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ES2995043T3 - Co-extruded multilayer structure and method for obtaining thereof - Google Patents

Co-extruded multilayer structure and method for obtaining thereof Download PDF

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ES2995043T3
ES2995043T3 ES19794867T ES19794867T ES2995043T3 ES 2995043 T3 ES2995043 T3 ES 2995043T3 ES 19794867 T ES19794867 T ES 19794867T ES 19794867 T ES19794867 T ES 19794867T ES 2995043 T3 ES2995043 T3 ES 2995043T3
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ES
Spain
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polymer
multilayer structure
coextruded multilayer
extrusion
extensional
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ES19794867T
Other languages
English (en)
Inventor
Beceiro Alberto Campos
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Kloner SL
Original Assignee
Kloner SL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Kloner SL filed Critical Kloner SL
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Abstract

La presente invención se refiere a una nueva estructura multicapa coextruida que posee una relación de estiramiento superior a la relación crítica de estiramiento de cada una de las capas poliméricas, extruidas individualmente. La presente invención también se refiere a un método para obtener la estructura multicapa coextruida. La estructura multicapa coextruida obtenible mediante el método descrito en este documento permite preparar películas, filamentos o telas no tejidas hiladas por fusión de bajo peso a alta velocidad utilizando equipos de extrusión convencionales. La estructura multicapa coextruida es especialmente adecuada como láminas posteriores de pañales o recubrimientos de envases flexibles. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCION
Estructura multicapa coextruida y método para obtener la misma
Campo de la Invención
[0001] La presente invención se enmarca en el campo de la extrusión, en particular, en la extrusión de polímeros en estado fundido. La presente invención se refiere a una nueva estructura multicapa coextruida, así como a un método para obtener la estructura multicapa coextruida.
[0002] La presente invención se refiere además a la estructura multicapa coextruida para uso como revestimiento. El revestimiento puede ser una lámina posterior de pañal o un revestimiento de empaque flexible.
Antecedentes de la Invención
[0003] Los procesos de extrusión de polímeros como la extrusión de película fundida, el recubrimiento por extrusión, la película soplada, la extrusión de perfil o el hilado de filamentos, están sometidos a serias limitaciones tanto en velocidad como en la reducción de espesor de la película o del diámetro del filamento debido a las inestabilidades del proceso relacionadas con la velocidad de extrusión y el estiraje.
[0004] Las limitaciones de la velocidad de extrusión están relacionadas con las inestabilidades del flujo de cizallamiento. La tensión de cizallamiento crítica conduce a inconvenientes conocidos como la formación de piel rugosa o de labios pegajosos y, finalmente, la rotura de la masa fundida. En condiciones de flujo de cizallamiento, la limitación de la velocidad de extrusión está causada por la tensión de cizallamiento en la abertura de matriz; además, la propia reología del polímero, la presencia de lubricantes y las condiciones del proceso, la tensión de cizallamiento depende en gran medida del área de la sección de la abertura de matriz y de la velocidad de la masa fundida en la salida de la matriz o en el capilar de la hilera.
[0005] Las limitaciones de la reducción en el estiraje están relacionadas con las inestabilidades del flujo extensional. Estas inestabilidades son inconvenientes bien conocidos, resonancia de estiramiento de la masa fundida y fractura grave de la masa fundida. El comportamiento del flujo extensional de un polímero en estado fundido depende de su viscosidad extensional.
[0006] Podemos definir la relación de estiramiento como la relación adimensional entre el área de la sección de la abertura de matriz de extrusión y el área de la sección de la película final, dividida por la velocidad de soplado en el caso de película soplada o el área de la sección capilar de la hilera y la relación de la sección del filamento final en el caso del hilado de filamento. La relación de estiramiento también se puede definir como la relación entre la velocidad de la posición de despegue final y la velocidad de salida de la matriz.
[0007] Bajo flujo extensional, el comportamiento del polímero en estado fundido difiere dramáticamente del de aquel bajo flujo de corte debido a la naturaleza de las tensiones relacionadas con las interacciones de las cadenas moleculares bajo deformación.
[0008] La extrusión de polímeros en estado fundido está dominada principalmente por su comportamiento de flujo extensional y no por su comportamiento de flujo de corte, por lo tanto, las inestabilidades de la masa fundida en la extrusión están relacionadas principalmente con el comportamiento extensional de la masa fundida.
[0009] El comportamiento del flujo extensional de un polímero en estado fundido depende de su viscosidad extensional y la viscosidad extensional X (también conocida como viscosidad deextensión, tensión, tracciónoestiramiento)se define por la relación de tensión extensional y velocidad extensional: X= a/(ds/dt)donde eres la tensión extensional yees la deformación de extensión o relación de reducción definida como la relación entre el aumento de longitud respecto a la longitud inicial: Ae=Al/b;y para la deformación instantánea: d<r =dl/l.En condiciones de flujo en estado estacionario e es constante.
[0010] Debido a las limitaciones experimentales y físicas, es difícil lograr condiciones de estado estacionario en las mediciones de viscosidad extensional; en cambio, en general tenemos un gráfico de datos transitorios que muestra la evolución de la viscosidad extensional a lo largo del tiempo para diferentes velocidades de deformación.
[0011] En la técnica se encuentran disponibles reómetros extensionales comerciales basados en la velocidad constante o variable de un polímero fundido. Los dispositivos para mediciones extensionales que utilizan reómetros de cizallamiento también son muy comunes. Véase, por ejemplo,"Polymer Melt Rheology and the Rheotens Test'von Anka Bernnat, Institut f ur Kunststofftechnologie, Universidad de Stuttgart, 2001. El experimento Rheotens es un experimento de hilado de fibras cuasi-isotérmico. Un polímero en estado fundido precortado en una matriz capilar se estira bajo la acción de una fuerza de estiramiento constante hasta la ruptura del filamento. El experimento da como resultado un diagrama de extensión que describe el comportamiento de elongación de un polímero en estado fundido y, por lo tanto, es relevante para muchos procesos de polímeros como el moldeo por soplado, el soplado de película y el hilado de fibras. Además, se puede calcular la tensión de ruptura de una masa fundida de polímero, que es de importancia para estas aplicaciones industriales. En general, la resistencia de la masa fundida y la capacidad de estirado dependen de las propiedades del material de la masa fundida y de las condiciones de procesamiento del experimento. La existencia de curvas maestras Rheotens permite separar las propiedades de la masa fundida de polímero de las condiciones de procesamiento y, por lo tanto, simplifica la descripción del comportamiento de elongación bajo deformación por fuerza constante. La curva maestra de Rheotens refleja diferencias estructurales de masas fundidas de polímero.
[0012] Como ejemplo para determinar la viscosidad extensional de un polímero, véase“Determinaron of elongational viscosity of polymer melts by RME and Rheotens experiments”por Manfred H. Wagner, Rheol Acta (2002) 41: 316-325, DOI 10.1007/s00397-002-0228-0, que se adjunta al presente documento.
