Homopolipropileno.

C: 0,876 70 115°C 8,0 Elastomero o plastomero a base de propileno con 5% en peso de etileno.

D: 0,888 44,5 98°C 8,0 Elastomero o plastomero a base de propileno con 9% en peso de etileno.

E: 0,9 80 133°C 7,0 Copolfmero aleatorio de polipropileno con 5,7% en peso de etileno.

Los materiales se utilizaron luego para fabricar una pelmula precursora (es decir, una pelmula que todav^a no ha sido orientada sustancialmente) tal como se describe en la Tabla N° 2. Las pelmulas se fabricaron en una lmea de 5 coextrusion de pelmula colada Collin CR 136/350. Para la fabricacion de pelmulas de 3 capas, la lmea constaba de tres extrusoras. Las capas superficiales se formaron utilizando una extrusora del tipo E25M, y la capa central se formo utilizando una extrusora del tipo E30M. La abertura de la hilera era de 0,25 mm. Cada pelmula tema un espesor de 150 micrometros.

Tabla N° 2

N° de ejemplo: Capas superficiales Capa central Relacion de las capas (Superficial/Central/Superficial)

1: A D 5/90/5

2: A D 10/80/10

3: A D 15/70/15

4: A D 20/60/20

5: A C 5/90/5

6: A C 10/80/10

7: A C 20/60/20

10

Unas muestras de las pelmulas retractiles precursoras descritas en la Tabla N° 2, que median 120 mm x 120 mm, se estiraron uniaxialmente en MDO en un estirador de laboratorio Karo IV de Bruckner hasta un espesor de pelmula final de 50 micrometros, bajo las siguientes condiciones:

Temperatura de estiramiento: 70°C.

15 Tiempo de precalentamiento: 60 segundos.

Relacion del estiramiento: 3,5 a 1.

Velocidad de estiramiento, fijada en 5 m/minuto.

Las pelmulas retractiles orientadas resultantes se evaluaron para la contraccion, la resistencia a la traccion, la rigidez a la flexion y el modulo de flexion secante. Los resultados se describen en la Tabla N° 3,

20 Los metodos utilizados en las propiedades descritas en la Tabla N° 3 fueron los siguientes:

Contraccion (en direccion de la maquina o en direccion transversal a la misma), de acuerdo con la norma ASTM D2732.

Traccion, de acuerdo con la norma ASTM D882.

Rigidez a la flexion, de acuerdo con el ensayo de rigidez Gurley TAPPI T543pm. Modulo de flexion secante, de acuerdo con la norma ASTM D882.

Tabla N° 3



: N° de ejemplo

Propiedad: Unidades 1 2 3 4 5 6 7

Espesor: micrometros 47,7 48,2 49,2 49,3 51,7 49,4 53,1

Tension de rotura, MD: MPa 79,35 73,36 75,78 78,65 89,2 87,82 87,32

Deformacion a la rotura, MD: MPa 93,18 118,98 79,74 94,36 88,64 75,2 54,96

Tenacidad, MD: MPa 52,13 61,06 46,49 57,21 66,24 56,09 40,23

Modulo de flexion secante al 1%,: MD MPa 112,9 339,4 522,2 664 682,8 722 920,4

Modulo de flexion secante al 2%,: MD MPa 147,4 283,1 432,1 525,7 607 629,6 777,3

Rigidez a la flexion, MD: unidades Gurley (mg) 9,5 16,6 18,8 18,5 24,2 19,7 27,1

Rigidez a la flexion, MD: unidades Gurley (mg) 5,9 10,7 11 9,3 19,9 9,1 14,6

Contraccion a 60°C, MD: % 21 7 6 4 4 2 2

Contraccion a 70°C, MD: % 40 20 14 8 10 8 5

Contraccion a 80°C, MD: % 50 12 20 12 17 7 6

Contraccion a 90°C, MD: % 55 41 22 14 25 18 12

Contraccion a 90°C, CD: % -2 0 0 0 0 0 0

Carga para una contraccion del 40%, MD: mN 2.150 1.780 na na 2.500 na na

5 Ejemplo 8

Se fabrico otra pelmula precursora con la resina B para las capas superficiales y la resina C para la capa central, en una relacion de 5/90/5. La pelmula se fabrico en una lmea de coextrusion de pelmula colada que utilizaba 3 extrusoras [8,89 cm (3,5 pulgadas), 11,43 (4,5 pulgadas) y 8,89 cm (3,5 pulgadas) de diametro)] con una hilera de 218,44 cm (86 pulgadas) de ancho. La pelmula se moldeo sobre un rodillo de moldeo liso bajo temperatura 10 controlada hasta un espesor de aproximadamente 174 micrometros.

La pelmula retractil precursora se estiro luego uniaxialmente en MDO en una unidad de tratamiento secundario para orientar la pelmula hasta un espesor de pelmula final de 38 micrometros. La temperatura de estiramiento se fijo en 93°C (200°F) con una velocidad de lmea inicial de 10 m/minuto, una velocidad de lmea final de 58 m/minuto y una relacion de estiramiento en MD de 5,8:1.

