MXPA97007411A - Procedimiento de empleo de una materia termoplástica semicristalina - Google Patents

Procedimiento de empleo de una materia termoplástica semicristalina

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MXPA97007411A MXPA/A/1997/007411A MX9707411A MXPA97007411A MX PA97007411 A MXPA97007411 A MX PA97007411A MX 9707411 A MX9707411 A MX 9707411A MX PA97007411 A MXPA97007411 A MX PA97007411A
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Un procedimiento de empleo de una materia termoplástica semicristalina, que comprende sucesivamente las etapas siguientes:(1) una pieza extruida de materia termoplástica semicristalina en fusión de enfría a una temperatura T1 superior a la temperatura de cristalización de la materia termoplástica (Tc) e inferior a Tf+5øC, donde Tf designa la temperatura de fusión de la materia termoplástica;(2) seguidamente de la extruida se estira en estado fundido;(3) seguidamente se deja relajar la pieza extruida, a una temperatura T3 comprendida entre Tc y Tf, durante un periodo de tiempo al menos igual al tiempo medio de relajación (t3) de la materia termoplástica a la temperatura de relajación y después del estiramiento;(4) seguidamente la pieza extruida de templa a una temperatura T4 inferior a Tc. En particular, este procedimiento permite fabricar una película cosntruida esencialmente por al menos un homopolímero del propileno, de un espesor de 100 a 250æm, que presenta una contracción de caliente de a lo sumo 20%, una turbidez inferior o igual a 3%y una transparencia total con respecto al aire superior, a 70%.

Description

PROCEDIMIENTO DE EMPLEO DE UNA MATERIA TERMOPLÁSTICA SEMICRISTALINA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un procedimiento de empleo de una materia termoplástica, «que permite fabricar artículos de transparencia elevada, en particular películas. Se refiere igualmente a películas particulares que pueden ser obtenidas por este procedimiento.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las películas transparentes constituyen una aplicación muy importante de las materias termoplásticas, en especial en el campo del embalaje. En particular, a titulo de ejemplo, entre los polímeros utilizados para la fabricación de películas transparentes, los polímeros del propileno ocupan un lugar en aumento. La mejora de la transparencia de las películas, que queda como un objetivo constante de las industrias implicadas, puede no solamente ser obtenida por una optimización de la naturaleza química de los polímeros, sino también por la elección de condiciones de empleo particulares. De modo general, la transparencia de polímeros semicristalinos puede ser acrecentada disminuyendo su cristalinidad y/o la dimensión de sus cristalitos.
En el plano de la naturaleza «química de las composiciones utilizadas, las técnicas conocidas para esta finalidad son en especial la adición de un comonómero para obtener un copolímero estadístico menos cristalino, o también la adición de un agente de nucleación (talco, ....) que reducen el tamaño de los cristalitos y aumentan su numero. En el plano de las condiciones de empleo, las técnicas clásicas consisten especialmente en estirar la película en estado sólido para dividir los cristalitos (por ejemplo en el caso de las películas biorientadas) , o también en enfriar muy rápidamente las películas (temple) inmediatamente después de su fabricación, para reducir el tamaño de los cristalitos y simultáneamente reducir la cristalinidad del polímero. En este último caso, no obstante, la cristalinidad tendrá tendencia a crecer con el transcurso del tiempo, y tanto más de prisa cuando la película se recalienta. Varios procedimientos han sido propuestos ya con vistas a mejorar determinadas propiedades'mecánicas y ópticas de las películas a base de materia termoplásticas. Así, en el documento FR 1211161, una película de este tipo, fabricada con anterioridad, se recalienta más allá de su temperatura de fusión (Tf) , después se enfría entre Tf-l2°C y Tf, después se estira al menos 150% a esta temperatura, y finalmente se enfría a menos de 75°C, bajo tensión. Un inconveniente de este procedimiento es que exige l'l I1) -/ '^-" una etapa separada de fabricación de la película, seguida de un recalentamiento, lo cual es muy desventajoso desde la perspectiva de una explotación industrial . La presente invención apunta, por consiguiente, a proporcionar un procedimiento sencillo de empleo y «que permite especialmente fabricar artículos planos a base de materia termoplástica «que presentan propiedades ópticas, y en particular una transparencia, mejoradas.