[0013] Se pueden observar tres tipos de comportamiento de flujo elongacional puro:
1. La viscosidad extensional es independiente de la tensión de tracción elongacional, estos materiales se denominan materialesTroutonianosy la viscosidad a menudo se denominaviscosidad Troutoniana.
2. La viscosidad extensional aumenta permanentemente con la tensión de tracción. Este comportamiento se conoce comorigidez por tensión, engrosamiento por deformación, engrosamiento extensional o engrosamiento elongacional.Es el análogo a la dilatación en el flujo de cizallamiento.
3. La viscosidad extensional alcanza un valor máximo y luego disminuye con la tensión de tracción. Este comportamiento se conoce como adelgazamiento por tensión, adelgazamiento por deformación, adelgazamiento por extensión o adelgazamiento por elongación. Es el análogo a la pseudoplasticidad o al adelgazamiento por cizallamiento.
[0014] Los materialesTroutonianos,es decir, la viscosidad extensional es más o menos independiente del caudal. Esto incluye el polimetilmetacrilato (PMMA), el poliestireno (PS), el tereftalato de polietileno (PETE), el policarbonato (PC) y la polisulfona (PES), así como todos los fluidos newtonianos.
[0015] Se ha observado engrosamiento extensional para estructuras poliméricas de ramificacón larga como polietileno de baja densidad (LDPE), polipropileno de alta resistencia en estado fundido (HMSPP), etilvinilacetato (EVA).
[0016] Los polímeros lineales de ramificación corta, como el polietileno de alta densidad (HDPE) y el polipropileno (PP), presentan un adelgazamiento extensional cuando se exponen al flujo extensional. Por lo tanto, dependiendo del comportamiento de la viscosidad extensional de las masas fundidas de polímero, los inconvenientes de inestabilidad mencionados anteriormente bajo el flujo extensional son:
1. Resonancia de estiramiento en estado fundido
2. Fractura grave en estado fundido
Resonancia de estiramiento en estado fundido
[0017] Este fenómeno fue descrito por primera vez por Christensen (1962) en una discusión sobre el recubrimiento por extrusión con polipropileno como resonancia de sobretensión o de extracción y luego, entre una multitud de otros trabajos, la patente de Kurt et al. US 4339507 y de Luchessi et al. US4486377 describen la resonancia de estiramiento como una oscilación, variación o pulsación aleatoria o periódica sostenida de la masa fundida de polímero con respecto a la velocidad y el área de la sección transversal de un proceso de estiramiento de la masa fundida que ocurre entre la matriz y la posición de despegue cuando las condiciones límite son una velocidad fija en la salida de la matriz y una velocidad fija en la posición de despegue. La resonancia de estiramiento ocurre para masas fundidas de polímero con adelgazamiento extensional cuando la relación de estiramiento excede el valor crítico específico del polímero de la velocidad de despegue. La resonancia de estiramiento es la inestabilidad del flujo de masa fundida bajo condiciones de flujo extensional que se manifiesta como irregularidades en las dimensiones finales de la película o fibra. Un estiramiento adicional por encima del valor crítico provoca la rotura de la masa fundida.
[0018] Los polímeros de adelgazamiento extensional muestran resonancia de estiramiento en su relación crítica de estiramiento.
[0019] Los polímeros lineales o ramificados de cadena corta muestran un comportamiento de adelgazamiento extensional. Algunos ejemplos comunes son el polietileno lineal de baja densidad, el polietileno de alta densidad, los homo y copolímeros de polipropileno, los poliuretanos termoplásticos, los copolímeros de poliéter-éster, las poliamidas lineales, los copolímeros de poliamida-éter o los polímeros de ácido poliláctico.
[0020] Las relaciones críticas de estiramiento para los polímeros de adelgazamiento extensional comerciales comunes se sitúan entre 20 y 40.
Fractura grave en estado fundido
[0021] En condiciones de flujo extensional, el engrosamiento extensional y los polímeros Troutonianos en estado fundido muestran una fractura repentina grave en estado fundido en su relación crítica de estiramiento. La fractura grave en estado fundido se produce en una relación crítica de estiramiento específico para cada polímero y depende en gran medida de la tensión local, la distribución de defectos, el tamaño de las grietas y el crecimiento de las grietas. En polímeros fundidos altamente enmarañados, la fuerza que atrae a una molécula individual hacia sus vecinas es muy grande debido a la enorme longitud de las moléculas. Además, cuando se deforman, las moléculas poliméricas se orientan y a menudo se estiran dependiendo del campo de deformación. La anisotropía inducida da lugar a grandes diferencias en las tensiones normales y, luego, a inhomogeneidades del material que dependen de estas diferencias de tensión.
[0022] Los polímeros que tienen una estructura de cadenas largas ramificadas tienden a mostrar un comportamiento de engrosamiento extensional. Los ejemplos pueden ser el polietileno de baja densidad y sus copolímeros como el acetato o acrilato de etileno y vinilo o el poliestireno; elastómeros y plastómeros de poliolefina; polipropileno de alta resistencia en estado fundido; polietileno lineal de baja densidad parcialmente reticulado con peróxidos; ionómeros; copolímeros de ácido acrílico o metacrílico; o poliésteres ramificados de cadena extendida, polímeros de ácido poliláctico y poliamidas.
[0023] Los polímeros que muestran un comportamiento de engrosamiento extensional en condiciones de flujo extensional normalmente tienen una relación crítica de estiramiento entre 30 y 80.
[0024] El papel de los defectos o inhomogeneidades del material como sitios de nucleación de cavidades y grietas es esencial para la mecánica de la fractura. Chen et al, "shear fracture of polystyrene melts and solutions- Rheol. Acta 1994” estudió el posible papel de los sitios de nucleación en la ruptura de la masa fundida apoyando la hipótesis de que el crecimiento de una cavidad es esencial para la ruptura. También observaron que la adición de disolvente reduce la tensión crítica para la fractura. Concluyeron que el tamaño de la falla es una propiedad intrínseca de una masa fundida de polímero o solución de polímero a una temperatura dada. Kinlock y Young también han observado un tamaño de falla intrínseco "Fracture behavior of polymers - Nueva York Elsevier 1983” para explicar el fracaso de los cauchos y polímeros vítreos.
[0025] US 5688457 explica el efecto de nitruro de boro en la extrusión de fluoropolímeros y poliolefinas. Las partículas de nitruro de boro proporcionan muchos sitios de nucleación para muchas grietas muy pequeñas, aliviando así las tensiones que causan rupturas a gran escala antes de alcanzar el valor crítico.
[0026] Es una conclusión común que la fractura grave de la masa fundida ocurre en una relación crítica de estiramiento específica para cada polímero y depende en gran medida de la tensión local, la distribución de fallas, el tamaño de la grieta y el crecimiento de la grieta.
[0027] El desarrollo más preciso para predecir el comportamiento extensional de los polímeros fundidos ha sido desarrollado únicamente para polímeros de etileno por Dow Chemical a través del DRI (índice reológico Dow) presentado en las actas de Antec 1993. El DRI es independiente de la viscosidad de cizallamiento y debe calcularse para cada polímero en particular a través de una regresión no lineal de los datos experimentales utilizando la ecuación general:
DRI = (3,65*106* ^ -
Vo1)/10
[0028] Donde:
<xq>= Tiempo de relajación característico.
