ES2758444T3 - Resinas para uso como capa de unión en una estructura multicapa y estructuras multicapa que comprenden las mismas - Google Patents

Resinas para uso como capa de unión en una estructura multicapa y estructuras multicapa que comprenden las mismas Download PDF

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Abstract

Una resina para utilizar como capa de unión en una estructura multicapa, comprendiendo la resina: un polietileno de alta densidad que tiene una densidad superior a 0,960 g/cm3, en donde el polietileno de alta densidad comprende del 1 al 99 por ciento en peso de la resina; un polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico, en donde el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico comprende del 1 al 99 por ciento en peso de la resina; y un catalizador que comprende al menos un ácido de Lewis, en donde el catalizador comprende un triflato metálico, un cloruro metálico, un bromuro metálico, un tetrafluoroborato metálico, o combinaciones de los mismos.

Description

DESCRIPCIÓN
Resinas para uso como capa de unión en una estructura multicapa y estructuras multicapa que comprenden las mismas
Campo
La presente invención se refiere a resinas que se pueden utilizar como una capa de unión en una estructura multicapa y a estructuras multicapa que comprenden una o más capas de unión formadas a partir de dichas resinas.
Introducción
Hay muchas aplicaciones donde existe la necesidad de una alta barrera frente a gases, como en el envasado de alimentos, envoltura de ensilaje, aplicaciones de funda estirable, tuberías de material compuesto, y otras. En las estructuras de barrera multicapa, los copolímeros de etileno y alcohol vinílico (EVOH) son los materiales primarios utilizados para construir la capa de barrera para bloquear el oxígeno y otros gases. La poliamida (por ejemplo, nailon) y otros materiales también se utilizan ampliamente para proporcionar funciones similares. Sin embargo, un problema con dichas capas de barrera es que las propiedades de barrera frente a gases se deterioran cuando la estructura multicapa que incorpora la capa de barrera se expone a una alta humedad o a una humedad relativa. Un enfoque para minimizar el deterioro de la capa de barrera es aumentar el espesor de las capas de polietileno alrededor del EVOh o nailon para evitar la entrada de humedad. Por ejemplo, si las capas de polietileno de baja densidad (LDPE) o polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) se encuentran en una estructura multicapa que comprende capas de EVOH o nailon, el espesor de las capas de LDPE o LLDPE se puede aumentar para disminuir la tasa de permeabilidad frente a la humedad. Como otro ejemplo, se han incluido una o más capas de polietileno de alta densidad (HDPE) adyacentes al EVOH o capas de nailon para evitar la entrada de humedad. Otro enfoque para minimizar el deterioro de la capa de barrera es aumentar el espesor de una capa de EVOH o de poliamida en la estructura multicapa para compensar la pérdida de las propiedades de barrera.
Sigue existiendo la necesidad de enfoques alternativos para minimizar la pérdida de las propiedades de barrera frente a gases de las estructuras multicapa al tiempo que se mantienen otras propiedades deseables y el coste general de las estructuras multicapa.
El documento de patente US 2009/035594 describe injertos modificados por reología y mezclas adhesivas.
El documento de patente US 5643997 describe una composición de resina polietilénica que comprende: al menos una resina polietilénica de alta densidad seleccionada de (a) una resina polietilénica de alta densidad (Resina A) y (b) una resina polietilénica de alta densidad modificada como se deriva por injerto sobre la Resina A de un monómero de ácido carboxílico insaturado o su derivado (Resina B), al menos una resina polietilénica lineal de baja densidad seleccionada de (c) una resina polietilénica lineal de baja densidad (Resina C) y (d) una resina polietilénica lineal de baja densidad modificada como se deriva por injerto sobre la Resina C del monómero como se describe en (b) anteriormente mencionado (Resina D), y (e) una resina polietilénica lineal de muy baja densidad (Resina E) que tiene una densidad (g/cm3) de al menos 0,890, pero inferior a 0,910, y un punto de fusión de 110 DEG a 125 DEG C.
El documento de patente US 2007/054142 describe composiciones de capa de unión modificada y películas de barrera multicapa de transparencia mejorada producidas con las mismas.
Compendio
La presente invención proporciona una resina, una estructura multicapa y un artículo como se define en las reivindicaciones anexas a la misma. La presente invención proporciona formulaciones de resina de unión que en algunos aspectos proporcionan una combinación única de adherencia, barrera frente a la humedad y rigidez adecuada para estructuras multicapa. Por ejemplo, en algunos aspectos, las capas de unión formadas a partir de dichas resinas no sólo unen diferentes capas entre sí (por ejemplo, una capa de polietileno con EVOH o nailon), sino que también pueden presentar propiedades mejoradas de barrera frente a la humedad y/o al oxígeno. Dichas capas de unión, en algunos aspectos, pueden mantener ventajosamente el desempeño de barrera de las estructuras multicapa en condiciones de alta humedad sin depender de cantidades adicionales de LDPE, LLPDE, HDPE, EVOH y/o nailon como se ha utilizado en enfoques anteriores para proteger frente a la pérdida de las propiedades de barrera.
En un aspecto, la presente invención proporciona una resina para utilizar como una capa de unión en una estructura multicapa, comprendiendo la resina un polietileno de alta densidad que tiene una densidad superior a 0,960 g/cm3, en donde el polietileno de alta densidad comprende del 1 al 99 por ciento en peso de la resina, un polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico, en donde el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico comprende del 1 al 99 por ciento en peso de la resina, y un catalizador que comprende al menos un ácido de Lewis.
En otro aspecto, la presente invención proporciona una estructura multicapa que comprende al menos tres capas, cada capa con superficies faciales opuestas y dispuestas en el orden A/B/C, en donde la Capa A comprende polietileno, en donde la Capa B comprende una resina para una capa de unión de acuerdo con cualquiera de las realizaciones descritas en la presente memoria, en donde una superficie facial superior de la Capa B está en contacto adherente con una superficie facial inferior de la Capa A, y en donde la Capa C comprende poliamida, etileno y alcohol vinílico, o combinaciones de los mismos, en donde una superficie facial superior de la Capa C está en contacto con la superficie facial inferior de la Capa B. En diversas realizaciones, la estructura multicapa puede ser una película, una lámina, un recipiente rígido, una tubería, y otros artículos que tienen una construcción polimérica con dos o más capas que tienen diferentes composiciones.
Estas y otras realizaciones se describen con más detalle en la Descripción detallada.
Descripción detallada
A menos que se indique lo contrario, implícito en el contexto, o habitual en la técnica, todas las partes y porcentajes se basan en el peso, todas las temperaturas están en °C, y todos los métodos de ensayo son actuales a la fecha de presentación de esta divulgación.
El término "composición", como se utiliza en la presente memoria, se refiere a una mezcla de materiales que comprende la composición, así como productos de reacción y productos de descomposición formados a partir de los materiales de la composición.
"Polímero" significa un compuesto polimérico preparado al polimerizar monómeros, ya sean del mismo tipo o de un tipo diferente. Por lo tanto, el término genérico polímero abarca el término homopolímero (empleado para referirse a polímeros preparados a partir de un sólo tipo de monómero, entendiéndose que se pueden incorporar pequeñas cantidades de impurezas en la estructura del polímero), y el término interpolímero como se define más adelante. Se pueden incorporar pequeñas cantidades de impurezas (por ejemplo, residuos de catalizador) en el y/o dentro del polímero. Un polímero puede ser un único polímero, una combinación de polímeros o una mezcla de polímeros.
El término "interpolímero", como se utiliza en la presente memoria, se refiere a polímeros preparados mediante la polimerización de al menos dos tipos diferentes de monómeros. El término genérico interpolímero, por lo tanto, incluye copolímeros (empleados para referirse a polímeros preparados a partir de dos tipos diferentes de monómeros), y polímeros preparados a partir de más de dos tipos diferentes de monómeros.
La expresión "polímero a base de olefina" o el término "poliolefina", como se utilizan en la presente memoria, se refieren a un polímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de olefina, por ejemplo, etileno o propileno (basado en el peso del polímero), y opcionalmente puede comprender uno o más comonómeros.
La expresión "polímero basado en etileno", como se utiliza en la presente memoria, se refiere a un polímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de etileno (basado en el peso del polímero), y opcionalmente puede comprender uno o más comonómeros.
La expresión "interpolímero de etileno/a-olefina", como se utiliza en la presente memoria, se refiere a un interpolímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de etileno (basado en el peso del interpolímero) y una a-olefina.
La expresión "copolímero de etileno/a-olefina", como se utiliza en la presente memoria, se refiere a un copolímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de etileno (basado en el peso del copolímero) y una a-olefina, como ls únicos dos tipos de monómero.
La expresión "en contacto adherente" y términos similares significan que una superficie facial de una capa y una superficie facial de otra capa están en contacto y se unen entre sí de manera que una capa no se puede retirar de la otra capa sin dañar las superficies intercapa (es decir, las superficies faciales en contacto) de ambas capas.
Las expresiones "que comprende", "que incluye", "que tiene", y sus derivados, no pretenden excluir la presencia de ningún componente, etapa o procedimiento adicional, independientemente de si el mismo se describe o no específicamente. Con el fin de evitar cualquier duda, todas las composiciones reivindicadas mediante el uso de la expresión "que comprende" pueden incluir cualquier aditivo, adyuvante, o compuesto adicional, ya sea o no polimérico, a menos que se indique lo contrario. En cambio, la expresión "que consiste esencialmente en" excluye del alcance de cualquier mención posterior cualquier otro componente, etapa o procedimiento, excepto los que no son esenciales para el funcionamiento. La expresión "que consiste en" excluye cualquier componente, etapa o procedimiento no específicamente delineado o enumerado.