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN De modo más preciso, la invención se refiere a un procedimiento de empleo de una materia termoplástica semicristalina, que comprende sucesivamente las etapas si-guientes : (l) una pieza extraída de materia termoplástica semicristalina en fusión se enfría a una temperatura Ti superior a la temperatura de cristalización de la materia termoplástica (Tc) e inferior a Tf+5°C, designando Tf la temperatura de fusión de la materia termoplástica, (2) seguidamente la pieza extraída se estira en estado fundido; (3) seguidamente se deja relajar la pieza extraída a una temperatura T3 comprendida entre Tc y Tf, durante un periodo de tiempo al menos igual al tiempo medio de relajación (x3) de la materia termoplástica a la temperatura de relajación y después del estiramiento,-(4) se«guidamente la pieza extruida se templa a una temperatura T4 inferior a Tc. Este procedimiento permite fabricar artículos planos tales como películas (de un espesor típico del orden del centenar de µm) o placas (de un espesor típico del orden del milímetro) . Por razones de sencillez, las especificidades del procedimiento de la invención serán descritas esencialmente en el contexto de la fabricación de tales artículos planos, aun cuando este procedimiento permite igualmente fabricar cualquier otro artículo de sección constante tal como barras, perfiles, tubos, etc., mediante algunas adaptaciones evidentes para los expertos en la técnica. De modo clásico, la etapa previa de fusión de la materia termoplástica se lleva a cabo a una temperatura netamente superior a su temperatura de fusión (Tf) . Una fusión previa tal puede efectuarse por medio de cualquier dispositivo conocido, tal como una extrusora o una amasadora. Se calificara de pieza extruida la masa de materia termoplástica producida, generalmente de modo continuo, por este dispositivo, incluso si no se trata de una extrusora. Con respecto al procedimiento anteriormente conocido citado, el procedimiento así propuesto es más sencillo dado que se desarrolla a partir de una materia termoplástica en fusión y no exige una configuración previa del artículo y un recalentamiento ulterior de éste. El procedimiento propuesto se distingue además por la presencia de una etapa de relajación a temperatura elevada (3) seguida de un enfriamiento breve y enérgico (4) , en tanto que según el procedimiento anteriormente conocido, se deja simplemente que la película se enfríe de modo natural, y bajo tensión. Hay que hacer notar que las temperaturas de fusión (Tf) y de cristalización (Tc) corresponden a los picos endo-y exotérmicos puestos de manifiesto por calorimetría diferencial de barrido (DSC) , respectivamente en el calentamiento y en el enfriamiento de la materia termoplástica considerada, en ausencia de toda fuerza externa . La materia termoplástica es semicristalina, es decir, que comprende al menos 50% en peso de uno o varios polímeros termoplásticos semicristalinos, tales como, por ejemplo, poliolefinas o polifluoruro de vinilideno. Puede comprender, además, eventualmente una proporción menor de uno o varios otros polímeros termoplásticos, así como eventualmente cantidades moderadas de aditivos tales como antioxidantes, estabilizantes, pijmentos, etc.. De preferencia, la materia termoplástica comprende al menos una poliolefina. De modo particularmente preferido, la materia termoplástica comprende al menos 50% en masa de una o varias / •/••«,-olefinas. Idealmente, la materia termoplástica está constituida esencialmente por una o varias poliolefinas. Como poliolefina se puede utilizar ventajosamente un polímero del propileno. Excelentes resulta dos han sido obtenidos con copolímeros de etileno-propileno, así como con los homopolímeros del propileno. El enfriamiento (1) de la pieza extruida se lleva a cabo de preferencia a una temperatura Tx inferior a Tf . Este enfriamiento puede llevarse a cabo de cualquier modo conocido, en especial por contacto con al menos un cilindro enfriado colocado en la proximidad inmediata del dispositivo de donde sale la pieza extruida. El enfriamiento de este cilindro puede efectuarse, por ejemplo, por circulación interna de un fluido mantenido a la temperatura apropiada mediante un dispositivo de acondicionamiento térmico. Con el fin de reducir la duración del enfriamiento, es ventajoso enfriar las dos caras de la pieza extruida, por ejemplo sobre dos cilindros acondicionados consecutivos, describiendo la pieza extruida un trayecto en S . En lugar de un cilindro único, se puede igualmente utilizar un par de cilindros que aprietan la pieza extruida, cuando se presenta en la forma de una banda. El estiramiento (2) puede llevarse a cabo de cualquier modo conocido, en especial ejerciendo una tracción sobre la pieza extruida por medio de un cilindro o de un par de cilindros dispuesto (s) aguas abajo y arrastrado (s) por un / ' !•> ' motor cuya velocidad se controla cuidadosamente. Se obtienen buenos resultados cuando el grado de estiramiento en la etapa (2) es al menos del 200%, y de preferencia de al menos 300%. Cuando al menos se utiliza un cilindro para cada una de las etapas de enfriamiento (1) y de estiramiento (2) , el grado de estiramiento es próximo a la relación de las velocidades periféricas del o de los cilindros utilizados para el enfriamiento (1) y del o de los cilindros utilizados para el estiramiento (2) . Las condiciones de estiramiento son ventajosamente tales que el gradiente de velocidad sea al menos de l/(20.to), donde t0 designa el tiempo medio de relajación de la materia termoplástica a la temperatura de extrusión (T0) y en ausencia de toda fuerza de estiramiento. De preferencia, este gradiente de velocidad es de al menos l/(10.to) . El tiempo de relajación t0 viene definido por la relación, 2. ?o. MC Xo = P • R • T en la «que ?o designa la viscosidad dinámica