ô = Viscosidad de cizallamiento cero
[0029] El índice varía de 0 (polímeros sin ramificación de cadena larga) a 30.
[0030] A pesar de todos estos desarrollos, el comportamiento extensional de una masa fundida de polímero no se puede predecir para un polímero particular y todavía se debe medir con un reómetro de elongación (reometría RME) o mediante un Gottfert Rheotens, que es un aparato común disponible en la técnica para un experto en el campo de la extrusión.
[0031] La inestabilidad de estiramiento también afecta la productividad en los procesos de recubrimiento por extrusión donde el sustrato cubre el rendimiento mecánico requerido del producto, en este caso, se necesita alta velocidad y bajo peso de recubrimiento. Las aberturas de matriz extremadamente estrechas necesarias para obtener los bajos pesos de recubrimiento deseados aumentan sustancialmente la tensión de cizallamiento del polímero, lo que obliga a trabajar la línea de extrusión a baja velocidad a menos que sea capaz de trabajar a relaciones de estiramiento más altas.
[0032] Se han descrito desarrollos significativos ya sea en procesos, equipos o composiciones en estado fundido con el objetivo de mejorar las relaciones críticas de estiramiento de resonancia para polímeros lineales, ya sea mediante dispositivos mecánicos en el equipo de extrusión ver, por ejemplo, US 4668463, US4608221 o US4626574; sobrecalentamiento o enfriamiento rápido por fusión en US4859379 y US4486377; encapsulación de borde de polietileno lineal de baja densidad por polietileno de baja densidad en US 4348346 o encapsulación de ancho completo en “Tensión in multilayer film casting of polymer melts"
[0033] Baigui B. 1998; Degradación de polímeros en US3247290 y US4378451; mezclas fundidas de polietileno lineal de baja densidad con polietileno de baja densidad, US4339507, US5582923, US4780264, US5773155, US5674342, US4339507, US5395471, US7846551 US33836694A y US5863665.
[0034] J.Z Liang en"Melt elongation strength and drawability of LDPE/LLDPE blends”,Instituto de maquinaria para plásticos e ingeniería de plásticos, Universidad de Tecnología Química de Beijing, enseña mejoras en la capacidad de estiramiento en estado fundido para un contenido de LDPE del 60% en mezclas fundidas de LLDPE y LDPE.
[0035] Joo Sung Lee en"Stabilization of film casting by an encapsulation method”,Departamento de Ingeniería Química y Biológica, Centro de Reología Aplicada, Universidad de Corea, febrero de 2003, enseña algunas mejoras en el estrechamiento y estiramiento mediante la encapsulación de los bordes de una masa fundida de HDPE con LDPE en una máquina de recubrimiento por extrusión de película. US5395471 y US5674342 se refieren a composiciones de películas de extrusión con mayores relaciones de estiramiento, menor estrechamiento y mayor resistencia a la resonancia del estiramiento.
[0036] Aunque existe técnica anterior que enseña una mejora en las relaciones críticas de estiramiento en comparación con la relación crítica de estiramiento del comportamiento individual de los componentes, todavía existe la necesidad de proporcionar un método práctico capaz de mejorar sustancialmente la relación crítica de estiramiento en estructuras multicapa en comparación con la relación crítica de estiramiento del comportamiento individual de los polímeros que forman las capas de la multicapa extruida, cuyo método sea adecuado para muchos polímeros de una manera fácil, segura y reproducible.
Breve Descripción de la Invención
[0037] La presente invención se realizó en vista de la técnica anterior descrita anteriormente, y el objeto de la presente invención es proporcionar una estructura multicapa coextruida que tenga una relación crítica de estiramiento mejorada en comparación con la relación crítica de estiramiento de cada uno de los polímeros de las capas presentes en la multicapa, extruidos individualmente. Por lo tanto, la presente invención proporciona una estructura multicapa coextruida que, en condiciones de flujo extensional, es capaz de una mayor elongación o extensión sin que surjan inestabilidades en el flujo de elongación.
[0038] Para resolver el problema planteado por la invención, en un primer aspecto, la presente invención proporciona una estructura multicapa coextruida, comprendiendo la estructura una primera capa compuesta dispuesta sobre una segunda capa compuesta, y comprendiendo además una intercapa dispuesta entre la primera y la segunda capa compuesta,
en donde la primera capa compuesta contiene un primer polímero, la segunda capa compuesta contiene un segundo polímero y la intercapa interactúa química o físicamente con el primer polímero y el segundo polímero, adhiriéndose ambas capas ya sea en estado fundido o después de la solidificación de los polímeros,
en donde el primer polímero y el segundo polímero difieren entre sí en al menos su viscosidad extensional, un polímero mantiene o aumenta su viscosidad extensional en su relación crítica de estiramiento bajo tensión de tracción, y el otro polímero disminuye su viscosidad extensional en su relación crítica de estiramiento bajo tensión de tracción, y en donde la intercapa se puede obtener mediante un método de coextrusión que utiliza una matriz común, en donde la estructura multicapa coextruida es como se define en la reivindicación 1.
[0039] De acuerdo con la presente invención, la estructura multicapa coextruida puede tener una forma plana, tubular o de perfil dependiendo de si se utiliza una matriz plana, una matriz tubular o una matriz de perfil seleccionada como una matriz común en una técnica de extrusión convencional.
[0040] Es decir, los presentes inventores encontraron que la selección de un primero y un segundo polímeros con diferente comportamiento de viscosidad extensional, sujeto a la condición de que en sus relaciones críticas de estiramiento individuales un polímero disminuye su viscosidad extensional y el otro polímero aumenta su viscosidad extensional, da como resultado una estructura multicapa coextruida fundida con un valor de extensión/elongación más alto bajo tensión de tracción.
[0041] En una realización, el primer y/o segundo polímero pueden ser independientemente una mezcla de polímeros.
[0042] De acuerdo con la presente invención, la primera y/o segunda mezcla de polímeros tiene el mismo comportamiento que el primer y/o segundo polímero, respectivamente.
[0043] Por lo tanto, está dentro del alcance de la presente invención reemplazar el primer polímero para una primera mezcla de polímeros y/o reemplazar el segundo polímero para una segunda mezcla de polímeros con la condición de que la mezcla de polímeros tenga el comportamiento del primer y/o segundo polímero remplazados correspondientes.
[0044] En una realización preferida, la estructura multicapa coextruida resultante tiene una relación crítica de estiramiento de 10%, 20%, 50%, 90%, 100% 150%, 200%, 250%, 275% o 300% superior a la relación crítica de estiramiento de cada uno del primer y del segundo polímeros, extruidos individualmente.