"Polietileno" o "polímero a base de etileno" significa polímeros que comprenden más del 50 % en peso de unidades que se han derivado del monómero de etileno. Esto incluye homopolímeros o copolímeros de polietileno (es decir, unidades derivadas de dos o más comonómeros). Las formas comunes de polietileno conocidas en la técnica incluyen polietileno de baja densidad (LDPE); Polietileno lineal de baja densidad (LLDPE); Polietileno de ultra baja densidad (ULDPE); Polietileno de muy baja densidad (VLDPE); Polietileno lineal de baja densidad catalizado de un solo sitio, que incluye resinas lineales y sustancialmente lineales de baja densidad (m-LLDPE); Polietileno de densidad media (MDPE); y polietileno de alta densidad (HDPE). Estos materiales de polietileno son generalmente conocidos en la técnica; sin embargo, las siguientes descripciones pueden ser útiles para comprender las diferencias entre algunas de estas diferentes resinas de polietileno.
El término "LDPE" también se puede denominar "polímero de etileno a alta presión" o "polietileno altamente ramificado" y se define para querer decir que el polímero está parcial o totalmente homopolimerizado o copolimerizado en autoclave o reactores tubulares a presiones superiores a 100 MPa (14.500 psi) con el uso de iniciadores de radicales libres, tales como los peróxidos (véase, por ejemplo, el documento de patente US 4.599.392). Las resinas de LDPE tienen típicamente una densidad en el intervalo de 0,916 a 0,935 g/cm3.
El término "LLDPE", incluye tanto la resina preparada utilizando los sistemas catalíticos tradicionales Ziegler-Natta como los catalizadores de sitio único, que incluyen, entre otros, catalizadores bis-metaloceno (a veces denominados "m-LLDPE") y catalizadores geometría restringida, e incluye copolímeros u homopolímeros de polietileno lineales, sustancialmente lineales o heterogéneos. Los LLDPE contienen menos ramificaciones de cadena larga que los LDPE e incluyen los polímeros de etileno sustancialmente lineales que se definen además en los documentos de patente US 5.272.236, u S 5.278.272, US 5.582.923 y US 5.733.155; las composiciones de polímero de etileno lineal homogéneamente ramificadas tales como las del documento de patente US 3.645.992; los polímeros de etileno heterogéneamente ramificados tales como los preparados de acuerdo con el procedimiento descrito en el documento de patente US 4.076.698; y/o mezclas de los mismos (tales como los descritos en los documentos de patente US 3.914.342 o US 5.854.045). Los LLDPE se pueden preparar mediante polimerización en fase gaseosa, en fase de disolución o en suspensión o cualquier combinación de las mismas, utilizando cualquier tipo de reactor o configuración de reactor conocidos en la técnica.
El término "MDPE" se refiere a polietilenos que tienen densidades de 0,926 a 0,935 g/cm3. El "MDPE" se prepara típicamente utilizando catalizadores de cromo o Ziegler-Natta o utilizando catalizadores de sitio único que incluyen, pero no se limitan a, catalizadores de bis-metaloceno y catalizadores de geometría restringida, y tienen típicamente una distribución de peso molecular ("MWD") superior a 2,5.
El término "HDPE" se refiere a polietilenos que tienen densidades superiores a aproximadamente 0,935 g/cm3, que generalmente se preparan con catalizadores Ziegler-Natta, catalizadores de cromo o catalizadores de sitio único que incluyen, pero no se limitan a, catalizadores de bis-metaloceno y catalizadores de geometría restringida.
El término "ULDPE" se refiere a polietilenos que tienen densidades de 0,880 a 0,912 g/cm3, que generalmente se preparan con catalizadores Ziegler-Natta, catalizadores de cromo, o catalizadores de sitio único que incluyen, entre otros, catalizadores de bis-metaloceno y catalizadores de geometría restringida.
La expresión "estructura multicapa" se refiere a cualquier estructura que comprende dos o más capas que tienen diferentes composiciones e incluye, sin limitación, películas multicapa, láminas multicapa, películas laminadas, recipientes rígidos multicapa, tubos multicapa, y sustratos revestidos multicapa.
A menos que se indique lo contrario en la presente memoria, los siguientes métodos analíticos se utilizan en los aspectos descriptivos de la presente invención:
"Densidad" se determina de acuerdo con la norma ASTM D792.
"Índice de fusión": los índices de fusión I2 (o I2) e I10 (o I10) se miden de acuerdo con la norma ASTM D-1238 a 190 °C y a 2,16 kg y 10 kg de carga, respectivamente. Sus valores se indican en g/10 min. "Índice de fluidez" se utiliza para resinas a base de polipropileno y se determina de acuerdo con la norma ASTM D1238 (230 °C a 2,16 kg).
"Módulo Secante (1%)" y "Módulo Secante (2 %)" se determinan de acuerdo con la norma ASTM D882,
"Transparencia" se determina de acuerdo con la norma ASTM D1746.
"Turbidez" se determina de acuerdo con la norma ASTM D1003.
"Velocidad de transmisión de vapor de agua" o "WVTR" se determina de acuerdo con la norma ASTM F-1249 utilizando un sistema de ensayo de WVTR Macon Permatran a una humedad relativa del 90 % y a una temperatura de 37,8 °C.
"Velocidad de transmisión de oxígeno" u "OTR" se determina de acuerdo con la norma ASTM D3985 utilizando un sistema de ensayo de OTR Macon Oxtran con un contenido de oxígeno del 100 %, una humedad relativa del 90 % y una temperatura de 23 °C.
"Fuerza de adherencia" se determina de acuerdo con la norma ASTM F-904.
Se describen propiedades adicionales y métodos de ensayo posteriormente en la presente memoria.
En un aspecto, la presente invención proporciona una resina para utilizar como una capa de unión en una estructura multicapa que comprende un polietileno de alta densidad que tiene una densidad superior a 0,960 g/cm3, en donde el polietileno de alta densidad comprende del 1 al 99 por ciento en peso de la resina, un polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico, en donde el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico comprende del 1 al 99 por ciento en peso de la resina, y un catalizador que comprende al menos un ácido de Lewis.
El catalizador comprende un triflato metálico, un cloruro metálico, un bromuro metálico, un tetrafluoroborato metálico, o combinaciones de los mismos. Por ejemplo, en algunas realizaciones en las que el catalizador comprende un triflato metálico, el triflato metálico puede ser triflato de cinc, triflato de bismuto, triflato de cobre, triflato de magnesio, triflato de níquel, triflato de estaño, o combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones en las que el catalizador comprende un cloruro metálico o un boruro metálico, el cloruro o boruro metálico puede comprender cloruro de cobalto, cloruro de cinc, cloruro de níquel, bromuro de cobalto, bromuro de cinc, bromuro de níquel, o combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones en las que el catalizador comprende un tetrafluoroborato metálico, el tetrafluoroborato metálico puede comprender tetrafluoroborato de cobre, tetrafluoroborato de cinc, tetrafluoroborato de cobalto, o combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, la resina comprende de 10 a 200 partes por millón en peso del catalizador basado en el peso total de la resina.
En algunas realizaciones, la resina está sustancialmente exenta de compuestos organometálicos y/o carboxilatos metálicos.
En alguna realización, la resina comprende además un nucleador.
En alguna realización, el polietileno de alta densidad tiene una densidad superior a 0,962 g/cm3 En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad comprende del 70 al 95 por ciento en peso de la resina en algunas realizaciones.
En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico, tiene una densidad superior a 0,962 g/cm3. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico tiene una concentración de anhídrido maleico injertado del 0,1 al 2,0 % en peso de anhídrido maleico basado en el peso del polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico comprende del 5 al 30 por ciento en peso de la resina.
En algunas realizaciones, la resina comprende además un elastómero de poliolefina. En algunas realizaciones, el elastómero de poliolefina puede ser un copolímero de bloque. En algunas realizaciones que comprenden un elastómero de poliolefina, la resina comprende menos del 5 por ciento en peso de elastómero de poliolefina basado en el peso total de la resina.
La resina puede comprender una combinación de dos o más realizaciones como se describe en la presente memoria.
Las realizaciones de la presente invención también se refieren a estructuras multicapa que incluyen una capa formada a partir de una resina de la presente invención. En un aspecto, una estructura multicapa comprende al menos tres capas, cada capa con superficies faciales opuestas y dispuestas en el orden A/B/C, en donde la Capa A comprende polietileno, en donde la Capa B comprende una resina para una capa de unión de acuerdo con cualquiera de las realizaciones descritas en la presente memoria, en donde una superficie facial superior de la Capa B está en contacto adherente con una superficie facial inferior de la Capa A, y en donde la Capa C comprende poliamida, etileno y alcohol vinílico, o combinaciones de las mismos, en donde una superficie facial superior de la Capa C está en contacto adherente con una superficie facial inferior de la Capa B. La estructura multicapa, en algunas realizaciones, comprende una película multicapa. En algunas realizaciones, la Capa C comprende etileno y alcohol vinílico y además comprende un elastómero de poliolefina. La Capa C, en algunas realizaciones, comprende poliamida y además comprende un modificador para mejorar la resistencia al agrietamiento por flexión. Los ejemplos de modificadores que se pueden incluir para mejorar la resistencia al agrietamiento por flexión incluyen elastómeros de poliolefina, elastómeros modificados con anhídrido maleico, y otros.
En algunas realizaciones, la Capa B presenta una velocidad de transmisión de vapor de agua de 18 g-m/m2/s (8 g-mil/m2/día) o menos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1249. En algunas realizaciones, la Capa B presenta una velocidad de transmisión de vapor de agua de 6,8 g-m/m2/s (3,1 g-mil/m2/día) o menos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1249. La Capa B, en algunas realizaciones, presenta una velocidad de transmisión de vapor de agua de 2,2 g-m/m2/s(1,0 g-mil/m2/día) o menos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1249.