de la materia termoplástica para gradientes de velocidad que tienden a 0, p es su masa por unidad de volumen, Mc es la masa molecular (media en peso) critica más allá de la cual ?0 es proporcional a la potencia 3.4 de la masa molecular y R y T0 designan la constante de los gases perfectos así como la / • . :-: temperatura absoluta de extrusión (salida de la hilera) . El estiramiento puede ser monoaxial o biaxial; sin embargo, es de preferencia monoaxial, es decir, «que la pieza extruida conserva sensiblemente su anchura inicial, siendo posible, no obstante, una ligera contracción transversal. La zona en la que se encuentra la pieza extruida cuando sufre este estiramiento está ventajosamente protegida de las variaciones intempestivas de temperatura, en particular de las corrientes de aire; eventualmente, esta zona está provista de medios de calentamiento, por ejemplo a infrarrojos, que permiten mantener la materia termoplástica a la temperatura re«querida . Una característica importante del procedimiento de la invención es que el estiramiento (2) se desarrolla mientras la materia termoplástica se encuentra siempre en estado fundido. Esto no implica forzosamente que la temperatura T2 a la que se desarrolla el estiramiento sea superior a Tf . En efecto, en la zona de temperaturas comprendida entre Tc y Tf, una materia termoplástica semicristalina puede, indiferentemente, encontrarse en estado fundido o sólido, en función de su historia térmica. En general, en el interior de esta zona, una materia termoplástica semicristalina se encontrará en estado fundido si ha sido enfriada a partir de una temperatura superior a Tf, y en estado sólido si ha sido calentada a partir de una ! I /' temperatura inferior a Tc. En el procedimiento de la presente invención, es el primero de estos dos casos el que es retenido; el estiramiento se desarrolla generalmente a una temperatura (T ) comprendida entre Tc y Tf+5°C, de preferencia inferior a Tf. Según una variante muy simple del procedimiento, el estiramiento se desarrolla aproximadamente a la temperatura Tx del enfriamiento (1) , sin recalentamiento ni enfriamiento complementario . Cuando se lleva a cabo en las condiciones indicadas, el estiramiento provoca una nucleación cristalina muy importante de la materia termoplás ica, superior en varios órdenes, en términos del número de cristalitos, a una nucleación heterogénea (por medio de talco, etc.) . Además, las condiciones de estiramiento son tales que no se produce inversión alguna de Tc y Tf, al contrario de lo que es generalmente el caso cuando una materia termoplástica es biorientada en una hilera de extrusión, donde esta sometida a fuerzas enormes . Toda relajación de una materia termoplástica tiende, en general, a reducir sus tensiones internas, en particular las de su fase amorfa, y de este modo la amplitud de eventuales contracciones en caso de calentamiento. No obstante, dentro del marco del procedimiento de la presente invención, una relajación parece a priori poco recomendable i'l I'.. /'>7 ? dado que se corre el riesgo de hacer perder el beneficio de la etapa de estiramiento (2) y de reducir de este modo la transparencia de los artículos fabricados. De modo sorprendente se ha comprobado, sin embargo, que las condiciones de relajación específicas antes citadas permitían conservar el beneficio de la etapa de estiramiento (2) reduciendo enteramente la amplitud de una eventual contracción ulterior de los artículos en el momento de su utilización. De preferencia, la relajación (3) se efectúa a una temperatura T3 superior a TC+5°C. Esta relajación se efectúa ventajosamente a una temperatura inferior a Tf-5°C. La duración de la relajación puede escogerse en función de la rigidez deseada del artículo fabricado,- una duración de la relajación mas elevada conducirá a una rigidez más pequeña. De preferencia, esta duración es de al menos 2. x3. El valor de x3 se calcula como se ha indicado anteriormente, reemplazando T0 por T3 (temperatura absoluta) (despreciando por tanto las variaciones eventuales de ?0 y de p) . Además, la duración de la relajación es ventajosamente al menos 1 s, de preferencia al menos 2 s. De preferencia, la relajación se efectúa a dimensiones constantes y en ausencia de toda fuerza externa. En el caso de la fabricación de artículos planos, puede efectuarse, por ejemplo, en la superficie de un cilindro ! 1' / «/•< mantenido a la temperatura apropiada, dispuesto aguas abajo del dispositivo (por ejemplo del cilindro) de estiramiento. Según una variante ventajosa, la relajación se efectúa sobre el cilindro que ejerce una tracción sobre la pieza extruida con vistas a su estiramiento (2) , lo que permite economizar un cilindro. En este caso, es inevitable que una determinada porción de la pieza extruida en contacto con el cilindro, situada del lado "aguas arriba", es decir, en la dirección del dispositivo de donde sale la pieza extruida, pueda deslizarse con respecto al cilindro y este sometida, por tanto, a fuerzas de estiramiento. La longitud de esta porción es por lo general inferior a 1 cm. La parte de la pieza extruida que se encuentra aguas abajo de esta porción no está, por el contrario, sometida a fuerza de estiramiento alguna, en las