[0045] El hecho de que la estructura multicapa coextruida resultante tenga una relación crítica de estiramiento mejorada se basa en un comportamiento diferente de las capas seleccionadas presentes en la estructura multicapa coextruida así formada. En este comportamiento, la capa de adelgazamiento extensional está soportada por la capa de engrosamiento extensional en su relación crítica de estiramiento por resonancia mediante su resistencia a la fusión y, la capa de engrosamiento extensional está soportada por la capa de adelgazamiento extensional en su relación crítica de estiramiento debido al hecho de que las pequeñas grietas que se forman al inicio de la ruptura de la masa fundida no crecen debido al soporte de la capa de adelgazamiento extensional, lo que resulta en la relajación de las tensiones de la capa de engrosamiento extensional en lugar de producir la propagación de ruptura a través de la capa y la rotura completa de esta masa fundida. Como consecuencia, el estiramiento crítico para la fractura grave en estado fundido mejora sustancialmente por la presencia de la capa de adelgazamiento extensional en el conjunto de comportamiento seleccionado de las capas.
[0046] Ventajosamente, el primer aspecto de la presente invención proporciona una estructura multicapa coextruida con espesores menores o diámetros menores, así como pesos menores, lo que hace que la estructura multicapa coextruida sea adecuada como un recubrimiento más delgado y, por lo tanto, de menor peso.
[0047] Los polímeros que disminuyen su viscosidad extensional en su relación crítica de estiramiento bajo tensión de tracción son polímeros cuya estructura es lineal o contiene cadenas ramificadas cortas que cuando se someten a tensión de tracción, sus cadenas moleculares se orientaron más o menos en la dirección de cizallamiento o corte, después las cadenas moleculares se desenredan en cierta medida, lo que disminuye su resistencia al flujo.
[0048] Los polímeros de comportamiento de adelgazamiento extensional se pueden seleccionar sin que sea una lista limitada, de entre: polietileno lineal de baja densidad; polietileno y tereftalato de polibutileno; copolímeros de bloque de poliéter-éster; copolímeros de bloque de poliéter-amida; poliuretanos termoplásticos; homo y copolímeros de polipropileno; polietileno de alta densidad; poliamidas lineales de polietileno de densidad media; polímeros de ácido poliláctico, y sus copolímeros o mezclas y sus mezclas con cargas minerales.
[0049] Los polímeros que aumentan su viscosidad extensional en su relación crítica de estiramiento bajo tensión de tracción son polímeros cuya estructura es de cadena larga ramificada que cuando se someten a tensión de tracción, sus cadenas moleculares se enredan y, por lo tanto, impiden el movimiento relativo entre las cadenas moleculares, lo que aumenta su resistencia al flujo.
[0050] Las masas fundidasde polímeros Troutonianosmuestran una fractura repentina y bruta de la masa fundida en su relación crítica de estiramiento bajo tensión de tracción, por lo que en la presente invención se puede utilizar un polímeroTroutonianocomo un polímero de engrosamiento extensional.
[0051] Los polímeros con comportamiento de engrosamiento extensional o polímerosTroutonianosse pueden seleccionar sin ser una lista limitada de entre: polietileno de baja densidad; copolímeros de acetato y acrilato de etileno y vinilo; poliestireno; plastómeros y elastómeros de poliolefina; polipropileno de alta resistencia a la fusión; polipropileno reticulado con catalizador de peróxido o de zinc (como dymalink 9200 de Cray Valley); polietileno lineal de baja densidad parcialmente reticulado y sus copolímeros; copolímero de ácido de poliolefina; ionómeros; poliamidas ramificadas, polímeros de ácido poliláctico y poliésteres con extensores de cadena; y sus copolímeros o mezclas y sus mezclas con cargas minerales.
[0052] El primer polímero y/o segundo polímero preferibles se selecciona para tener una velocidad de transmisión de vapor de agua igual o superior a 1 g mm/m2 día.
[0053] En una realización, la estructura multicapa coextruida es una película con un espesor tan bajo como 1 ^m.
[0054] En una realización diferente, la estructura multicapa coextruida es un filamento con un diámetro tan bajo como 1 |im.
[0055] En una realización, la estructura multicapa coextruida tiene una velocidad de transmisión de vapor de agua que varía de 1.000-20.000 g/m2 día.
[0056] La estructura multicapa coextruida obtenible por el método descrito en este documento permite preparar películas, filamentos o no-tejidos hilados y fundidos de bajo peso a alta velocidad utilizando equipos de extrusión convencionales.
[0057] El método de coextrusión descrito en este documento se puede seleccionar de cualquiera de los siguientes: extrusión por colada, extrusión de película soplada, recubrimiento por extrusión, laminación por extrusión, extrusión con recubrimiento de cortina, extrusión de perfil, hilado de filamentos o extrusión de material no tejido por hilado en estado fundido.
[0058] En un segundo aspecto, la presente invención proporciona un método capaz de obtener la estructura multicapa coextruida del primer aspecto de la invención.
[0059] Por lo tanto, en un segundo aspecto, la presente invención proporciona un método para obtener una estructura multicapa coextruida, comprendiendo la estructura una primera capa compuesta dispuesta sobre una segunda capa compuesta, y comprendiendo además una intercapa dispuesta entre la primera y la segunda capa compuesta mediante el uso de una técnica de coextrusión convencional con una matriz común, en donde el método es como se define en la reivindicación 12
[0060] Ventajosamente, el método definido en el segundo aspecto de la presente invención permite ahorrar costes en materias primas, ahorrar peso tanto en la manipulación de materias primas que pueden ser de menor tamaño como en los materiales acabados generalmente laminados, y además produce menos materiales de desecho debido a que en mayor o menor grado se evitan inestabilidades de flujo extensional por lo que se genera menor cantidad de polímeros extruidos rechazados.
[0061] La relación crítica de estiramiento de las capas coextruidas fundidas se puede definir como el valor máximo de extensión/elongación bajo tensión de tracción sin que surjan inestabilidades del flujo de elongación.
[0062] En un tercer aspecto, la invención proporciona una estructura multicapa coextruida como se define en el primero y/o segundo aspectos de la invención para su uso como un recubrimiento sobre un sustrato, en donde el sustrato se puede seleccionar del grupo que consiste en un polímero, papel, material textil, material no tejido o película metálica, y en donde el sustrato se recubre con la estructura multicapa coextruida mediante el uso de un método de extrusión convencional seleccionado de recubrimiento por extrusión, extrusión de recubrimiento de cortina, laminación por extrusión, extrusión por colada, extrusión de película soplada, extrusión de perfil, hilado de filamentos y extrusión de material no tejido por hilado en estado fundido.
[0063] La presente invención también se refiere a una lámina posterior de pañal que comprende la estructura multicapa coextruida.
[0064] También se contemplan en el presente documento los recubrimientos de empaque que comprenden la estructura multicapa coextruida definida en la presente invención, tales como bolsas no tejidas o briks de cartón.
[0065] El método descrito en este documento para la obtención de la estructura multicapa coextruida es especialmente adecuado para la producción de películas, filamentos y telas no tejidas hiladas en estado fundido de baso peso y entre 1 y 14 micras de espesor. Por lo tanto, el recubrimiento polimérico obtenido de entre 1 y 14 micras de espesor o diámetro es adecuado para su uso como recubrimiento sobre sustratos seleccionados de celulosa, películas poliméricas, telas no tejidas, metales o textiles.