En algunas realizaciones en las que la estructura multicapa comprende tres capas en una disposición A/B/C, la estructura puede comprender además la Capa D, en donde una superficie facial superior de la Capa D está en contacto adherente con una superficie facial inferior de la Capa C. En algunas de estas realizaciones, la capa D puede comprender una capa formada a partir de cualquiera de las resinas para una capa de unión de acuerdo con cualquiera de las realizaciones descritas en la presente memoria.
En otra realización, una estructura multicapa comprende al menos tres capas, cada capa tiene superficies faciales opuestas y está dispuesta en el orden A/B/C, en donde: la Capa A comprende polietileno; La Capa B comprende (a) un polietileno de alta densidad, en donde el polietileno de alta densidad comprende del 1 al 99 por ciento en peso basado en el peso de la Capa B, (b) un polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico, en donde el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico comprende del 1 al 99 por ciento en peso basado en el peso de la Capa B, y (c) un catalizador que comprende al menos un ácido de Lewis, en donde una superficie facial superior de la Capa B está en contacto adherente con una superficie facial inferior de la Capa A; y la Capa C comprende poliamida, etileno y alcohol vinílico, o combinaciones de los mismos, en donde una superficie facial superior de la Capa C está en contacto adherente con una superficie facial inferior de la Capa B, en donde la Capa B presenta una velocidad de transmisión de vapor de agua de 18 g-m/m2/s (8 g-mil/m2/día) o menos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1249. En algunas realizaciones, la Capa B presenta una velocidad de transmisión de vapor de agua de 6,8 g-m/m2/s(3,1 g-mil/m2/día) o menos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1249. La Capa B, en algunas realizaciones, presenta una velocidad de transmisión de vapor de agua de 1,0 g-mil/m2/día o menos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1249. La Capa B, en algunas realizaciones, presenta una velocidad de transmisión de vapor de agua de 1,0 g-mil/m2/día o menos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1249.
Las estructuras multicapa de la presente invención comprenden una combinación de dos o más realizaciones como se describe en la presente memoria.
Las películas multicapa de la presente invención comprenden una combinación de dos o más realizaciones como se describe en la presente memoria.
Las realizaciones de la presente invención también se refieren a artículos que comprenden cualquiera de las estructuras multicapa (por ejemplo, películas multicapa) descritas en la presente memoria.
Las realizaciones de la presente invención también se refieren a métodos para preparar resinas para su uso como una capa de unión en una estructura multicapa. En una realización, un método comprende combinar un primer polietileno de alta densidad que tiene una densidad superior a 0,960 g/cm3con un catalizador que comprende al menos un ácido de Lewis para formar una primera composición, mezclar la primera composición con un segundo polietileno de alta densidad que tiene una densidad superior a 0,960 g/cm3, un polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico, en donde el segundo polietileno de alta densidad comprende del 1 al 99 por ciento en peso de la resina, en donde el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico comprende del 1 al 99 por ciento en peso de la resina, y en donde el primer polietileno de alta densidad tiene un índice de fluidez en masa fundida (I2) superior al índice de fluidez en masa fundida (I2) del segundo polietileno de alta densidad.
Resina para la capa de unión
Las resinas para su uso como capas de unión de acuerdo con las realizaciones de la presente invención comprenden un polietileno de alta densidad, un polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico, y un catalizador que comprende al menos un ácido de Lewis, como se describe más adelante en la presente memoria.
Con respecto al polietileno de alta densidad, el polietileno de alta densidad se puede preparar generalmente con catalizadores Ziegler-Natta, catalizadores de cromo, o catalizadores de sitio único que incluyen, pero no se limitan a, catalizadores bis-metaloceno y catalizadores de geometría restringida.
En algunas realizaciones el polietileno de alta densidad tiene una densidad superior a 0,960 g/cm3. En algunas realizaciones el polietileno de alta densidad tiene una densidad de 0,960 g/cm3 a 0,975 g/cm3. Todos los valores y subintervalos individuales de 0,960 g/cm3 a 0,975 g/cm3 se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, la densidad del polietileno de alta densidad puede ser desde un límite inferior de 0,960, 0,961,0,962, 0,963, 0,964, 0,965, 0,966, 0,968, 0,970, o 0,972 g/cm3 a un límite superior de 0,965, 0,966, 0,967, 0,968, 0,969, 0,970, 0,971,0,972, 0,973, 0,974, o 0,975 g/cm3. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad tiene una densidad de 0,961 a 0,969 g/cm3, preferiblemente de 0,962 a 0,968 g/cm3, más preferiblemente de 0,963 a 0,968 g/cm3.
En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad tiene un índice de fluidez en masa fundida (I2) de 0,5 g/10 minutos o más. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad tiene un índice de fluidez en masa fundida (I2) de hasta 30 g/10 minutos. Todos los valores y subintervalos individuales de hasta 30 g/10 minutos se incluyen y se describen en la presente memoria. Por ejemplo, el polietileno de alta densidad puede tener un índice de fluidez en masa fundida hasta un límite superior de 3, 5, 10, 15, 20, 25, o 30 g/10 minutos. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad puede tener un índice de fluidez en masa fundida de 0,5 a 30 g/10 minutos, preferiblemente de 0,85 a 10 g/10 minutos. Como saben los expertos en la técnica, el índice de fluidez en masa fundida del polietileno de alta densidad dependerá del procedimiento específico. Por ejemplo, en una línea de fabricación de coextrusión de película soplada, puede ser apropiado un índice de fluidez en masa fundida de 0,85 a 3 g/10 minutos, mientras que, para un procedimiento de revestimiento por extrusión, un intervalo de índice de fluidez en masa fundida preferido puede ser de 5 a 10 g/10 minutos.
El polietileno de alta densidad está nucleado en algunas realizaciones. Es decir, se incorpora un nucleador en el polietileno de alta densidad. Se cree que la nucleación de polietileno de alta densidad mejora las propiedades de barrera del polietileno cuando se conforma en una capa de película. Se puede usar una variedad de nucleadores para nuclear el polietileno de alta densidad que incluye, por ejemplo y sin limitación, dicarboxilato de calcio cíclico (tal como se describe en la patente de EE. UU. n°. 6.559.211) dicaroxilato de biciclohepteno disódico (tal como se describe en la patente de EE. U u . n°. 5.981.636), e Hyperform HPN-20E, que está disponible comercialmente en Milliken Chemical. Una vez nucleado, el nucleador se incorpora en el polietileno de alta densidad de manera que el polietileno de alta densidad comprenda así el nucleador. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad nucleado comprende de 100 a 3.000 ppm de nucleador, preferiblemente de 500 a 2.000 ppm de nucleador, más preferiblemente de 750 a 1.500 ppm de nucleador, basado en el peso total del polietileno nucleado.
Los ejemplos de polietilenos de alta densidad disponibles comercialmente que se pueden utilizar en algunas realizaciones de la presente invención incluyen DOW ELITE™ 5960G, DMDA 8007, y DMDA 6400, cada uno de los cuales están disponibles comercialmente en The Dow Chemical Company, así como polietilenos de alta densidad disponible comercialmente de NOVA Chemicals. Dichas resinas de polietileno de alta densidad se pueden nuclear utilizando técnicas conocidas por los expertos en la técnica basadas en las enseñanzas de la presente memoria.
Con respecto al polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico, el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico puede ser generalmente cualquiera de los descritos anteriormente.
En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad a injertar con anhídrido maleico está nucleado. Es decir, se incorpora un nucleador en el polietileno de alta densidad antes, después, o durante la etapa del procedimiento de injerto. Se puede utilizar una variedad de nucleadores para nuclear el polietileno de alta densidad que incluye, por ejemplo, y, sin limitación, dicarboxilato de calcio cíclico (tal como se describe en la patente de EE. UU. n°. 6.559.211), dicaroxilato de biciclohepteno disódico (tal como se describe en la patente de e E . UU. n° 5.981.636) e Hyperform HPN-20E, que está disponible comercialmente en Milliken Chemical. Una vez nucleado, el nucleador se incorpora dentro del polietileno de alta densidad de manera que el polietileno de alta densidad comprenda así el nucleador. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad nucleado comprende de 100 a 3.000 ppm de nucleador, preferiblemente de 500 a 2.000 ppm de nucleador, más preferiblemente de 750 a 1.500 ppm de nucleador, basado en el peso total del polietileno nucleado.
En algunas realizaciones, la resina para utilizar en la capa de unión comprende del 1 al 99 por ciento en peso de polietileno de alta densidad basado en el peso de la resina. En algunas realizaciones, la resina comprende hasta el 95 por ciento en peso de polietileno de alta densidad basado en el peso de la resina. En algunas realizaciones, la resina comprende al menos el 70 por ciento en peso del polietileno de alta densidad basado en el peso de la resina. En algunas realizaciones, la resina puede comprender del 50 al 95 % en peso de polietileno de alta densidad basado en el peso de la resina. Todos los valores y subintervalos individuales del 50 al 95 % en peso se incluyen y describen en la presente memoria; por ejemplo, la cantidad de polietileno de alta densidad en la resina para la capa de unión puede ser desde un límite inferior del 50, 55, 60, 65, 70, 75, u 80 % en peso hasta un límite superior del 75, 80, 85, 90, o 95 % en peso. Por ejemplo, la cantidad de polietileno de alta densidad en la resina para la capa de unión puede ser del 70 al 95 % en peso, o como alternativa, del 75 al 95 % en peso, o como alternativa, del 77 al 92 % en peso, o como alternativa, del 80 al 92 % en peso. Cuando se nuclea el polietileno de alta densidad, debe entenderse que los porcentajes en peso anteriores de polietileno de alta densidad también incluyen el nucleador.
En realizaciones en las que se nuclea el polietileno de alta densidad no injertado, el polietileno de alta densidad se nuclea preferiblemente antes del injerto con anhídrido maleico.