condiciones industriales habituales, su longitud es generalmente de al menos 20 cm. Es preferible tener cuidado de que la longitud total de la pieza extruida en contacto con el cilindro de estiramiento sea lo suficientemente elevada para que solo una pequeña proporción de la pieza extruida en contacto con este cilindro soporte fuerzas de estiramiento. Si se desea una duración de la relajación particularmente elevada, es posible utilizar un cilindro de diámetro superior, o utilizar varios cilindros consecutivos . Hay que hacer notar que una relajación tal no puede ser obtenida en el interior de una hilera de extrusión, debido a las fuerzas de cizallamiento elevadas a que estaría sometida la materia termoplástica. Una variante ventajosa del procedimiento de invención consiste en combinar con él, con anterioridad a la etapa de relajación (3) , una etapa de granulación (grainage) de la pieza extruida en la que esta última es apretada entre dos cilindros metálicos, de preferencia de alta dureza (dureza Vickers de preferencia superior a 150 HV) , por ejemplo constituidos o revestidos de acero o de fundición. Uno al menos de estos cilindros debe ser tratado al chorro de arena o estar grabado sobre al menos una parte de su superficie con el fin de realizar la granulación en cuestión. El tipo de granulación de cada una de las caras de la pieza extruida puede diferir,- se puede utilizar, por ejemplo, un primer cilindro tratado al chorro de arena (que conduce a la obtención de una cara mate) y un segundo cilindro grabado con un motivo regular. El hecho de que no se utilice cilindro prensor alguno constituido o revestido por un material elástico ofrece varias ventajas, en especial en lo que se refiere a la calidad de una granulación simultánea de las caras de la pieza extruida, la posibilidad de un control preciso del espesor de la pieza extruida, la ausencia de riesgo de adherencia de la pieza extruida a los cilindros, y la temperatura elevada y precisa que se puede dar a cada uno / • •<• de los dos cilindros, lo que contribuye a la calidad de la granulación. Es preferible que los dos cilindros estén acondicionados en temperatura (a temperaturas idénticas o diferentes) , de preferencia a una. temperatura comprendida entre Tc - 5°C y Tf - 5°C. Esta variante es particularmente ventajosa para el tratamiento de poliolefinas de alta masa molecular ( FI inferior a 10 g/10 min., de preferencia inferior a 3 g/10 min., medida según la norma ASTM D1238, bajo una carga de 2.16 kg, a 190°C, para los polímeros que contienen al menos 50% en peso de etileno, y a 230°C para los que contienen al menos 50% de propileno) . Las piezas extruidas esencialmente constituidas por estas poliolefinas de alta masa molecular no son generalmente granulables según los procedimientos conocidos, en especial en razón de su elasticidad demasiado grande, lo que lleva consigo problemas de uniformidad de espesor y de uniformidad del grano. Ellas se prestan especialmente bien a la realización de artículos de uso médico, tales como bolsas de sangre o de fluidos, apositos, etc. En estas aplicaciones presentan la ventaja de ser esterilizables (a alta temperatura) sin conducir a un riesgo de adherencia de unos sobre los otros gracias a la granulación superficial; además, son anti-bloqueantes en frío. Todavía más detalles relativos a la realización de esta variante pueden ser encontrados en la solicitud de patente belga n° 9500436 (EP 96201237.3). (SOLVAY) . Esta etapa de granulación puede desarrollarse en no importa que momento entre la extrusión de la pieza extruida y la etapa de relajación (3) ; con objeto de no perturbar la granulación realizada, es sin embargo preferible que al menos el 70% del estiramiento total que sufre la pieza extruida durante el curso del desarrollo del procedimiento de la invención se desarrolle antes de la granulación. De modo particularmente preferido, la granulación se desarrolla entre la etapa de estiramiento (2) y la etapa de relajación (3) . Según una sub-variante ventajosa, la relajación (3) se efectúa en la superficie de un cilindro que es uno de los dos cilindros de granulación. En la 4ta etapa (temple) , un segundo enfriamiento, muy rápido, contribuye también a aumentar la transparencia. El temple (4) consiste en un enfriamiento extremadamente violento, «que se efectúa a una temperatura T4 inferior a Te, de preferencia inferior a Tc - 50°C, y de modo particularmente preferido, inferior a Tc - 80°C. Es deseable que la duración de este enfriamiento sea inferior a 3 s, de preferencia inferior a i s. Este temple puede llevarse a cabo especialmente haciendo pasar la pieza extruida por un baño de agua termostatizado o sobre un cilindro refrigerado. Un simple enfriamiento por aire a temperatura ambiente, aplicado generalmente en los procedimientos de fabricación de película insuflada, no es suficientemente rápido. Debido a esto, contrario al presente procedimiento, estos procedimientos conducen a propiedades ópticas mediocres. Los cilindros eventualmente utilizados en el procedimiento de la invención presentan de preferencia un buen estado de superficie. Ventajosamente, se trata de cilindros metálicos cromados. El hecho de que las etapas antes descritas se desarrollen "sucesivamente" no implica que sean directamente consecutivas. 