Breve descripción de las figuras
[0066]
La Figura 1 muestra una sección transversal de la estructura multicapa coextruida obtenida de acuerdo con el ejemplo 1 de la invención que tiene un espesor total de 2,5 ^m y recubierta sobre un sustrato no tejido de polipropileno hilado en estado fundido de 15 g/m2.
La Figura 2 muestra una sección transversal de la estructura multicapa coextruida obtenida de acuerdo con el ejemplo 2 de la invención que tiene un espesor total de 1,5 ^m y recubierta sobre un sustrato no tejido de polipropileno hilado en estado fundido de 15 g/m2.
La figura 3 ilustra una vista esquemática de un equipo de recubrimiento por extrusión convencional. En esta realización, un equipo de recubrimiento por extrusión convencional está provisto de una matriz común (D) de la que sale la estructura multicapa coextruida (1), que luego se estira y se enfría dentro del hueco de aire (A), y, a continuación, se utiliza como recubrimiento de un sustrato (S), y luego el sustrato recubierto se enrolla en un rodillo de enfriamiento (C-R).
La figura 4 ilustra una vista esquemática del equipo de recubrimiento por extrusión convencional mostrado en la figura 3, provisto además de una caja de vacío (V). La caja de vacío (V) aísla la estructura multicapa coextruida fundida (1) del aire ambiente con fines de estabilidad. En esta realización, la estructura multicapa coextruida fundida (1) se enfría en contacto con un rodillo de enfriamiento (C-R). A continuación, la estructura multicapa coextruida (1) se utiliza como recubrimiento de un sustrato (S), y luego el sustrato recubierto se enrolla en un rodillo de enfriamiento (C-R). Descripción detallada de la Invención
[0067] Una buena adhesión de la intercapa con la primera y segunda capas compuestas resulta cuando la intercapa se une a la primera y segunda capas compuestas tanto en estado fundido como posteriormente cuando la estructura multicapa se ha solidificado. La resistencia a la adhesión de la intercapa debe estar, al menos, al nivel de resistencia a la fusión de la capa más fuerte; el nivel de adhesión insuficiente solo podría proporcionar mejoras moderadas en el estiramiento y producir rápidamente inestabilidades interfaciales por delaminación parcial o total de la capa causada por una diferencia significativa en el comportamiento reológico entre capas.
[0068] La intercapa se puede obtener por tres maneras diferentes:
La intercapa se puede formar mediante interacción química entre el primero y el segundo polímeros. En esta realización, el primero y segundo polímeros se seleccionan para ser polímeros compatibles entre ellos, es decir, polímeros que en estado fundido y posteriormente cuando la estructura multicapa se ha solidificado forman conjuntamente una fase continua. Bajo temperaturas de extrusión, tanto el primero como el segundo polímeros forman una matriz de mezcla, por lo tanto, la intercapa se forma durante el método de extrusión, particularmente cuando entran en contacto a temperatura en la matriz común.
La intercapa se puede formar mediante interacción química entre el primero y el segundo polímeros, siempre que la primera capa compuesta y/o la segunda capa compuesta contenga además un material adhesivo dispersado en la misma. Bajo temperaturas de extrusión, el material adhesivo se mezcla con el primer polímero y/o con el segundo polímero. El material adhesivo dispersado en la primera capa compuesta y/o en la segunda capa compuesta mejora la compatibilidad entre el primero y el segundo polímeros. Dependiendo del grado de compatibilidad entre el primero y el segundo polímeros, el material adhesivo se puede agregar en una cantidad que varía de 0,5 a 10% en peso del peso total del polímero cuando el primero y el segundo polímeros tienen una tendencia a mezclarse homogéneamente cuando entran en contacto en estado fundido, o en una cantidad que varía de 10-60% en peso del peso total del polímero cuando el primero y el segundo polímeros no se mezclan homogéneamente cuando entran en contacto en estado fundido.
La intercapa se puede formar mediante interacción física entre el primero y el segundo polímeros. En esta realización, una capa adicional, que es una capa adhesiva, se introduce simultáneamente entre la primera y la segunda capas compuestas a la matriz común. La capa adhesiva puede ser una capa de unión que está hecha de un material adhesivo. Con polímeros no compatibles y diferentes es preferible utilizar esta capa de unión adicional. La capa de unión debe seleccionarse para que tenga propiedades de adhesión fuertes a ambas capas compuestas.
[0069] La capa adhesiva preferible es una capa de unión que está hecha de un material adhesivo.
[0070] En una realización, una película multicapa coextruida se extruye utilizando un equipo de recubrimiento por extrusión, recubrimiento por cortina o laminado por extrusión sobre un sustrato. Es preferible enfriar la película multicapa coextruida a temperatura ambiente antes de poner en contacto con el sustrato para evitar un consumo excesivo de polímero en el cumplimiento de la rugosidad del sustrato.
[0071] La película multicapa coextruida comprende dos capas, una de un polímero con comportamiento de adelgazamiento extensional, que contiene opcionalmente un material adhesivo dispersado en el mismo, y otra de un polímero con comportamiento de engrosamiento extensional, que contiene opcionalmente un material adhesivo dispersado en el mismo. Preferentemente, el mismo material adhesivo también se puede utilizar para unir la película multicapa coextruida al sustrato, evitando así el uso de un segundo material adhesivo para unir el recubrimiento con el sustrato.
[0072] En una realización diferente, la película multicapa coextruida comprende tres capas, una de un polímero con comportamiento de adelgazamiento extensional, otra de un polímero con comportamiento de engrosamiento extensional y la tercera capa de un material adhesivo. Preferentemente, el mismo material adhesivo también se puede utilizar para unir la película multicapa coextruida al sustrato, evitando así el uso de un segundo material adhesivo como una capa para unir el recubrimiento con el sustrato.
[0073] En una realización, la combinación de polímeros y capas puede dar como resultado una relación crítica de estiramiento de 260 en el proceso de extrusión, permitiendo así un espesor total de película por debajo de 3 ^m a una velocidad de despegue del equipo de más de 500 m/min.
[0074] El espesor del recubrimiento de secciones transversales de muestras recubiertas se puede medir con microscopio óptico equipado con una escala de lente.
[0075] Es preferible que la capa de engrosamiento extensional no se ubique en una posición entre la capa adhesiva y los rodillos de equipo para evitar el contacto directo de la capa adhesiva con este rodillo que puede provocar que se enrolle alrededor de él y se detenga el equipo.
[0076] En una realización, el método de recubrimiento por cortina se emplea para recubrir un sustrato (S) con y simultáneamente a medida que se forma la estructura multicapa coextruida (1) (Fig. 3). Cuando el espesor de la cortina de material fundido es inferior a 2 ^m, se ve alterado por los flujos de aire generados alrededor del rodillo de enfriamiento (C-R). Para mejorar la estabilidad de la cortina de material fundido, se puede utilizar una caja de vacío (V) para sostener la cortina de material fundido sobre la superficie del rodillo de enfriamiento (C-R) (fig. 4).