El polietileno de alta densidad se puede injertar con anhídrido maleico utilizando técnicas conocidas por los expertos en la técnica basadas en las enseñanzas de la presente memoria. Por ejemplo, el procedimiento de injerto se puede llevar a cabo mediante extrusión reactiva.
En algunas realizaciones, la concentración de anhídrido maleico injertado es del 0,04 al 3,0 por ciento en peso de anhídrido maleico basado en el peso del polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico. En algunas realizaciones, la concentración de anhídrido maleico injertado es del 0,1 al 3,0 por ciento en peso de anhídrido maleico basado en el peso del polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico. En algunas realizaciones, la concentración de anhídrido maleico injertado es del 0,5 al 1,5 por ciento en peso de anhídrido maleico basado en el peso del polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico.
En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico tiene una densidad superior a 0,960 g/cm3. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico tiene una densidad de 0,960 g/cm3 a 0,973 g/cm3. Todos los valores y subintervalos individuales de 0,960 g/cm3 a 0,973 g/cm3 se incluyen y describen en la presente memoria; por ejemplo, la densidad del polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico puede ser desde un límite inferior de 0,960, 0,961, 0,962, 0,963, 0,964, 0,965, 0,966, 0,967, o 0,968 g/cm3 a un límite superior de 0,965, 0,966, 0,967, 0,968, 0,969, 0,970, 0,971, 0,972, o 0,973 g/cm3. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico tiene una densidad de 0,961 a 0,969 g/cm3, preferiblemente de 0,962 a 0,968 g/cm3, más preferiblemente de 0,963 a 0,968 g/cm3.
En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico tiene un índice de fluidez en masa fundida (I2) de 0,5 g/10 minutos o más. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico tiene un índice de fluidez en masa fundida (I2) de hasta 30 g/10 minutos. Todos los valores y subintervalos individuales de hasta 30 g/10 minutos se incluyen y describen en la presente memoria. Por ejemplo, el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico puede tener un índice de fluidez en masa fundida hasta un límite superior de 3, 5, 10, 15, 20, 25, o 30 g/10 minutos. En algunas realizaciones, el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico puede tener un índice de fluidez en masa fundida de 0,5 a 30 g/10 minutos, preferiblemente de 0,85 a 10 g/10 minutos. Como saben los expertos en la técnica, el índice de fluidez en masa fundida del polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico dependerá del procedimiento específico. Por ejemplo, en una línea de fabricación de coextrusión de película soplada, puede ser apropiado un índice de fluidez en masa fundida de 0,85 a 3 g/10 minutos, mientras que, para un procedimiento de revestimiento por extrusión, un intervalo de índice de fluidez en masa fundida preferido puede ser de 5 a 10 g/10 minutos.
Los ejemplos de polietilenos de alta densidad disponibles comercialmente que se pueden injertar con anhídrido maleico y utilizar en algunas realizaciones de la presente invención incluyen, DOW ELITE™ 5960 G, DMDA 8007, y DMDA 6400, cada uno de los cuales está disponible comercialmente de The Dow Chemical Company, así como polietilenos de alta densidad disponibles comercialmente de NOVA Chemicals. Dichas resinas de polietileno de alta densidad se pueden nuclear antes del injerto de anhídrido maleico utilizando técnicas conocidas por los expertos en la técnica basadas en las enseñanzas de la presente memoria.
En algunas realizaciones, la resina para utilizar en la capa de unión comprende del 1 al 99 por ciento en peso de polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico basado en el peso de la resina. En algunas realizaciones, la resina comprende hasta el 30 por ciento en peso de polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico basado en el peso de la resina. En algunas realizaciones, la resina comprende al menos el 5 por ciento en peso del polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico basado en el peso de la resina. En algunas realizaciones, la resina puede comprender del 5 al 30 % en peso de polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico basado en el peso de la resina. Todos los valores y subintervalos individuales del 5 al 30 % en peso se incluyen y describen en la presente memoria; por ejemplo, la cantidad de polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico en la resina para la capa de unión puede ser desde un límite inferior del 5, 7, 10, 12, 15, o 20 % en peso hasta un límite superior del 15, 20, 22, 25, 27, o 30 % en peso. Por ejemplo, la cantidad de polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico en la resina para la capa de unión puede ser del 5 al 30 % en peso, o como alternativa, del 10 al 25 % en peso, o como alternativa, del 12 al 25 % en peso %, o como alternativa, del 12 al 22 % en peso. Cuando se nuclea el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico, debe entenderse que los porcentajes en peso anteriores de polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico también incluyen el nucleador.
Las resinas para su uso como capas de unión de acuerdo con las realizaciones de la presente invención comprenden además un catalizador. En algunas realizaciones, el catalizador se puede incluir ventajosamente para promover la adherencia de la capa de unión a una capa de barrera adyacente. Con el uso de polietileno de alta densidad y polietileno injertado con anhídrido maleico en la resina para la capa de unión, es posible que sea necesario mejorar la adherencia a una capa de barrera para cumplir con los requisitos de rendimiento de la aplicación. Por lo tanto, el catalizador se puede incluir para potenciar la fuerza de adherencia.
Las resinas para utilizar como una capa de unión de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención se pueden usar en capas de unión para adherir una capa de barrera a otra capa que comprende polietileno. Como las capas de barrera comprenden típicamente alcohol etílico y/o poliamida, el catalizador, en algunas realizaciones, se puede seleccionar para potenciar una reacción entre grupos funcionales de anhídrido maleico en el polietileno de alta densidad de anhídrido maleico con grupos hidroxilo en los grupos etileno y alcohol vinílico y/o amina en la poliamida de una capa de barrera. Se cree que los catalizadores que comprenden al menos un ácido de Lewis son particularmente adecuados para dichas realizaciones.
Por lo tanto, en algunas realizaciones, una resina para utilizar como capa de unión comprende un catalizador que comprende al menos un ácido de Lewis. Como se entiende generalmente, un ácido de Lewis es una especie química que puede recibir un par de electrones de otra molécula (una base de Lewis) para formar un aducto de Lewis. En algunas realizaciones, el catalizador comprende al menos un ácido de Lewis eficaz para catalizar la acilación de alcoholes y aminas. En algunas de dichas realizaciones, el catalizador comprende un triflato metálico, un cloruro metálico, un bromuro metálico, un tetrafluoroborato metálico, o combinaciones de los mismos. Los ejemplos de triflatos metálicos que se pueden utilizar como catalizadores en algunas realizaciones de la presente invención incluyen triflato de cinc, triflato de bismuto, triflato de cobre, triflato de magnesio, triflato de níquel, triflato de estaño, o combinaciones de los mismos. Los ejemplos de cloruros metálicos que se pueden utilizar como catalizadores en algunas realizaciones de la presente invención incluyen cloruro de cobalto, cloruro de cinc, cloruro de níquel, o combinaciones de los mismos. Los ejemplos de bromuros metálicos que se pueden utilizar como catalizadores en algunas realizaciones incluyen bromuro de cobalto, bromuro de cinc, bromuro de níquel, o combinaciones de los mismos. Los ejemplos de tetrafluoroboratos metálicos que se pueden utilizar como catalizadores en algunas realizaciones de la presente invención incluyen tetrafluoroborato de cobre, tetrafluoroborato de cinc, tetrafluoroborato de cobalto, o combinaciones de los mismos.
En algunas realizaciones, el catalizador no incluye compuestos organometálicos. En otras palabras, en dichas realizaciones, el catalizador no comprende un compuesto que tiene un enlace covalente entre un átomo de metal y un átomo de carbono. En algunas realizaciones, el catalizador no incluye carboxilatos metálicos.
La cantidad de catalizador utilizado en la resina puede depender de varios factores, que incluye la cantidad de polietileno de alta densidad en la resina, la cantidad de polietileno injertado con anhídrido maleico en la resina, el catalizador utilizado, la composición de la capa de barrera y otras capas adyacente a la capa de unión formada a partir de la resina, y otros factores. En algunas realizaciones, la resina comprende de 10 a 2.000 partes por millón en peso del catalizador basado en el peso total de la resina. La resina, en algunas realizaciones, comprende de 20 a 2.000 partes por millón en peso del catalizador basado en el peso total de la resina.
En algunas realizaciones, la resina comprende de 50 a 500 partes por millón en peso del catalizador basado en el peso total de la resina.
En algunas realizaciones, la resina para su uso en una capa de unión puede comprender además un elastómero de poliolefina. Por ejemplo, se puede proporcionar elastómero de poliolefina para reducir la rigidez y/o mejorar la adherencia de la capa de unión formada a partir de la resina. En algunas realizaciones, el elastómero de poliolefina puede ser un copolímero de bloque. En algunas realizaciones en las que se utiliza elastómero de poliolefina en la resina, la resina puede comprender el 5 por ciento en peso o menos del elastómero de poliolefina basado en el peso total de la resina. Los ejemplos de elastómeros de poliolefina disponibles comercialmente en algunas realizaciones de la presente invención incluyen elastómeros de poliolefina disponibles de The Dow Chemical Company con los nombres ENGAGE™, AFFINITY™, e INFUSE™, tales como ENGAGE™ 8402, y AFFINITY™ Pl 1881G. Será necesario seleccionar la concentración de elastómero añadida a la capa de unión para asegurar que no haya una pérdida significativa de las propiedades de barrera en la capa de unión. Por lo tanto, cuando la capa de unión comprende elastómero de poliolefina, generalmente se pueden utilizar cantidades más pequeñas de poliolefina. La resina para utilizaren una capa de unión se puede preparar a partir de los componentes descritos anteriormente utilizando técnicas conocidas por los expertos en la técnica basadas en las enseñanzas de la presente memoria.