0 dicho de otro modo, una o varias otras etapas pueden ser incorporadas al procedimiento anteriormente descrito, en tanto que no afecten fundamentalmente a los efectos, y esto tanto antes de las etapas anteriormente citadas, como después de ellas o entre algunas de ellas. Por ejemplo, en el caso de que la pieza extruida esté depositada sobre un cilindro de enfriamiento (etapa 1) después de su salida de la hilera plana de una extrusora, es clásico ajustar la velocidad de rotación de este cilindro a un valor tal que ejerza una cierta tracción sobre la pieza extruida, con el fin de evitar que ésta fluya excesivamente. Este "pre-estiramiento" que se desarrolla a una temperatura relativamente elevada, influye poco sobre la orientación, la cristalinidad, etc. de la materia termoplástica, al contrario que en la etapa de estiramiento (2) antes descrita, que se I1., /T/M:. desarrolla a una temperatura más pequeña. Igualmente, en el caso de la fabricación de una película, cuando la película es bobinada después del temple (4) , puede ser que la tracción ejercida sobre la película mediante esta operación de bobinado repercuta aguas arriba de la etapa de temple (4) , y provoque todavía un ligero estiramiento de la película entre las etapas (3) y (4) , debido a la temperatura elevada a la que se encuentra todavía. Este ligero estiramiento eventual no afecta de modo apreciable a las propiedades ópticas de la película. No afecta significativamente tampoco a sus propiedades mecánicas (rigidez, ....), en tanto que no exceda de aproximadamente 25%. Por el contrario, el término "sucesivamente" implica que las etapas antes citadas están esencialmente separadas en el tiempo, y que no se solapan. En particular, que el enfriamiento (1) y el estiramiento (2) no se desarrollan simultáneamente, al contrario de lo que ocurre en los procedimientos de fabricación de película insuflada. El procedimiento de la invención proporciona excelentes resultados cuando se aplica a la fabricación de un artículo plano, de preferencia una película. Si bien las películas a base de polipropileno (PP) homopolímero son netamente menos transparentes que las obtenidas a base de copolímeros del propileno, al menos / cuando se las produce del modo convencional, el procedimiento antes descrito permite especialmente fabricar películas de PP homopolímero de un espesor de aproximadamente 200 µm que presentan una turbidez (haze) (medida según la norma ASTM D 1003-95) inferior o igual a 3% y una transparencia total con respecto al aire (medida según la norma ASTM D 1746-95) superior al 70%. Tales propiedades ópticas son de todo punto excepcionales para una película a base de homopolímeros, y soportan favorablemente la comparación con respecto a las películas a base de copolímeros. Esto es por lo que otro objeto de la presente invención se refiere a una película constituida esencialmente por al menos un homopolímero del propileno, de un espesor de 100 a 250 µm, que presenta una contracción en caliente de a lo sumo 20%, una turbidez inferior o i«gual a 3% y una transparencia total con respecto al aire superior a 70%, susceptible de ser fabricada por medio del procedimiento antes citado. La contracción en caliente designa la contracción medida después de una permanencia de 30 minutos en una estufa ventilada a una temperatura de Tf-25°C. La presencia de una limitación concerniente a la retracción es debida a que, entre todas las películas a base de PP homopolímero conocidas, las que están (bi) orientados según una técnica clásica, es decir en estado sólido, pueden ciertamente presentar propiedades ópticas próximas, pero su i s.:/ •«/;.:•: contracción en caliente (definida como (LQ-LÍ) /L1( en la que LQ y l>? designan respectivamente la longitud antes y después de la contracción) es entonces considerable, con frecuencia muy netamente superior al 100%. La película así definida comprende al menos 95% en peso de al menos un homopolímero del propileno, con respecto al peso total de las materias termoplásticas, así como eventualmente uno o varios otros polímeros y/o aditivos clásicos. Sin embargo, es notable que las propiedades ópticas anteriormente citadas puedan ser obtenidas en particular cuando la película está exenta de aditivos de nucleación tales como el talco, etc. La película definida de este modo lleva una sola capa, no obstante, bien entendido, puede estar asociada, por técnicas clásicas tales como, por ejemplo, la laminación o la extrusión-estratificación a una o varias otras capas de materia termoplástica, y/o también a substratos de otra naturaleza. Se«gún una variante ventajosa de la invención, se asocia a las películas obtenidas se-gún el procedimiento anteriormente descrito, una capa de cierre de pequeño espesor. En efecto, en ciertas aplicaciones, tales como la fabricación de bolsas destinadas a contener sangre u otros líquidos para uso médico, es necesario soldar juntas dos películas de modo fácil y digno de confianza, es decir, sin 1 1 1 ) / •?'!