[0077] Las composiciones preferibles para preparar la estructura multicapa coextruida pueden ser:
Composición 1)
Polímero base Polietileno:
[0078] Capa de adelgazamiento extensional: polietileno lineal de baja densidad MFI preferentemente de 2 a 30; espesor de capa de 0,5 a 6 ^m.
[0079] Capa de engrosamiento extensional: polietileno de baja densidad MFI 2 a 30 mezclado con un adhesivo de hidrocarburos, que es totalmente compatible con el polímero mezclado. El adhesivo de hidrocarburos se selecciona preferentemente del grupo de un peso molecular promedio de 600 a 3.000 en una cantidad de 15% a 60% en peso, preferentemente de 20 a 40% en peso del peso total de la capa de engrasamiento extensional; espesor de capa de 0,1 a 6 |im.
Composición 2)
Polímero base Polipropileno:
[0080] Capa de adelgazamiento extensional: Homopolímero o copolímero PP MFI 2 a 30; espesor de capa de 0,5 a 6 |im.
[0081] Capa de engrosamiento extensional: polipropileno de ramificación larga de alta resistencia a la fusión o polipropileno de ramificación larga in situ mediante reticulación, MFI 2 a 30; mezclado con un adhesivo de hidrocarburos, que es totalmente compatible con el polímero base. El adhesivo de hidrocarburo se selecciona preferentemente del grupo de un peso molecular promedio de 1.000 a 3.000 en una proporción de 15% a 60% en peso, preferentemente de 20% a 40% en peso del peso total de la capa de engrosamiento extensional; espesor de 0,1 a 6 |im.
[0082] Esta segunda composición es especialmente adecuada para sustratos recubiertos para la producción de láminas posteriores de pañales no transpirables cuando el sustrato es un recubrimiento de embalaje complejo o no tejido. El sustrato puede ser un papel de celulosa, una capa de metal, especialmente aluminio, o una capa polimérica, y material de embalaje para bolsas cuando el sustrato es un textil y especialmente rafia tejida.
[0083] Las composiciones preferibles para preparar una tela no tejida de polipropileno revestido y transpirable al vapor de agua extruyendo una película multicapa coextruida en un equipo de recubrimiento por extrusión, recubrimiento por cortina o laminación por extrusión sobre un sustrato no tejido de polipropileno pueden ser:
una capa de adelgazamiento extensional, que opcionalmente contiene un material adhesivo dispersado en la misma, seleccionado de un grupo que tiene valores de permeabilidad al vapor de agua medidos con el método ASTM E96B superiores a 1 g mm/m2 día y basados en mecanismos de absorción-desorción (sin porosidad), por ejemplo, pero no exclusivamente: Elastómero de copolímero de bloque de poliéter-éster (comercialmente conocido como Hytrel de Dupont o Arnitel de DSM); copolímeros de bloque de estireno; poliamidas 6 o 6.6; tereftalato de polietileno y polibutileno; copolímeros de bloque de óxido de polietileno; ABS; poliuretanos termoplásticos; amidas de bloque de poliéter (como Pebax de Arkema); biopolímeros como PLA; copolímeros acrílicos; o sus mezclas o copolímeros. Espesor de capa 0,5 a 6 |im.
Y,
Una capa de engrosamiento extensional, que opcionalmente contiene un material adhesivo dispersado en la misma, seleccionado del grupo de:
Copolímeros de polietileno de baja densidad de acrilato de metilo o etilo o copolímeros del mismo tipo modificados con anhídrido o ácido. Espesor de capa 0,1 a 2 ^m.
Un copolímero de ácido acrílico o metacrílico de una poliolefina. Espesor de capa 0,1 a 2 ^m.
Un ionómero. Espesor de capa 0,1 a 2 ^m.
Copolímero de etileno y acetato de vinilo con más de un 18% de contenido de acetato de vinilo mezclado con un adhesivo compatible en una proporción en masa de entre el 20 y el 60% en peso de adhesivo. Espesor de capa 0,1 a 2 |im.
[0084] Esta combinación de polímeros y capas puede alcanzar relaciones críticas de estiramiento superiores a 150 y una transpirabilidad al vapor de agua Mocon ASTM 1249 entre 3.000 y 20.000 g /m2 día.
[0085] En otra realización, los filamentos de poliolefina se extruyen en un equipo de extrusión de filamentos de núcleo/cubierta bicomponente o en un equipo de no tejido hilado en estado fundido con las siguientes composiciones:
Composición 3)
[0086]
Núcleo del filamento: 10% a 90% en peso de la sección de filamento total.
Poliolefina de engrasamiento extensional (polipropileno de alta resistencia a la fusión o polietileno de baja densidad) 40% a 90% en peso; MFI de 2 a 30; adhesivo compatible con hidrocarburos preferentemente con un peso molecular promedio entre 1.000 y 3.000, 10% a 60% en peso.
Cubierta de filamento: 10% a 90% en peso de la sección total del filamento.
[0087] Poliolefina de adelgazamiento extensional Homopolímero o copolímero de polipropileno, o polietileno lineal de baja densidad MFI de 2 a 30.
[0088] Una realización similar se realiza utilizando una extrusión de filamento simple (en lugar del bicomponente) y un polímero de mayor viscosidad en un porcentaje de volumen menor en el núcleo que la viscosidad del polímero y el porcentaje de volumen en la cubierta.
Composición 4)
Composición de filamento:
[0089]
Poliolefina de engrosamiento extensional, polipropileno de alta resistencia en estado fundido o polietileno de baja densidad, MFI de 2 a 10; 10% a 30% del peso total;
Poliolefina de adelgazamiento extensional, polipropileno homo o copolímero o polietileno lineal de baja densidad, MFI 10 a 30; 60% a 85% del peso total; adhesivo compatible de 5% a 10% en peso.
[0090] Con esta composición, en un equipo de extrusión de un solo componente, el porcentaje de volumen menor y el componente de viscosidad mayor van al núcleo y el porcentaje de volumen mayor y el componente de viscosidad menor van a la cubierta, autoestructurando el filamento núcleo-cubierta.
[0091] En otra realización, se extruyeron tres capas simultáneamente para obtener una película multicapa coextruida soplada con una estabilidad de burbuja mejorada en mayor estiramiento.
[0092] En esta realización, la composición de capa comprende:
una capa interna compuesta de: capa de engrosamiento extensional como la mencionada anteriormente, como polietileno de baja densidad o polipropileno de alta resistencia de fusión o polímeros lineales ramificados in situ mediante reticulación del 90% al 50%, mezclado con un adhesivo de hidrocarburos del 10% al 50%; y
una capa externa compuesta de: capa de adelgazamiento extensional como la mencionada anteriormente, como polietileno lineal de baja densidad, homo o copolímeros de polipropileno.
Ejemplos:
[0093]
Ejemplo 1: Ver sección transversal en la figura 1.
Producto: Lámina posterior no transpirable para pañales.
Equipamiento: Máquina de recubrimiento por extrusión de 1,5 m de ancho.
Sustrato: Homopolímero de polipropileno hilado en estado fundido no tejido 15 g/m2.
Estructura de capas: Sustrato A-B
Composición de la capa A: Polímero de adelgazamiento extensional Polietileno lineal de baja densidad Dowlex 2552E MFI 25.