Cuando se conforman en una capa de unión, las resinas de la presente invención pueden proporcionar una serie de ventajas. Por ejemplo, además de proporcionar adherencia entre capas adyacentes, las capas de unión conformadas a partir de algunas realizaciones de la presente invención pueden actuar además como una barrera frente a la humedad y/o los gases, particularmente cuando se colocan adyacentes a una capa de barrera convencional, tal como una capa de barrera que comprende etileno y alcohol vinílico y/o poliamida. En algunas realizaciones, esto puede proteger ventajosamente frente al deterioro de las propiedades de barrera frente a gases cuando una estructura multicapa se expone a alta humedad o humedad relativa. Del mismo modo, el uso de dichas capas de unión, en algunas realizaciones, puede eliminar la necesidad de otros enfoques para proteger frente al deterioro de la barrera frente a gases (por ejemplo, aumentar el espesor de las capas de LDPE o LlDPE en la estructura, añadir capas de HDPE a la estructura, que incluye una cantidad adicional de EVOH o poliamida en la capa o estructura de barrera, etc.).
En algunas realizaciones, una capa de unión formada a partir de una resina de la presente invención presenta una velocidad de transmisión de vapor de agua de 0,0002 g-mil/m2/día (8 g-mil/m2/día) o menos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1249. En algunas realizaciones, una capa de unión formada a partir de una resina de la presente invención presenta una velocidad de transmisión de vapor de agua de 0,000079 g-mil/m2/día (3,1 g-mil/m2/día) o menos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1249. En algunas realizaciones, una capa de unión formada a partir de una resina de la presente invención presenta una velocidad de transmisión de vapor de agua de 0,000051 g-mil/m2/día (2,0 g-mil/m2/día) o menos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1249. En algunas realizaciones, una capa de unión formada a partir de una resina de la presente invención presenta una velocidad de transmisión de vapor de agua de 0,000025 g-m/m2(1,0 g-mil/m2/día) o menos cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1249.
Capa de barrera
En realizaciones de la presente invención que se refieren a estructuras multicapa, una capa de unión formada a partir de una resina de la presente invención puede estar en contacto adherente con una capa de barrera. La capa de barrera puede comprender una o más poliamidas (nailons), poliamidas amorfas (nailons) y/o copolímeros de etileno y alcohol vinílico (EVOH), y puede incluir materiales neutralizantes y compuestos de metales pesados tal como el cobalto con nailon MXD6. El EVOH incluye un copolímero de alcohol vinílico que tiene del 27 al 44 % en moles de etileno, y se prepara, por ejemplo, mediante hidrólisis de copolímeros de acetato de vinilo. Los ejemplos de EVOH comercialmente disponible que se pueden utilizar en realizaciones de la presente invención incluyen EVAL™ de Kuraray y Noltex™ y Soarnol™ de Nippon Goshei.
En algunas realizaciones, la capa de barrera puede comprender EVOH y un interpolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con anhídrido y/o ácido carboxílico, tal como las capas de barrera descritas en el documento de patente publicado PCT n°. WO 2014/113623.
Esta inclusión de interpolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con anhídrido y/o ácido carboxílico puede mejorar la resistencia al agrietamiento por flexión del EVOH, y se cree que proporciona menos puntos de tensión en la capa intermedia con la resina de unión, por lo tanto, disminuye la formación de huecos que podrían impactar negativamente en las propiedades de barrera frente a gases de la estructura global multicapa.
En realizaciones en las que la capa de barrera comprende poliamida, la poliamida puede incluir poliamida 6, poliamida 9, poliamida 10, poliamida 11, poliamida 12, poliamida 6,6, poliamida 6/66 y poliamida aromática tal como poliamida 6I, poliamida 6T, MXD6, o combinaciones de las mismas.
En algunas realizaciones, las capas de unión formadas a partir de una resina de la presente invención pueden estar en contacto adherente con una superficie facial superior y una superficie facial inferior de una capa de barrera.
Otras capas
En algunas realizaciones, una capa de unión formada a partir de una resina de la presente invención puede estar en contacto adherente con otra capa, además de una capa de barrera. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la capa de unión puede estar además en contacto adherente con una capa que comprende polietileno (es decir, la capa de unión está entre la capa de polietileno y la capa de barrera). En dicha realización, el polietileno puede ser cualquier polietileno y sus derivados (por ejemplo, copolímero de etileno-propileno) que los expertos en la técnica conocen como adecuados para utilizar como una capa en una estructura multicapa basada en las enseñanzas de la presente memoria. El polietileno se puede usar en dicha capa, así como otras capas en la estructura multicapa, en algunas realizaciones, puede ser polietileno de ultra baja densidad (ULDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polietileno de densidad media (MDPE), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de alta densidad de alta resistencia a la fusión (HMS-HDPE), polietileno de ultra alta densidad (UHDPE), copolímeros de etileno/a-olefina homogéneamente ramificados preparados con un catalizador de sitio único, tal como un catalizador metaloceno o un catalizador de geometría restringida, y combinaciones de los mismos.
Algunas realizaciones de estructuras multicapa pueden incluir capas más allá de las descritas anteriormente. Por ejemplo, aunque no necesariamente en contacto adherente con una capa de unión de acuerdo con la presente invención, una estructura multicapa puede comprender además otras capas típicamente incluidas en estructuras multicapa, dependiendo de la aplicación, que incluyen, por ejemplo, otras capas de barrera, capas sellantes, otras capas de unión, otras capas de polietileno, capas de polipropileno, etc. Por ejemplo, en algunas realizaciones, una estructura multicapa de la presente invención puede incluir tanto una capa de unión de la invención (por ejemplo, una capa de unión formada a partir de una resina de la presente invención) como una capa de unión convencional. En cuanto a las capas de unión convencionales, la capa de unión convencional puede ser cualquier capa de unión conocida por los expertos en la técnica que sea adecuada para su uso en la adherencia de diferentes capas en una estructura multicapa basada en las enseñanzas de la presente memoria.
Además, otras capas tales como capas impresas, de alto módulo, y alto brillo se pueden laminar a estructuras multicapa (por ejemplo, películas) de la presente invención. Asimismo, en algunas realizaciones, la estructura multicapa se puede aplicar por extrusión a un sustrato que contiene fibra tal como papel.
Para los expertos en la técnica, la adición de un catalizador mejorará la unión del anhídrido maleico a un protón reactivo tal como en un alcohol (funcionalidad OH), amina (funcionalidad NH), hidróxido metálico (funcionalidad metal-OH) y sulfuro (funcionalidad SH). Estos grupos funcionales pueden ser un componente químico en un polímero de unión tal como el tereftalato de polietileno (p Et ), ácido poliláctico, polietilenglicol, y otros que contienen las funcionalidades anteriormente mencionadas. Además, se anticipa que los expertos en la técnica podrían inducir la funcionalidad del hidróxido a través de la activación de la superficie de alta energía, tal como mediante descarga en corona o tratamiento con llama. Por lo tanto, se pueden utilizar las capas de unión formadas a partir de una resina de la presente invención entre una variedad de otras capas en una estructura multicapa, como será evidente para los expertos en la técnica basándose en las enseñanzas de la presente memoria.
Aditivos
Debe entenderse que cualquiera de las capas anteriores puede comprender además uno o más aditivos conocidos por los expertos en la técnica tales como, por ejemplo, antioxidantes, estabilizantes frente a la luz ultravioleta, estabilizantes térmicos, agentes deslizantes, antiadherentes, pigmentos o colorantes, auxiliares de procesamiento, catalizadores de reticulación, retardantes de llama, cargas y agentes espumantes.
Estructuras multicapa
Las capas de unión formadas a partir de resinas de la presente invención se pueden incorporar en una variedad de estructuras multicapa. Dichas capas de unión son particularmente útiles en estructuras multicapa en las que la resistencia al gas y/o la humedad es una característica deseable. Como se señaló anteriormente, en algunas de dichas realizaciones, la estructura multicapa incluirá al menos una capa de barrera (por ejemplo, una capa que comprende poliamida y/o EVOH) con una capa de unión de acuerdo con la presente invención en contacto adherente con una o ambas superficies de la capa de barrera. Una serie de ejemplos de dichas estructuras se describen en otra parte de la presente solicitud. Dichas estructuras pueden incluir una serie de otras capas como será evidente para los expertos en la técnica basándose en las enseñanzas de la presente memoria.
Como otro ejemplo, las capas de unión formadas a partir de resinas de la presente invención también se pueden utilizar para adherir una capa de polietileno a una capa de polipropileno, una capa de polietileno a una capa de tereftalato de polietileno, y otras.
Por ejemplo, en una realización, una estructura multicapa de la presente invención puede tener una estructura A/B/C/B/E de la siguiente manera: polietileno/capa de unión de la invención/capa de barrera (EVOH o poliamida)/capa de unión de la invención/polietileno.
Como otro ejemplo, una estructura multicapa de la presente invención puede tener una estructura A/B/C/B/C/B/E de la siguiente manera: polietileno/capa de unión de la invención/capa de barrera (EVOH o poliamida)/capa de unión de la invención/capa de barrera (EVOH o poliamida)/capa de unión de la invención/polietileno.
Como otro ejemplo, una estructura multicapa de la presente invención puede tener una estructura A/B/C/D/C/B/E de la siguiente manera: polietileno/capa de unión de la invención/capa de barrera (poliamida)/capa de barrera (EVOH)/capa de barrera (poliamida)/capa de unión de la invención/polietileno.
Como otro ejemplo, una estructura multicapa de la presente invención puede tener una estructura A/B/C/D/E/D/F de la siguiente manera: (tereftalato de polietileno biaxialmente orientado o poliamida biaxialmente orientada o polipropileno biaxialmente orientado)/capa adhesiva/polietileno/capa de unión de la invención/capa de barrera (EVOH o poliamida)/capa de unión de la invención/polietileno.