15 La pelmula orientada resultante se evaluo para la resistencia a la traccion, el modulo de flexion secante y la contraccion en aire caliente, trazando un cmculo de 100 mm sobre una probeta de ensayo y colocando la muestra en un horno de aire forzado precalentado durante 10 minutos a la temperatura prescrita. En la Tabla N° 4 se describen los resultados.

Propiedad: Desviacion tfpica

Espesor, pm (mils): 965,2 (38) 25,4 (1,0)

Tension de rotura, MD, MPa: 154 8,0

Deformacion a la rotura, MD, %: 35 2,0

Tenacidad, MD, MPa: 44 2,3

Modulo de flexion secante al 1%, MD, MPa: 1.345 10,2

Contraccion libre en aire, 60°C, MD, %: 2,0 —

Contraccion libre en aire, 60°C, TD, %: -1,0 —

Contraccion libre en aire, 80°C, MD, %: 15,0 —

Contraccion libre en aire, 80°C, TD, %: -1,7 —

Contraccion libre en aire, 90°C, MD, %: 18,0 —

Contraccion libre en aire, 90°C, TD, %: -2,0 —

Contraccion libre en aire, 100°C, MD, %: 26,3 —

Contraccion libre en aire, 100°C, TD, %: -2,0 —

Contraccion libre en aire, 110°C, MD, %: 53,3 —

Contraccion libre en aire, 110°C, TD, %: -3,0 —

Ejemplo 9

Se fabrico otra pelmula precursora con la resina E para las capas superficiales y la resina C para la capa central, en 5 una relacion de 10/80/10. La pelmula se fabrico en una lmea de coextrusion de pelmula colada que utilizaba 3 extrusoras [5,08 cm (2,0 pulgadas), 6,35 cm (2,5 pulgadas) y 5,08 cm (2,0 pulgadas) de diametro)] con una hilera de 71,2 cm (28 pulgadas) de ancho. La pelmula se moldeo sobre un rodillo de moldeo liso bajo temperature controlada hasta un espesor de aproximadamente 254 micrometros.

La pelfcula retractil precursora se estiro luego uniaxialmente en MDO sobre una unidad de tratamiento secundario 10 para orientar la pelfcula hasta un espesor de pelmula final de 44 micrometros. La temperatura de estiramiento se fijo en 100°C (212°F) con una velocidad de lmea inicial de 10 m/minuto, una velocidad de lmea final de 65 m/minuto y una relacion de estiramiento en MD de 6,5:1.

La pelfcula orientada resultante se evaluo para la resistencia a la traccion, el modulo de flexion secante y la contraccion en aire caliente, trazando un cmculo de 100 mm sobre una probeta de ensayo y colocando la muestra en 15 un horno de aire forzado precalentado durante 10 minutos a la temperatura prescrita. En la Tabla N° 5 se describen los resultados.

Propiedad: Desviacion tfpica

Espesor, micrometres: 43,9 2,5

Tension de rotura, MD, MPa: 176 12

Deformacion a la rotura, MD, %: 35 4

Tenacidad, MD, MPa: 39 7

Modulo de flexion secante al 1%, MD, MPa: 1.082 13

Contraccion libre en aire, 60°C, MD, %: 2,0 0

Contraccion libre en aire, 60°C, TD, %: 0 0

Contraccion libre en aire, 80°C, MD, %: 3,7 0,6

Contraccion libre en aire, 80°C, TD, %: -1,0 0

Contraccion libre en aire, 90°C, MD, %: 19,7 0,6

Contraccion libre en aire, 90°C, TD, %: -4,7 2,1

Contraccion libre en aire, 100°C, MD, %: 26,7 0,6

Contraccion libre en aire, 100°C, TD, %: -5,7 1,5

Contraccion libre en aire, 110°C, MD, %: 49,3 2,9

Contraccion libre en aire, 110°C, TD, %: -10,7 3,5

Ejemplo 10

Se fabrico otra pelmula precursora con la resina B para las capas superficiales y la resina D para la capa central, en 5 una relacion de 10/80/10. La pelmula se fabrico en una lmea de coextrusion de pelmula colada que utilizaba 3 extrusoras [6,35 cm (2,5 pulgadas), 5,08 (2,0 pulgadas) y 5,08 (2,0 pulgadas) de diametro] con una hilera de 71,12 cm (28 pulgadas) de ancho. La pelmula se moldeo sobre un rodillo de moldeo liso bajo temperatura controlada hasta un espesor de aproximadamente 254 micrometros.

La pelmula retractil precursora se estiro luego uniaxialmente en MDO sobre una unidad de tratamiento secundario 10 para orientar la pelmula hasta un espesor de pelmula final de 45 micrometros. La temperatura de estiramiento se fijo en 69°C (156°F) con una velocidad de lmea inicial de 10 m/minuto, una velocidad de lmea final de 63 m/minuto y una relacion de estiramiento en MD de 6,3:1.