•• degradar localmente los comportamiento mecánicos, y producir una soldadura resistente. En particular, las bolsas para líquidos de uso médico deben ser capaces, en general, de resistir una esterilización y, eventualmente, resistir caídas después de haberlas llenado, sin que la resistencia de las soldaduras se vea afectada. Cuando tales artículo son fabricados a partir de películas de una sola capa, se comprueba que una esterilización a temperatura elevada hace las soldaduras poco resistentes, en especial a los choques. Se ha encontrado que este problema podía ser resuelto por utilización de una capa de cierre que presenta propiedades especificas. Es por esto por lo que una variante ventajosa de la presente invención se refiere a un procedimiento tal como se ha descrito anteriormente, aplicado a la fabricación de una película de varias capas, en la que la pieza extruida sometida a las etapas anteriormente citadas comprende al menos dos capas, una de las cuales forma la capa principal (A) de la película, y otra capa, exterior, es una capa de cierre (B) de espesor inferior al de la capa principal (A) y cuya materia plástica constitutiva presenta una temperatura de fusión inferior, y un índice de fluidez en estado fundido al menos 2 veces superior a los de la materia termoplástica constitutiva de la capa principal (A) . Esta variante puede realizarse por cualquiera de las técnicas conocidas, por / • ' ejemplo, utilizando una hilera de extrusión conjunta alimentada por al menos dos extrusoras distintas. La capa de cierre (B) posee típicamente un espesor de al menos 5% del de la capa principal (A) . Su espesor es además, generalmente menos de 40%, y de preferencia menos de 20%, del de la capa principal (A) . De modo absoluto, se prefiere que el espesor de la capa de cierre sea al menos 5 µm, en particular al menos 20 µm. La materia termoplástica constitutiva de la capa principal (A) responde en todos sus puntos a la definición de la materia termoplástica proporcionada en la definición general del procedimiento, quedando comprendida en lo que concierne a sus variantes preferidas . Hay que hacer notar que en la presente variante, los diferentes parámetros (Tc, Tf, etc.) citados en dicha definición general se refieren específicamente a la materia termoplástica constitutiva de la capa principal (A) . Otra variante simple consiste en un procedimiento tal como se ha definido anteriormente, aplicado a la fabricación de una película de varias capas, que comprende además una etapa de extrusión-estratificación o de laminado, posterior a la etapa de temple (4) , por la que se provee a la película obtenida (A) de una capa de cierre (B) cuya materia termoplástica constitutiva presenta una temperatura de fusión inferior, y un índice de fluidez en estado fundido al menos 2 M Í1., /"/M:. veces superior a los de la materia termoplástica constitutiva de (A) . Los índices de fluidez en estado fundido (índice de fusión) (melt index) se miden según la norma ISO R1133 (versión de 1981) , en las condiciones habituales en función de los materiales considerados . Cual«quier materia termoplástica que responda a las condiciones anteriormente citadas puede ser utilizada como constituyente de la capa de cierre (B) . Se trata, de preferencia, de un polímero o mezcla de polímeros compatible con la capa principal (A) , lo que permite evitar la utilización de una capa adhesiva intermedia. Se han obtenido buenos resultados cuando la materia termoplástica constitutiva de la capa de cierre (B) comprende al menos un copolímero de a-olefinas, en particular un copolímero de etileno-propileno (E/P) , de preferencia un copolímero E/P de proporciones en peso 1/99 a 8/92. Las propiedades térmicas de la capa de cierre (B) permiten que solo ésta se funda en el momento de realizar la soldadura; la operación es más rápida y las soldaduras resisten mejor al choque. Ventajosamente, la temperatura de fusión de la materia termoplástica constitutiva de la capa de cierre (B) es inferior al menos en 10°C a la de la materia termoplástica constitutiva de la capa principal (A) , de preferencia al menos en 20°C. Ventajosamente, el índice de fluidez en estado fundido de la materia termoplástica constitutiva de la capa de cierre (B) es al menos dos veces superior al de la materia termoplástica constitutiva de la capa principal (A) , de preferencia al menos 4 veces superior (en las condiciones de medición anteriormente citadas) . Si es necesario, la flexibilidad de la película de varias capas que resulta puede ser aumentada cuando la materia termoplástica constitutiva de la capa principal (A) y/o la materia termoplástica constitutiva de la capa de cierre (B) comprenden al menos un copolímero compatible con su o sus otros constituyentes, y que sea apta para hacer aumentar la flexibilidad de esta capa (B) . De preferencia, se utiliza al menos un copolímero de bloques del tipo estireno-etileno-butadieno-estireno (SEBS) (por ejemplo el producto KRATONR 1657 de SHELL) o estireno-etileno-propileno--estireno (SEPS) . Ventajosamente, el contenido ponderal de este copolímero en el seno de la capa (B) es 10 a 40%. Además de la capa principal y de la capa de cierre, la película puede comprender también eventualmente una o varias otras capas a base de uno o varios materiales termoplásticos . Los ejemplos «que siguen ilustran de modo no limitativo las ventajas del procedimiento y de la película de la invención.