Como otro ejemplo, una estructura multicapa de la presente invención puede tener una estructura A/B/C/B/E/B/F de la siguiente manera: polietileno/capa de unión de la invención/capa de barrera (EVOH)/capa de unión de la invención/polietileno/capa de unión de la invención/poliamida. En una realización adicional, la estructura multicapa puede comprender además un sustrato que contiene fibra que está laminado por extrusión a la estructura A/B/C/B/E/B/F.
Como otro ejemplo, una estructura multicapa de la presente invención puede tener una estructura A/B/C/D/E de la siguiente manera: polietileno/capa de unión de la invención/capa de barrera (EVOH o poliamida)/capa de unión convencional/polietileno.
Como otro ejemplo, una estructura multicapa de la presente invención puede tener una estructura A/B/C/D/C/D/E de la siguiente manera: polietileno/capa de unión de la invención/capa de barrera (EVOH o poliamida)/capa de unión convencional/capa de barrera (EVOH o poliamida)/capa de unión convencional/polietileno.
Como otro ejemplo, una estructura multicapa de la presente invención puede tener una estructura A/B/C/D/C/E/F de la siguiente manera: polietileno/capa de unión de la invención/capa de barrera (poliamida)/capa de barrera (EVOH)/capa de barrera (poliamida)/capa de unión convencional/polietileno.
Como otro ejemplo, una estructura multicapa de la presente invención puede tener una estructura A/B/C/D/E/F/G de la siguiente manera: (tereftalato de polietileno biaxialmente orientado o poliamida biaxialmente orientada o polipropileno biaxialmente orientado)/capa adhesiva/polietileno/capa de unión convencional/capa de barrera (EVOH o poliamida)/capa de unión de la invención/polietileno.
Como otro ejemplo, una estructura multicapa de la presente invención puede tener una estructura A/B/C/D/E/D/F de la siguiente manera: polietileno/capa de unión de la invención/capa de barrera (EVOH)/capa de unión convencional/polietileno/capa de unión convencional/poliamida. En una realización adicional, la estructura multicapa puede comprender además un sustrato que contiene fibra que está laminado por extrusión a la estructura.
Algunas de las estructuras multicapa ilustrativas anteriores tienen capas de polietileno que se identifican utilizando diferentes designaciones de capa (por ejemplo, en el primer ejemplo, las capas A y E son, cada una, capas de polietileno). Debe entenderse que, en algunas realizaciones, dichas capas de polietileno se pueden conformar a partir del mismo polietileno o de las mismas mezclas de polietileno, mientras que, en otras realizaciones, dichas capas de polietileno se pueden conformar a partir de diferentes polietilenos o de diferentes mezclas de polietileno. En algunas realizaciones, dichas capas de polietileno (por ejemplo, en el primer ejemplo, las capas A y E) pueden ser las capas más externas o las capas de piel. En otras realizaciones, la estructura multicapa puede comprender una o más capas adicionales adyacentes a dichas capas de polietileno. Debe entenderse que, para los ejemplos anteriores, la primera y la última capa identificadas para cada ejemplo, pueden ser la capa más externa en algunas realizaciones, mientras que, en otras realizaciones, una o más capas adicionales pueden ser adyacentes a dichas capas.
Cuando una estructura multicapa que comprende las combinaciones de capas descritas en la presente memoria es una película multicapa, la película puede tener una variedad de espesores que dependen, por ejemplo, del número de capas, el uso previsto de la película, y otros factores. En algunas realizaciones, las películas multicapa de la presente invención tienen un espesor de 15 micrómetros a 5 milímetros. Las películas multicapa de la presente invención, en algunas realizaciones, tienen un espesor de 20 a 500 micrómetros (preferiblemente de 50 a 200 micrómetros). Cuando la estructura multicapa es algo más que una película (por ejemplo, un recipiente rígido, una tubería, etc.), dichas estructuras pueden tener un espesor dentro de los intervalos típicamente utilizados para este tipo de estructuras.
Las estructuras multicapa de la presente invención pueden presentar una o más propiedades deseables. Por ejemplo, en algunas realizaciones, las estructuras multicapa pueden presentar propiedades de barrera deseables, resistencia a la temperatura, propiedades ópticas, rigidez, sellado, tenacidad, resistencia a la perforación, y otras.
Métodos de preparación de las estructuras multicapa
Cuando la estructura multicapa es una película multicapa o se conforma a partir de una película multicapa, dichas películas multicapa se pueden coextruir como películas sopladas o películas moldeadas por colada utilizando métodos conocidos por los expertos en la técnica basadas en las enseñanzas de la presente memoria. En particular, basándose en las composiciones de las diferentes capas de película descritas en la presente memoria, las líneas de fabricación de película soplada y las líneas de fabricación de película moldeada por colada se pueden configurar para coextruir películas multicapa de la presente invención en una única etapa de extrusión utilizando métodos conocidos por los expertos en la técnica basados en las enseñanzas de la presente memoria.
Artículos
Las películas multicapa de la presente invención se pueden conformar en una variedad de artículos utilizando métodos conocidos por los expertos en la técnica, que incluyen, por ejemplo, envases, láminas, tuberías, y otros.
Las películas multicapa de la presente invención se pueden conformar en una variedad de envases utilizando métodos conocidos por los expertos en la técnica. En general, las películas multicapa de la presente invención se pueden convertir en cualquier forma de envase y emplear en una variedad de condiciones ambientales. Las películas de la presente invención, en algunas realizaciones, pueden ser particularmente útiles en envases convertidos que están sujetos, o deben experimentar, condiciones de alta humedad, a lo largo de su vida útil.
Los ejemplos de envases que se pueden formar a partir de las películas multicapa de la presente invención incluyen, sin limitación, bolsas verticales, bolsas, cartones de papel revestidos por extrusión, y otros.
Otras estructuras multicapa que se pueden conformar incluyen, por ejemplo, láminas multicapa, películas laminadas, recipientes rígidos multicapa, tuberías multicapa, y sustratos revestidos multicapa. Dichos artículos se pueden conformar utilizando métodos conocidos por los expertos en la técnica basados en las enseñanzas de la presente memoria.
Algunas realizaciones de la invención se describirán ahora con detalle en los siguientes ejemplos.
Ejemplo 1
Se prepara una resina de la invención para utilizar como una capa de unión de acuerdo con una realización de la presente invención que se denomina Composición de la invención 1. La Composición de la invención 1 comprende el 80 % en peso de un polietileno de alta densidad nucleado y el 20 % en peso de un polietileno de alta densidad nucleado e injertado con anhídrido maleico. polietileno de densidad. El polietileno de alta densidad nucleado que constituye el 80 % en peso de la Composición de la invención 1 se prepara de la siguiente manera. Primero se dispersa bien un nucleador (Hyperform HPN20E de Milliken Chemical) en una pequeña cantidad de HDPE para formar una mezcla madre. El HDPE utilizado para formar la mezcla madre tiene una densidad de 0,965 g/cm3 y un índice de fluidez en masa fundida (I2) de 8,3 g/10 minutos. La concentración del nucleador en la mezcla madre está en el intervalo del 2 al 5 % en peso. La mezcla madre se dispersa bien posteriormente en la masa de HDPE (densidad de 0,962 g/cm3 e índice de fluidez en masa fundida (I2) de 0,85 g/10 minutos) de modo que el contenido final del nucleador esté en el intervalo de 100 a 3.000 pm. El polietileno de alta densidad después de la nucleación tiene una densidad de 0,963 g/cm3 y un índice de fluidez en masa fundida (I2) de 1,2 g/10 minutos.
Este mismo polietileno de alta densidad nucleado se injerta con anhídrido maleico mediante extrusión reactiva. Para el injerto se utiliza una extrusora de doble husillo co-rotativo con husillos de intensidad media. Las formulaciones consisten en polietileno de alta densidad nucleado, catalizador, anhídrido maleico, y peróxido (POX) que se diluye con aceite mineral para mejorar la facilidad de manejo y alimentación. La concentración de la alimentación de anhídrido maleico está entre el 1 y el 5 % en peso. El peróxido típicamente utilizado en el injerto de anhídrido maleico en el polietileno, así como un catalizador ácido de Lewis (triflato de cinc) se alimentan a concentraciones apropiadas. Un ejemplo de perfil de temperatura de la extrusora para injerto es el siguiente: Zona 1-177 °C (350 °F) Zona 2 -177 °C (350 °F); Zona 3 -177 °C (350 °F); Zona 4 -149 °C (300 °F); Zona 5 -177 °C (350 °F); Zona 6 -177 °C (350 °F); Zona 7 -177 °C (350 °F); Zona 8 -177 °C (350 °F); Zona 9 -121 °C (250 °F); Zona 10 -121 °C (250 °F); Zona 11 -121 °C (250 °F); S/C - 177 °C (350 °F); PDV - 177 °C (350 °F); boquilla - 204 °C (400 °F). El polietileno de alta densidad nucleado injertado con anhídrido maleico tiene una densidad de 0,963 g/cm3 y un índice de fluidez en masa fundida (I2) de 1,2 g/10 minutos.
El contenido de anhídrido maleico de la Composición de la invención 1 es de ~ 0,2 por ciento en peso. El índice de fluidez en masa fundida (I2) de la Composición de la invención 1 es de 1 g/10 minutos.
Para una composición de resina de unión comparativa (Composición comparativa 1), se utiliza AMPLIFY™ TY 1353 (disponible comercialmente de The Dow Chemical Company). AMPLIFY™ TY 1353 tiene una densidad de 0,921 g/cm3, un índice de fluidez en masa fundida (I2) de 2,0 g/10 minutos, y un contenido de anhídrido maleico de ~ 0,2 %.