La pelmula orientada resultante se evaluo para la resistencia a la traccion, el modulo de flexion secante y la contraccion en aire caliente, trazando un cfrculo de 100 mm sobre una probeta de ensayo y colocando la muestra en 15 un horno de aire forzado precalentado durante 10 minutos a la temperatura prescrita. En la Tabla Na 6 se describen los resultados.

Propiedad: Desviacion tfpica

Espesor, micrometros: 45,2 1,3

Tension de rotura, MD, MPa: 148 3,9

Deformacion a la rotura, MD, %: 40 3

Tenacidad, MD, MPa: 39,5 5,9

Modulo de flexion secante al 1%, MD, MPa: 761 19,8

Contraccion libre en aire, 60°C, MD, %: 12,0 1,0

Contraccion libre en aire, 60°C, TD, %: -2,0 1

Contraccion libre en aire, 80°C, MD, %: 34,3 3,2

Contraccion libre en aire, 80°C, TD, %: -5,0 2,0

Contraccion libre en aire, 90°C, MD, %: 55,3 0,6

Contraccion libre en aire, 90°C, TD, %: -5,0 1,7

Contraccion libre en aire, 100°C, MD, %: 61 1,0

Contraccion libre en aire, 100°C, TD, %: -5,3 2,9

Contraccion libre en aire, 110°C, MD, %: 59 2,6

Contraccion libre en aire, 110°C, TD, %: -4,0 2,6

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

REIVINDICACIONES

1. - Una pelfcula multicapa retractil orientada, que comprende:

a. una primera capa superficial que comprende de 50% a 100% en peso de la capa superficial de un poKmero a base de propileno que tiene un punto de fusion mayor que 130°C;

b. al menos una capa central que comprende de 30% a 100% en peso de la capa central de un plastomero o elastomero a base de propileno, comprendiendo dicho plastomero o elastomero a base de propileno al menos un copolfmero que comprende al menos 50 por ciento en peso de unidades derivadas de propileno y de 4 a 15% en peso de unidades derivadas de etileno; y

c. una segunda capa superficial que comprende de 50% a 100% en peso de la capa superficial de un polfmero a base de propileno que tiene un punto de fusion mayor que 130°C.
2. - La pelfcula multicapa de la reivindicacion 1, en donde al menos una capa superficial comprende un homopolfmero de polipropileno.
3. - La pelfcula multicapa de la reivindicacion 1, en donde al menos una capa superficial comprende un copolfmero aleatorio de polipropileno.
4. - La pelfcula multicapa de la reivindicacion 1, en donde cada capa superficial comprende al menos 80% de un polfmero a base de propileno que tiene un punto de fusion mayor que 130°C.
5. - La pelfcula multicapa de la reivindicacion 1, en donde la capa central consiste esencialmente en 100% de un plastomero o elastomero a base de propileno.
6. - La pelfcula multicapa de la reivindicacion 1, en donde la pelfcula tiene un espesor de 25 micrometros a 50 micrometros.
7. - La pelfcula multicapa de la reivindicacion 1, en donde cada capa superficial comprende no mas de 5% del espesor total de la pelfcula.
8. - La pelfcula multicapa de la reivindicacion 1, en donde la capa superficial y/o la capa central comprenden ademas uno o mas de los siguientes aditivos: materiales de carga inorganicos, materiales de carga conductores, pigmentos, antioxidantes, eliminadores de acido, retardantes de llama, absorbedores de ultravioleta, adyuvantes de tratamiento, adyuvantes de extrusion, aditivos de deslizamiento, modificadores de la permeabilidad, agentes antiestaticos, aditivos antibloqueo.
9. - La pelfcula multicapa de la reivindicacion 1, en donde la densidad total de la pelfcula es de 0,8 a 1,0 g/cm3.
10. - La pelfcula multicapa de la reivindicacion 1, en donde la pelfcula esta orientada preferentemente, bien en la direccion de la maquina o bien en la direccion transversal a la misma, y en donde la orientacion en una direccion es al menos el doble que en la direccion opuesta.
11. - La pelfcula multicapa de la reivindicacion 1, en donde la pelfcula tiene una rigidez Gurley en la direccion de la orientacion principal de 10-30 unidades Gurley.
12. - La pelfcula multicapa de la reivindicacion 1, en donde la pelfcula tiene una tension de contraccion menor que 1,72 MPa (250 psi).
13. - Una etiqueta retractil que comprende una pelfcula multicapa de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
14. - La etiqueta retractil de la reivindicacion 13, en donde la etiqueta retractil es una etiqueta tubular retractil envolvente (ROSO).
15. - La etiqueta retractil de la reivindicacion 13, en donde la etiqueta retractil es una etiqueta del tipo manga.