E emplo 1 . Película monocapa a base de homopo1í ero Un polipropileno homopolímero ELTEXR P HL402 (SOLVAY) (Tc = 110°C, Tf = 158°C, tiempo de relajación medio x0 = 0.6 s (antes de estiramiento), de 1.5 mm de espesor y 60 cm de ancho, es extruido por medio de una extrusora de un solo tornillo (temperaturas de 160 a 230°C) provista de una hilera plana (temperatura 230°C) (temperatura de la materia 235°C) . Esta pieza extruida es estirada 200% a la salida de la hilera y seguidamente depositada sobre un cilindro cuya temperatura, acondicionada por circulación de agua, es 135°C, y la velocidad periférica de 2.5 m/min. La pieza extruida permanece en contacto con este cilindro durante 10 s, lo que permite su enfriamiento homogéneo. Seguidamente es estirada por un factor 3 bajo el efecto de la rotación del cilindro siguiente, igualmente acondicionado a 135°C pero que gira a una velocidad periférica de 7.5 m/min. (o sea una longitud de contacto de aproximadamente 25 cm) . La pieza extruida queda sobre este cilindro durante aproximadamente 2 segundos (o sea sobre una longitud de 25 cm) , lo que permite relajar significativamente las tensiones generadas por el estiramiento a baja temperatura. Seguidamente es estirado, todavía, 20% antes de ser templado en un baño de agua a 10°C y bobinado a una velocidad de 9 m/min. Su espesor final es 200 µm. La película obtenida de este modo presenta una 1 !'« /" •<;.; turbidez de 3% (norma ASTM D 1003), una brillantez de 88% (norma ASTM D 2457) y una transparencia total con respecto al aire de 85% (norma ASTM D 1746), lo que es excepcional. Las soldaduras (condiciones de soldadura: temperatura = 140°C, presión 10 bares, duración 1 s) , recocidas a 121°C durante 30 minutos, no resisten un ensayo de tracción realizado a 23°C y 500 cm/min. (rotura de la soldadura sin alargamiento plástico de la muestra) .
Ejemplo 2 . Película de varias capas Una pieza extruida de 1.5 mm de espesor y 45 cm de ancho, compuesta por una capa principal del polipropileno homopolímero ELTEX P HL-402 anteriormente descrito y una capa de cierre de un copolímero de etileno-propileno (de proporciones en peso 3.3/96.7) ELTEX KS 413 (Tc = 95°C, Tf = 137°C) es extruida por medio de una hilera plana de extrusión conjunta de varios canales (temperatura 230°C) alimentada por dos extrusoras de un solo tornillo (cuyas temperaturas de los forros aumentan progresivamente de 160 a 230°C) a una temperatura de la materia de 235°C. A continuación, de modo semejante al del ejemplo 1, está pieza extruida es estirada 200% y después depositada sobre un cilindro acondicionado a 130°C, que gira a una velocidad periférica de 2.5 m/min., con el que permanece en contacto durante 10 s . Seguidamente la pieza extruida es estirada por un factor 3 gracias a la tracción ejercida mediante el cilindro siguiente, mantenido igualmente a 130°C pero que gira a una velocidad periférica de 7.5 m/min. La pieza extruida permanece sobre este cilindro y queda en relajación durante aproximadamente 2 segundos (o bien sobre una longitud de aproximadamente 25 cm) . A continuación es todavía estirado, templado y bobinado como en el ejemplo 1. Su espesor final es 200 µm (del cual la capa de cierre representa 20 µm) . La película obtenida de este modo presenta una turbidez de 2.9%, una brillantez de 74% y una transparencia total con respecto al aire de 71% (medidos según las normas anteriormente citadas) . Las soldaduras realizadas y recocidas como en el ejemplo 1 resisten esta vez al mismo ensayo de tracción (alargamiento plástico de la muestra fuera de la soldadura, sin rotura de la soldadura) .