Composición de la capa B (con adhesivo de unión): 75% en peso de Polímero de engrosamiento extensional Polietileno lineal de baja densidad Dow LDPE PG7008 MFI 7, 7; Peso molecular del adhesivo de hidrocarburos 1200 Eastman Regalite R1125, 25% en peso.
Configuración del proceso en ejecución estable:
Temperatura de extrusión de ambas capas 220°C.
Abertura de matriz (caliente) 0,4 mm
Velocidad de salida 400m/min
Hueco de aire: 345 mm
Espesor total de Revestimiento: (fig 1) 2,5
Espesor de la capa A: 1,5 |im.
Espesor de la capa B: 1 ^m
Relación de estiramiento: 160
Ejemplo 2: Ver sección transversal en la figura 2. Mismo producto y composición que el ejemplo 1, pero utilizando una caja de vacío y enfriamiento sobre la superficie del rodillo para fundición (fig. 4).
Velocidad de salida: 550 m/min
Espesor total de Revestimiento (fig 2) 1,5 ^m
Espesor de la capa A: 0,9 ^m
Espesor de la capa B: 0,6 ^m
Relación de estiramiento: 266.
Ejemplo 3:
Producto: Lámina posterior transpirable para pañales.
Mismo equipo que Ejemplo 1.
Sustrato: Homopolímero de polipropileno hilado en estado fundido no tejido 15 g/m2.
Estructura de capas: Sustrato A-B
Composición de la capa A: Polímero de adelgazamiento extensional, copolímero de bloque de poliéter-éster Dupont Hytrel DYM350 NC010 MFI 15.
Composición de la capa B- adhesivo de unión : Polímero de engrosamiento extensional Resina de copolímero de polietileno-acrilato de etileno de baja densidad Dupont Bynel 22E804
Configuración del proceso en ejecución estable.
Temperatura de extrusión de ambas capas: 270°C.
Abertura de matriz (caliente) 0,4 mm.
Caja de vacío (enfriamiento sobre rodillo para fundición).
Espesor total de Revestimiento 3 ^m.
Espesor de la capa A: 2 ^m
Espesor de la capa B de 1 ^m
Velocidad de línea: 550 m/min
Relación de estiramiento: 133.
Transpirabilidad (prueba Mocon ASTM1249): 5.200 g/m2 día
Ejemplo 4:
Producto: Lámina posterior transpirable para pañales.
Mismo equipo que Ejemplo 1.
Sustrato: Homopolímero de polipropileno hilado en estado fundido no tejido 15 g/m2.
Estructura de capas: Sustrato A-B
Composición de la capa A: Polímero de adelgazamiento extensional, poliamida 6 Zytel ST7301 NC010. Composición de la capa B- adhesivo de unión: Polímero de engrosamiento extensional Resina de copolímero de acrilato de etileno modificada con anhídrido de etileno de baja densidad Dupont Bynel 21E830.
Configuración del proceso en ejecución estable.
Temperatura de extrusión de ambas capas: 265°C.
Abertura de matriz(caliente) 0,4 mm.
Caja de vacío (enfriamiento sobre rodillo para fundición).
Espesor total de Revestimiento 2,5 ^m.
Espesor de la capa A: 1,5 ^m
Espesor de la capa B de 1 ^m
Velocidad de línea: 550 m/min
Relación de estiramiento: 160.
Transpirabilidad (prueba Mocon ASTM1249): 4.200 g/m2 día
Ejemplo 5:
Producto: Rafia recubierta de PP para bolsas.
Mismo equipo que Ejemplo 1.
Sustrato: rafia PP tejida 220 g/m2
Estructura de capas: Sustrato A-B
Composición de la capa A: Polímero de adelgazamiento extensional, homopolímero de polipropileno Repsol Isplen PP086Y3E MFI 25.
Composición de la capa B: 89,5% en peso de polímero de engrasamiento extensional Repsol Isplen PP086Y3E MFI 25; reticulado con 0,5% en peso de Cray valley Dymalink 9200 y 10% en peso de adhesivo Eastman Regalite R1125.
Configuración del proceso en ejecución estable:
Temperatura de extrusión de ambas capas: 260°C.
Abertura de matriz (caliente) 0,4 mm.
Hueco de aire 400 mm.
Espesor total de Revestimiento 3 ^m.
Espesor de la capa A: de 2 ^m
Espesor de capa B: 1 ^m
Velocidad de línea: 550 m/min
Relación de estiramiento: 133.
Producto: No tejido de PP hilado en estado fundido
Equipamiento: Maquina Reicofil bicomponente hilado en estado fundido.
Estructura de capas: núcleo/filamento de cubierta A/B
Núcleo de capa A: 90% en peso de polipropileno de alta resistencia a la fusión Daploy WS420 HMS MFI 22+ 10% en peso de adhesivo Eastman Plastolyn R1140.
Cubierta de capa B: Homopolímero de polipropileno Repsol Isplen PP086Y3E MFI 25.
Configuración del proceso en ejecución estable:
Temperatura de extrusión: 260°C
Diámetro del capilar de la cubierta de la hilera: 0,6 mm
Diámetro del capilar del núcleo de la hilera: 0,3 mm
Velocidad de línea 300m/min
Denier del filamento resultante: 0,35
Relación de estiramiento: 105

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Estructura multicapa coextruida que tiene una relación crítica de estiramiento por extrusión mejorada en comparación con la relación crítica de estiramiento por extrusión de cada uno de los polímeros de las capas presentes en la multicapa extruidos individualmente, comprendiendo la estructura una primera capa compuesta colocada sobre una segunda capa compuesta, y que comprende además una intercapa colocada entre la primera y la segunda capa compuesta,
en donde la primera capa compuesta contiene un primer polímero, la segunda capa compuesta contiene un segundo polímero y la intercapa interactúa química o físicamente con el primer polímero y el segundo polímero, en donde el primer polímero y el segundo polímero difieren entre sí en al menos su viscosidad extensional, un polímero que aumenta su viscosidad extensional en su misma relación crítica de estiramiento bajo tensión de tracción y el otro polímero que disminuye su viscosidad extensional en su misma relación crítica de estiramiento bajo tensión de tracción, definiéndose la viscosidad extensional como la relación entre tensión extensional y velocidad extensional en una técnica de extrusión convencional,
y en donde la intercapa se puede obtener mediante un método de extrusión que utiliza una matriz común, comprendiendo el método las siguientes etapas:
- alimentar la primera y la segunda capa compuesta a la matriz común bajo temperatura a fin de coextruir las capas en estado fundido simultáneamente, la intercapa se forma mediante interacción química entre el primer y el segundo polímero, u opcionalmente la intercapa se forma mediante interacción física entre el primer y el segundo polímero si una tercera capa adhesiva se alimenta simultáneamente entre la primera y la segunda capa compuesta a la matriz común, donde la estructura multicapa coextruida comprende: o bien dos capas, una de un polímero que disminuye su viscosidad extensional, opcionalmente conteniendo un material adhesivo dispersado en el mismo, y otra capa de un polímero que aumenta su viscosidad extensional, opcionalmente conteniendo un material adhesivo dispersado en el mismo; o bien tres capas, una capa de un polímero que disminuye su viscosidad extensional, otra capa de un polímero que aumenta su viscosidad extensional, y la tercera capa de un material adhesivo dispuesta entre la primera y la segunda capas compuestas,
- después de que las capas coextruidas salen de la matriz, estirar las capas coextruidas en estado fundido bajo tensión de tracción, por lo que la estructura multicapa coextruida resultante tiene una relación de estiramiento que es mayor que la relación crítica de estiramiento de cada uno del primero y del segundo polímero, extruidos individualmente, disminuyendo así el área de sección transversal de la estructura multicapa coextruida a un valor inferior,
- enfriar la estructura multicapa coextruida a temperatura ambiente, y
- opcionalmente, realizar las etapas de estiramiento y enfriamiento aislando la estructura multicapa coextruida del aire ambiente.