Se preparan películas multicapa utilizando la Composición de la invención 1 y la Composición comparativa 1 como capas de unión, refiriéndose la Película de la invención 1 a la película que utiliza la Composición de la invención 1 como sus capas de unión y refiriéndose la Película comparativa 1 a la película que utiliza la Composición comparativa 1 como sus capas de unión. Cada película es una película de cinco capas con un espesor nominal de 0,005 cm (2 mil). Las películas tienen la siguiente estructura:
LLDPE (0,0015 cm (0,6 mil))/Capa de unión (0,0005 cm (0,2 mil))/EVOH (0,001 cm (0,4 mil))/Capa de unión
(0,0005 cm (0,2 mil))/LLDPE (0,0015 cm (0,6 mil)).
El LLDPE utilizado es DOWLEX™ 20450, disponible comercialmente de The Dow Chemical Company. La capa de EVOH está formada a partir de EVAL H171B, disponible comercialmente de Kuraray America, Inc.
Se miden los módulos secantes de la Película de la invención 1 y la Película comparativa 1 de acuerdo con la norma ASTM D882. En la dirección de la máquina, los módulos secantes al 1 % y al 2 % de la Película de la invención 1 son 786 MPa (114 kpsi) y 696 MPa (101 kpsi), respectivamente, en comparación con 662 MPa (96 kpsi) y 565 MPa (82 kpsi) para la Película comparativa 1. En la dirección transversal, los módulos secantes al 1% y al 2 % de la Película de la invención 1 son 738 MPa (107 kpsi) y 642 MPa (93 kpsi), respectivamente, en comparación con 662 MPa (96 kpsi) y 552 MPa (80 kpsi) para la Película comparativa 1. Estos resultados demuestran que, aunque las resinas de unión constituyen sólo el 20 % de la película, el módulo de la película se incrementa hasta el 25 % al utilizar la Composición de la invención 1 en lugar de la Composición comparativa 1 como la capa de unión.
Ejemplo 2
En este ejemplo, se preparan las películas multicapa de 4 mil utilizando la Composición de la invención 1 y la Composición comparativa 1 como capas de unión, refiriéndose la Película de la invención 2 a la película que utiliza la Composición de la invención 1 como sus capas de unión y refiriéndose la Película comparativa 2 a la película que utiliza la Composición comparativa 1 como sus capas de unión. Cada película es una película de cinco capas con un espesor nominal de 0,01 cm (4 mil). Las películas tienen la siguiente estructura:
LLDPE (0,0031 cm (1,2 mil))/Capa de unión (0,001 cm (0,4 mil))/EVOH (0,002 cm (0,8 mil))/Capa de unión
(0,001 cm (0,4 mil))/LLDPE (0,0031 cm (1,2 mil)).
Se utilizan el mismo LLDPE y EVOH del Ejemplo 1 en estas películas.
Se determinan la velocidad de transmisión de vapor de agua (WVTR) y la velocidad de transmisión de oxígeno (OTR) de las películas. La Película de la invención 2 presenta una WVTR de 11,9 g-m/m2/s (5,40 g-mil/m2/día) y una OTR de 17,2 cm3-m/m2/s (7,84 cm3-mil/m2/día). La Película comparativa 2 presenta una WVTR de 17,4 g-m/m2/s (7,96 g-mil/m2/día) y una OTR de 40,47 cm3-m/m2/s (18,44 cm3-mil/m2/día). Estos resultados demuestran claramente que la Composición de la invención 1, cuando se utiliza como capa de unión, mejora las propiedades de barrera de una película en comparación con la Composición comparativa 1. Específicamente, el uso de la Composición comparativa 1 como capa de unión muestra una reducción de ~ 32 % en WVTR y una reducción de ~ 57 % en OTR. La reducción en WVTR es el equivalente a la adición de 0,013 cm (5 mils) de LLDPE a la película. La reducción en OTR es equivalente a duplicar el espesor de la capa de EVOH.
Ejemplo 3
En este ejemplo, se preparan películas multicapa de 0,01 cm (4 mil) utilizando la Composición de la invención 1 y la Composición comparativa 1 como capas de unión, refiriéndose la Película de la invención 3 a la película que utiliza la Composición de la invención 1 como sus capas de unión y refiriéndose la Película comparativa 3 a la película que utiliza la Composición comparativa 1 como sus capas de unión. Cada película es una película de cinco capas con un espesor nominal de 0,01 cm (4 mil). Para estas películas, se utilizó nailon como una capa de barrera en lugar de EVOH. Las películas tienen la siguiente estructura:
LLDPE (0,0031 cm (1,2 mil))/Capa de unión (0,001 cm (0,4 mil))/Nailon (0,002 cm (0,8 mil))/Capa de unión
(0,001 cm (0,4 mil))/LLDPE (0,0031 cm (1,2 mil)).
Se utilizan el mismo LLDPE del Ejemplo 1 en estas películas. La capa de nailon está formada por Ultramid C 33L 01, disponible comercialmente de BASF.
Se determinan la velocidad de transmisión de vapor de agua (WVTR) y la velocidad de transmisión de oxígeno (OTR) de las películas. La Película de la invención 3 presenta una WVTR de 0,000173 g-mil/m2/día (6,76 g-mil/m2/día) y una OTR de 0,0155 cm3-m/m2/día (612 cm3-mil/m2/día). La película comparativa 3 presenta una WVTR de 0,000263 g-mil/m2/día (10,36 cm3-mil/m2/día) y una OTR de 0,0173 cm3-m/m2/día (683 cm3-mil/m2/día). Estos resultados demuestran claramente que la Composición de la invención 1, cuando se utiliza como capa de unión, mejora las propiedades de barrera de una película en comparación con la Composición comparativa 1. Específicamente, el uso de la Composición comparativa 1 como capa de unión muestra una reducción de ~ 35 % en WVTR y una reducción de ~ 10 % en OTR.
También se determina la fuerza de adherencia de las películas. La Película de la invención 3 presenta una fuerza de adherencia de 5,1 N/cm (13 N/pulgada), y la Película comparativa 3 presenta una fuerza de adherencia de 5,9 N/cm (15 N/pulgada). Por lo tanto, la fuerza de adherencia de la capa de unión formada a partir de la Composición de la invención 1 es sólo ligeramente menor que la de la capa de unión formada a partir de la Composición comparativa 1.
Ejemplo 4
Se preparan composiciones de resina de la invención adicionales de la siguiente manera. Se prepara la Composición de la invención 2 utilizando el 80 % en peso de polietileno de alta densidad nucleado, el 20 % en peso de polietileno de alta densidad nucleado e injertado con anhídrido maleico, y 75 ppm de un catalizador. El polietileno de alta densidad nucleado y el polietileno de alta densidad nucleado e injertado con anhídrido maleico son los mismos que se utilizan en la Composición de la invención 1. El catalizador para la Composición de la invención 2 es triflato de cinc (trifluorometanosulfonato de cinc).
Se prepara la Composición de la invención 3 utilizando el 75 % en peso de polietileno de alta densidad nucleado, el 20 % en peso de polietileno de alta densidad nucleado e injertado con anhídrido maleico, y 75 ppm de un catalizador, y el 5 % en peso de un elastómero de poliolefina. El polietileno de alta densidad nucleado y el polietileno de alta densidad nucleado e injertado con anhídrido maleico son los mismos que se utilizan en la Composición de la invención 1. El catalizador para la Composición de la invención 3 es triflato de cinc (trifluorometanosulfonato de cinc). El elastómero de poliolefina es ENGAGE™ 8402, que está disponible comercialmente en The Dow Chemical Company.
Se preparan películas multicapa utilizando la Composición de la invención 1, la Composición de la invención 2, la Composición de la invención 3, y la Composición comparativa 1 como capas de unión, refiriéndose la Película de la invención 4 a la película que utiliza la Composición de la invención 1 como sus capas de unión, refiriéndose la Película de la invención 5 a la película que utiliza la Composición de la invención 2 como sus capas de unión, refiriéndose la película de la invención 6 a la película que utiliza la Composición de la invención 3 como sus capas de unión, y refiriéndose la Película comparativa 4 a la película que utiliza la Composición comparativa 1 como sus capas de unión. Cada película es una película de cinco capas con un espesor nominal de 4 mil. Las películas tienen la siguiente estructura:
LLDPE (0,0031 cm (1,2 mil))/Capa de unión (0,001 cm (0,4 mil))/EVOH (0,002 cm (0,8 mil))/Capa de unión
(0,001 cm (0,4 mil))/LLDPE (0,0031 cm (1,2 mil)).
Se utiliza el mismo LLDPE y EVOH del Ejemplo 1 en estas películas.
Se miden la WVTR, la OTR, y la fuerza de adherencia de las películas. La Tabla 1 muestra los resultados.
Tabla 1
Figure imgf000014_0001
Al añadir 75 ppm de catalizador, la fuerza de adherencia de la película que utiliza la Composición de la invención 2 como capas de unión (Película de la invención 5) se incrementa en ~ 50 % desde 1,8 N/cm (4,5 N/pulg) hasta 2,8 N/cm (7 N/pulg) en comparación con la película que utiliza la Composición de la invención 1 (Película de la invención 4). La fuerza de adherencia aumenta aún más con la inclusión de un elastómero de poliolefina en la composición (comparar la Película de la invención 6 con elastómero de poliolefina con respecto a la Película de la invención 5). Sin embargo, como lo muestran los resultados de WVTR y OTR, la mejora en la fuerza de adherencia de la Película de la invención 6 se produce a expensas de las propiedades de barrera.
Además, el uso de un catalizador aumenta ligeramente las velocidades de permeación (WVTR y OTR) (comparar la Película de la invención 5 con catalizador con respecto a la Película de la invención 4), pero la magnitud del cambio es en general muy pequeña. No obstante, la magnitud del cambio es muy pequeña. En general, las propiedades de barrera de las películas de la invención 4-6 son más bajas que las de la Película comparativa 4.