E emplo 3 Película monocapa a base de copolímero Una pieza extruida de aproximadamente 1.5 mm de espesor y 60 cm de ancho, constituida por un copolímero de etilenopropileno (de proporciones en peso 2.7/97.3) ELTEX P KL 104 (Tc = 95°C; Tf = 145°C; x0 1 0.5 S (antes de estiramiento) es extruido por medio de una extrusora de un solo tornillo provista de una hilera plana, a una temperatura de 220°C. Esta pieza extruida es estirada 200% a la salida i'H'>..7'>7MX de la hilera y depositada a continuación sobre un cilindro acondicionado a 125°C, por circulación de agua y cuya velocidad periférica es 5 m/min. La pieza extruida, que posee entonces un espesor de aproximadamente 700 µm, permanece en contacto con este cilindro durante 4.5 s. Seguidamente es estira por un factor 3 bajo el efecto del cilindro siguiente, igualmente acondicionado a 125°C pero que gira a una velocidad periférica de 15 m/minuto. La pieza extruida permanece en contacto con este cilindro y se relaja durante aproximadamente 1 s (o sea sobre una longitud de aproximadamente 25 cm) , antes de ser templada en un baño de agua a 10°C y bobinada a una velocidad de 17 m/min. La película obtenida de este modo presenta una turbidez de 1.3%, una brillantez de 91% y una transparencia total con respecto al aire de 60% (medidas según las normas antes citadas) . La tabla que sigue resume las principales condiciones operatorias de los diferentes ejemplos, así como las propiedades de las películas obtenidas. p -) •>. / ' i i v> /''/ •:

Claims (10)

  1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES .- 1. Un procedimiento de empleo de una materia termoplástica semicristalina, que comprende sucesivamente las etapas siguientes: (1) una pieza extruida de materia termoplástica semicristalina en fusión se enfría a una temperatura T? superior a la temperatura de cristalización de la materia termoplástica (Tc) e inferior a Tf+5°C, Tf designa la temperatura de fusión de la materia termoplástica ,- (2) seguidamente la pieza extruida se estira en estado fundido ,- (3) seguidamente se deja relajar la pieza extruida, a una temperatura T3 comprendida entre Tc y Tf, durante un periodo de tiempo al menos igual al tiempo medio de relajación (x3) de la materia termoplástica a la temperatura de relajación y después del estiramiento; (4) seguidamente la pieza extruida se templa a una temperatura T4 inferior a Tc.
  2. 2. Un procedimiento según la reivindicación l, que comprende además, con anterioridad a la etapa de i ! IS.'/'iVMX relajación (3) , una etapa de granulación de la pieza extruida en la «que esta última se aprieta entre dos cilindros metálicos .
  3. 3. Un procedimiento se<gún una de las reivindicaciones anteriores, en el «que el grado de estiramiento durante la etapa (2) es al menos 200%.
  4. 4. Un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, aplicado a la fabricación de un artículo plano.
  5. 5. Una película constituida esencialmente por al menos un homopolímero de propileno, de un espesor de 100 a 250 µm, que presenta una contracción en caliente de a lo sumo 20%, una turbidez inferior o igual a 3% y una transparencia total con respecto al aire superior a 70%, susceptible de ser fabricada por medio del procedimiento según la reivindicación 4.
  6. 6. Una película según la reivindicación anterior, exenta de aditivos de nucleación.
  7. 7. Un procedimiento según la reivindicación 4, aplicado a la fabricación de una película de varias capas, donde la pieza extruida comprende al menos dos capas, una de las cuales forma la capa principal (A) de la película y otra capa, exterior, es una capa de cierre (B) de espesor inferior al de la capa principal (A) cuya materia termoplástica constitutiva presenta una temperatura de fusión inferior, y i i G>.7""7MX un índice de fluidez en estado fundido al menos 2 veces superior a los de la materia termoplástica constitutiva de la capa principal (A) .
  8. 8. Un procedimiento según la reivindicación 4, aplicado a la fabricación de una película de varias capas, que comprende además una etapa de extrusión-estratificación o de laminación, posterior a la etapa de temple (4) , por la que se proporciona a la película obtenida (A) una capa de cierre (B) cuya materia termoplástica constitutiva presenta una temperatura de fusión inferior, y un índice de fluidez en estado fundido al menos 2 veces superior a los de la materia termoplástica constitutiva de (A) .
  9. 9. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 7 u 8, en el que la materia termoplástica constitutiva de la capa de cierre (B) comprende al menos un copolímero de a-olefinas.
  10. 10. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 9, en el «que la materia termoplástica constitutiva de la capa principal (A) y/o la materia termoplástica constitutiva de la capa de cierre (B) comprenden al menos un copolímero compatible con su o sus otros constituyentes, y que sea apto para aumentar la flexibilidad de esta capa (B) . I I !1) /'-7MX
MXPA/A/1997/007411A 1996-09-30 1997-09-29 Procedimiento de empleo de una materia termoplástica semicristalina MXPA97007411A (es)

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BE9600819A BE1010654A3 (fr) 1996-09-30 1996-09-30 Procede de mise en oeuvre d'une matiere thermoplastique semi-cristalline.
BE09600819 1996-09-30

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