2. Estructura multicapa coextruida de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los polímeros que disminuyen su viscosidad extensional son polímeros cuya estructura molecular es lineal o contiene cadenas ramificadas cortas, y se seleccionan entre polietileno de baja densidad lineal; polietileno y tereftalato de polibutileno; copolímeros en bloque de poliéter-éster; copolímeros en bloque de poliéter-amida; poliuretanos termoplásticos; homo y copolímeros de polipropileno; polietileno de alta densidad; poliamidas lineales de polietileno de densidad media; polímeros de ácido poliláctico, y sus copolímeros o mezclas y sus mezclas con agentes de relleno minerales.
3. Estructura multicapa coextruida de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde los polímeros que aumentan su viscosidad extensional son polímeros cuya estructura molecular es de cadenas ramificadas largas, y se seleccionan entre polietileno de baja densidad; copolímeros de etileno-acetato de vinilo y acrilato; poliestireno; plastómeros y elastómeros de poliolefina; polipropileno de alta resistencia a la fusión; polipropileno reticulado con catalizador de peróxido o zinc; polietileno de baja densidad lineal parcialmente reticulado y sus copolímeros; copolímero de poliolefina-ácido; ionómeros; poliamidas ramificadas, polímeros de ácido poliláctico y poliésteres con extensores de cadena; y sus copolímeros o mezclas y sus mezclas con agentes de relleno minerales.
4. Estructura multicapa coextruida de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la primera capa compuesta y/o la segunda capa compuesta contiene el material adhesivo dispersado en el primer polímero y/o en el segundo polímero, respectivamente, y donde el material adhesivo está presente en una concentración que varía de 0,5 a 10% en peso cuando el primer y el segundo polímeros tienen una tendencia a mezclarse homogéneamente cuando entran en contacto en un estado fundido, o en una concentración que varía de 10-60% en peso cuando el primer y el segundo polímeros no se mezclan homogéneamente cuando entran en contacto en un estado fundido.
5. Estructura multicapa coextruida de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde al menos uno del primer polímero y el segundo polímero tiene una velocidad de transmisión de vapor de agua igual o superior a 1 g mm/m2 día, medida de acuerdo con ASTM E96B.
6. Estructura multicapa coextruida de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene una velocidad de transmisión de vapor de agua que varía de 1.000-20.000 g/m2 día, medida de acuerdo con ASTM1249.
7. Estructura multicapa coextruida de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la estructura multicapa coextruida es una película con un espesor tan bajo como 1 |jm.
8. Estructura multicapa coextruida de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la estructura multicapa coextruida es un filamento con un diámetro tan bajo como 1 jm .
9. Estructura multicapa coextruida de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la técnica de extrusión incluye extrusión de fundición, extrusión de película soplada, recubrimiento por extrusión, laminación por extrusión, extrusión de recubrimiento por cortina, extrusión de perfil, hilado de filamentos o extrusión no tejida en estado fundido por hilado.
10. Método para obtener una estructura multicapa coextruida, comprendiendo la estructura una primera capa compuesta dispuesta sobre una segunda capa compuesta, y además comprende una intercapa dispuesta entre la primera y la segunda capa compuesta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, mediante el uso de una técnica de extrusión convencional con una matriz común, comprendiendo el método las etapas de:
- seleccionar un primer polímero y un segundo polímero, con la condición de que el primer polímero y el segundo polímero difieran entre sí en al menos su viscosidad extensional, incrementando un polímero su viscosidad extensional en su propia relación crítica de estiramiento bajo tensión de tracción y disminuyendo el otro polímero su viscosidad extensional en su propia relación crítica de estiramiento bajo tensión de tracción, definiéndose la viscosidad extensional como la relación entre la tensión extensional y la velocidad extensional en una técnica de extrusión convencional,
- alimentar la primera y la segunda capa compuesta a la matriz común bajo temperatura a fin de coextruir las capas en estado fundido simultáneamente, la intercapa se forma mediante interacción química entre el primer y el segundo polímero, u opcionalmente la intercapa se forma mediante interacción física entre el primer y el segundo polímero si una tercera capa adhesiva se alimenta simultáneamente entre la primera y la segunda capa compuesta a la matriz común, donde la estructura multicapa coextruida comprende: o bien dos capas, una de un polímero que disminuye su viscosidad extensional, opcionalmente conteniendo un material adhesivo dispersado en el mismo, y otra capa de un polímero que aumenta su viscosidad extensional, opcionalmente conteniendo un material adhesivo dispersado en el mismo; o bien tres capas, una capa de un polímero que disminuye su viscosidad extensional, otra capa de un polímero que aumenta su viscosidad extensional, y la tercera capa de una material adhesivo dispuesta entre la primera y la segunda capas compuestas,
- después de que las capas coextruidas salen de la matriz, estirar las capas coextruidas fundidas bajo tensión de tracción, por lo que la estructura multicapa coextruida resultante tiene una relación de estiramiento que es mayor que la relación crítica de estiramiento de cada uno del primero y del segundo polímero, extruidos individualmente, disminuyendo así el área de sección transversal de la estructura multicapa coextruida a un valor inferior,
- enfriar la estructura multicapa coextruida a temperatura ambiente, y
- opcionalmente, realizar las etapas de estiramiento y enfriamiento aislando la estructura multicapa coextruida del aire ambiente utilizando una caja de vacío.
11. Método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la relación crítica de estiramiento es 10% superior a la relación crítica de estiramiento de cada uno del primer polímero y del segundo polímero, extruidos individualmente.
12. Estructura multicapa coextruida como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para su uso como recubrimiento sobre un sustrato, en donde el sustrato se selecciona del grupo que consiste de un polímero, papel, material textil, material no tejido o película metálica, y donde el sustrato se recubre con la estructura multicapa coextruida mediante el uso de un método de extrusión convencional seleccionado de recubrimiento por extrusión, extrusión de recubrimiento por cortina, laminación por extrusión, extrusión por fundición, extrusión de película soplada, extrusión de perfil, hilado de filamentos y extrusión no tejida en estado fundido por hilado.
13. Lámina posterior de pañal, que comprende la estructura multicapa coextruida definida en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
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