Ejemplo 5
En este ejemplo, se evalúa el efecto de la inclusión de un catalizador en una resina de unión sobre la fuerza de adherencia. Se preparan cuatro composiciones de resina, cada una de las cuales comprende un 80 % en peso de polietileno de alta densidad nucleado (igual que el utilizado en el Ejemplo 1) y un 20 % en peso de polietileno de alta densidad nucleado e injertado con anhídrido maleico (igual que el utilizado en el Ejemplo 1). La Composición 4 no incluye ningún catalizador, mientras que la Composición de la invención 5 incluye 35 ppm de catalizador, la Composición de la invención 6 incluye 55 ppm de catalizador y la Composición de la invención 7 incluye 75 ppm de catalizador. El catalizador utilizado es el triflato de cinc (trifluorometanosulfonato de cinc).
Las películas multicapa se preparan utilizando la Composición de la invención 4, la Composición de la invención 5, la Composición de la invención 6, y la Composición de la invención 8 como capas de unión. Cada película es una película de cinco capas con un espesor nominal de 0,01 cm (4 mil). Las películas tienen la siguiente estructura:
LLDPE (0,0031 g-m/m2/s (1,2 mil))/Capa de unión (0,001 g-m/m2/s (0,4 mil))/EVOH (0,002 g-m/m2/s (0,8 mil))/Capa de unión (0,001 g-m/m2/s (0,4 mil))/LLDPE (0,0031 g-m/m2/s (1,2 mil)).
Se utilizan el mismo LLDPE y EVOH del Ejemplo 1 en estas películas.
Se miden las fuerzas de adherencia de las películas de acuerdo con la norma ASTM F904. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2
Figure imgf000015_0001
Los resultados indican que la fuerza de adherencia aumenta inicialmente con la concentración del catalizador, luego se nivela, y parece que finalmente disminuye con la concentración. No obstante, los resultados muestran que la fuerza de adherencia se puede mejorar significativamente con sólo una pequeña cantidad de catalizador ácido de Lewis. Ejemplo 6
Una composición adicional de resina de la invención se prepara de la siguiente manera. La Composición de la invención 8 se prepara utilizando un 80 % en peso de polietileno de alta densidad nucleado y un 20 % en peso de polietileno de alta densidad nucleado e injertado con anhídrido maleico, en la que el polietileno de alta densidad nucleado e injertado con anhídrido maleico contiene un 6 % de mezcla madre de catalizador y la mezcla madre de catalizador contiene 5.000 ppm de catalizador.
El polietileno de alta densidad nucleado que constituye el 80 % en peso de la Composición de la invención 8 es el mismo que el utilizado en la Composición de la invención 1.
El polietileno de alta densidad nucleado e injertado con anhídrido maleico es AMPLIFY™ TY 1053H (disponible comercialmente de The Dow Chemical Company). AMPLIFY™ TY 1053H tiene una densidad de 0,958 g/cm3, un índice de fluidez en masa fundida (I2) de 2,0 g/10 minutos y un contenido de anhídrido maleico de > 1,0 % en peso. El contenido de anhídrido maleico de la Composición de la invención 8 es de ~ 0,27 por ciento en peso. El índice de fluidez en masa fundida (I2) de la Composición de la invención 8 es de 1 g/10 minutos.
El catalizador para la Composición de la invención 8 es el triflato de cinc (trifluorometanosulfonato de cinc).
Las películas multicapa que tienen 5 capas se preparan utilizando la Composición de la invención 8. Cada película tiene un espesor nominal de 0,005 cm (2 mil). Las películas de 5 capas tienen las siguientes estructuras:
La Película comparativa 5: LLDPE (0,0013 cm (0,52 mil))/Capa de unión convencional (0,0005 cm (0,2 mil))/EVOH (0,00091 cm (0,36 mil))/Capa de unión convencional (0,001 cm (0,4 mil))/LLDPE (0,0013 cm (0,52 mil)).
La Película de la invención 7: LLDPE (0,0013 cm (0,52 mil))/Capa de unión convencional (0,0005 cm (0,2 mil))/EVOH (0,00091 cm (0,36 mil))/Composición de la invención 8 (0,001 cm (0,4 mil))/LLDPE (0,0013 cm (0,52 mil)).
La Película de la invención 8: LLDPE (0,0013 cm (0,52 mil))/Composición de la invención 8 (0,0005 cm (0,2 mil))/EVOH (0,00091 cm (0,36 mil))/Composición de la invención 8 (0,001 cm (0,4 mil))/LLDPE ( 0,0013 cm (0,52 mil)).
Se utilizan el mismo LLDPE y EVOH del Ejemplo 1 en estas películas. La capa de unión convencional es AMPLIFY™ TY 1353 (disponible comercialmente de The Dow Chemical Company).
También se preparan las películas multicapa que tienen 7 capas utilizando la Composición de la invención 8.
Cada película tiene un espesor nominal de 0,0064 cm (2,5 mil). Las películas de 7 capas tienen las siguientes estructuras:
La Película comparativa 6: LLDPE (0,0011 cm (0,45 mil))/Capa de unión convencional (0,0005 cm (0,2 mil))/Nailon (0,00046 cm (0,18 mil))/EVOH (0,0011 cm (0,45 mil))/Nailon (0,00046 cm ( 0,18 mil))/Capa de unión convencional (0,001 cm (0,4 mil))/LLDPE (0,0016 cm (0,64 mil)).
La Película de la invención 9: LLDPE (0,0011 cm (0,45 mil))/Capa de unión convencional (0,0005 cm (0,2 mil))/Nailon (0,00046 cm (0,18 mil))/EVOH (0,0011 cm (0,45 mil))/Nailon (0,00046 cm ( 0,18 mil))/Composición de la invención 8 (0,001 cm (0,4 mil))/LLDPE (0,0016 cm (0,64 mil)).
La Película de la invención 10: LLDPE (0,0011 cm (0,45 mil))/Composición de la invención 8 (0,0005 cm (0,2 mil))/Nailon (0,00046 cm (0,18 mil))/EVOH (0,0011 cm (0,45 mil))/Nailon (0,00046 cm (0,18 mil))/Composición de la invención 8 (0,001 cm (0,4 mil))/LLDPE (0,0016 cm (0,64 mil)).
Se utilizan el mismo LLDPE y EVOH del Ejemplo 1 en estas películas. Se utiliza el mismo nailon del Ejemplo 3 en estas películas. La apa de unión convencional es AMPLIFY ™ TY 1353 (disponible comercialmente de The Dow Chemical Company).
Se miden la OTR a 23 °C (humedad relativa = 90 %) y a 35 °C (humedad relativa = 90 %), la WVTR a 37,8 °C y al 90 % de humedad relativa, la fuerza de adherencia y el módulo secante (1%) en la dirección de la máquina de las películas. La Tabla 3 muestra los resultados.
Tabla 3
Figure imgf000016_0001
Como se muestra en la tabla, la inclusión de la Película de la invención 8 como capa de unión en estas películas proporciona hasta un 33 % de reducción en OTR para una película de 5 capas y hasta un 25 % de reducción en OTR para una película de 7 capas. Los valores de WVTR para estas películas también se reducen hasta un 33% para la película de 5 capas y hasta un 47 % para la película de 7 capas. La Composición de la invención 8 muestra una adherencia similar al EVOH y al nailon como la resina de capa de unión estándar al mismo tiempo que proporciona un módulo más alto.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una resina para utilizar como capa de unión en una estructura multicapa, comprendiendo la resina:
un polietileno de alta densidad que tiene una densidad superior a 0,960 g/cm3, en donde el polietileno de alta densidad comprende del 1 al 99 por ciento en peso de la resina;
un polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico, en donde el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico comprende del 1 al 99 por ciento en peso de la resina; y
un catalizador que comprende al menos un ácido de Lewis, en donde el catalizador comprende un triflato metálico, un cloruro metálico, un bromuro metálico, un tetrafluoroborato metálico, o combinaciones de los mismos.
2. La resina de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la resina comprende además un nucleador.
3. La resina de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el polietileno de alta densidad tiene una densidad superior a 0,962 g/cm3.
4. La resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico tiene una densidad superior a 0,962 g/cm3 y una concentración de anhídrido maleico injertado del 0,1 al 2,0 % en peso de anhídrido maleico, basado en el peso del polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico.
5. La resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde el polietileno de alta densidad comprende del 70 al 95 por ciento en peso de la resina.
6. La resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde el polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico comprende del 5 al 30 por ciento en peso de la resina.
7. La resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde el catalizador comprende triflato de cinc, triflato de bismuto, triflato de cobre, triflato de magnesio, triflato de níquel, triflato de estaño, o combinaciones de los mismos.
8. La resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde la resina está sustancialmente exenta de compuestos organometálicos y carboxilatos metálicos.
9. La resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en donde la resina comprende de 10 a 200 partes por millón en peso del catalizador, basado en el peso total de la resina.
10. La resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde la resina además comprende un elastómero de poliolefina.
11. Una estructura multicapa que comprende al menos tres capas, teniendo cada capa superficies faciales opuestas y dispuestas en el orden A/B/C, en donde:
La Capa A comprende polietileno;
La Capa B comprende la resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en donde una superficie facial superior de la Capa B está en contacto adherente con una superficie facial inferior de la Capa A; y La Capa C comprende poliamida, etileno y alcohol vinílico, o combinaciones de los mismos, en donde una superficie facial superior de la Capa C está en contacto adherente con una superficie facial inferior de la Capa B.
12. La estructura multicapa de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende además la Capa D, en donde la Capa D comprende la resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-10, y en donde una superficie facial superior de la Capa D está en contacto adherente con una superficie facial inferior de la Capa C.
13. La estructura multicapa de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en donde la Capa B presenta una velocidad de transmisión de vapor de agua de 18 g-m/m2/s (8 g-mil/m2/día) o menos, cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1249.
14. Un artículo formado a partir de la estructura multicapa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11-13, en donde el artículo comprende un envase, una lámina, o una tubería.
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