MXPA04010375A

MXPA04010375A - Pelicula plastica laminada transversalmente orientada con capa interior integral.

Info

Publication number: MXPA04010375A
Application number: MXPA04010375A
Authority: MX
Inventors: C E Barnes Christopher
Original assignee: Illinois Tool Works
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2005-04-22
Also published as: BRPI0403976A; CN1611348A; CA2481337A1; US7097895B2; AU2004222746A1; TWI247672B; EP1529634B1; AU2004222746B2; JP2005125786A; CA2481337C; NZ535273A; US20050084662A1; KR20050037943A; TW200524729A; ATE400431T1; EP1529634A3; DE602004014878D1; CN100484751C; EP1529634A2

Abstract

Una laminacion de multiples capas se forma a partir de una capa interior intercalada entre una primera capa plastica orientada y una segunda capa plastica orientada. Las orientaciones de las capas plasticas cruzan a un angulo entre pero no igual a 0 grados y 180 grados una con relacion de la otra. Tambien se describe un metodo para la fabricacion de la laminacion.

Description

PELICULA PLASTICA LAMINADA TRANSVERSALMENTE ORIENTADA CON CAPA INTERIOR INTEGRAL ANTEDECENTES DE LA INVENCION La invención presente se relación con una construcción de una hoja laminada. De manera más particular, la invención presente se relaciona con un material laminado que tiene capas de película plástica transversalmente laminadas. Son conocidos los laminados cruzados de películas monoaxialmente orientadas de polímeros cristalinos que exhiben un sinnúmero de propiedades benéficas, incluyendo la resistencia mejorada a la rasgadura, como se divulga por ejemplo por Rasmussen, patente de los Estados Unidos de América No. 3,322,613, la divulgación de la cual se incorpora aquí por referencia. Una discusión más actual de la formación de películas plásticas de capas múltiples, orientadas o "de corte diagonal", se describe por Barnes y colaboradores, patente de los Estados Unidos de América No. 6,284,344, la divulgación de la cual se incorpora aquí como referencia. A pesar de (as ventajas en la tecnología de la película de múltiples capas, el uso de estas películas como la capa de resistencia en una estructura laminada con cartón están aún caracterizada por características de rasgadura relativamente pobres. En efecto, las características de rasgadura pobres del cartón son impartidas a las capas laminadas de manera cruzada y la rasgadura propaga a través de cada una de las capas. También, al fabricar los productos, los materiales diferentes de estos laminados pueden presentar un número de problemas incluyendo la adhesión pobre de la película a la superficie del cartón, mientras que puede resultar en el desprendimiento y otras características indeseables en el producto laminado terminado.

Por consiguiente, existe una necesidad por un laminado altamente resistente a la rasgadura. Preferiblemente, este laminado se forma utilizando material conocido y métodos de fabricación conocidos.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Una laminación de múltiples capas tiene una capa interior intercalada entre una primera capa plástica orientada y una segunda capa plástica orientada. Las orientaciones de las capas plásticas cruzan en un ángulo entre pero no igual a 0 grados y 180 grados. Preferiblemente, las capas plásticas cruzan a un ángulo de aproximadamente 90 grados. Preferiblemente también, la capa interior es cartón. La laminación integral del cartón como una capa central mejora la resistencia a la rasgadura total del laminado permitiendo que las dos capas externas orientadas actúen virtualmente de manera independiente entre sí. De esta manera, una orientación de laminación y el campo o área de esfuerzos resultante desvía la orientación de laminación y el campo de esfuerzos de la otra capa en la capa de cartón. De manera ventajosa, la estructura es simétrica con la película plástica en las dos superficies, lo cual permite también técnicas de fabricación más fáciles. Este laminado plástico (en las superficies) también ofrece excelente capacidad de impresión y un uso permitido de una variedad de métodos de sellado conocidos para usarse en la fabricación de empaques o paquetes. Estas y otras características y ventajas de la invención presente serán fácilmente aparentes a partir de la descripción detallada siguiente, en conjunción con las reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Los beneficios y ventajas de la invención presente llegarán a ser aparentes de manera más fácil para aquellos con experiencia en la técnica relevante después de revisar la descripción detallada siguiente y los dibujos acompañantes, en donde: La Figura 1 es una vista en perspectiva que muestra las piezas separadas de una laminación de múltiples capas de acuerdo con la invención presente. La Figura 2 es una ilustración esquemática de un proceso ejemplar para fabricar el laminado de múltiples capas.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Mientras que la invención presente es susceptible de incorporarse en varias formas, se muestra ahí en los dibujos y en lo sucesivo será descrita una modalidad actualmente preferida con el entendimiento de que la divulgación presente va a ser considerada una ejemplificación de la invención y no se pretende limitar la invención a la modalidad específica ilustrada. Refiriéndonos ahora a las figuras y en particular a la Figura 1, ahí se muestra una laminación de múltiples capas 10 de acuerdo con los principios de la invención presente. La laminación (o laminado) 10 se forma a partir de una capa interior o substrato 12 que es intercalado entre una primera capa plástica orientada 14 y una segunda capa plástica orientada 16. En un laminado 10 de la presente, la capa interior 12 es cartón. La dirección de la orientación de la primera capa plástica 14 cruza la dirección de orientación de la segunda capa plástica 16 a un ángulo predeterminado a de forma tal que las orientaciones de las capas 14, 16 no son paralelas. Es decir, las orientaciones de las capas plásticas cruzan una a otra a un ángulo a entre, pero no igual a cero grados y 180 grados. Como se observa en la Figura 1 , la orientación de la capa 14 está indicada por las líneas en 18 y la orientación de la capa 16 está indicada por las líneas en 20. Con relación a una dirección de referencia de la capa interior 12 (cuya dirección de referencia está indicada en 22), los ángulos de orientación a14, a16 de las capas 14, 16 pueden variar de entre aproximadamente 20 a 70 grados, y están preferiblemente entre aproximadamente 39 grados y 57 grados. Un ángulo de orientación a a16 muy preferido de cada capa 14, 16 es de aproximadamente 45 grados con relación a la capa interior (o aproximadamente 90 grados una a otra). Las capas plásticas 14, 16 puede estar dispuestas directamente sobre la capa interior 12, o estas pueden ser unidas a la capa interior 12 utilizando una capa de unión 24, 26. En un laminado 10 de la presente, una capa de unión 24, 26 se dispone entre cada capa plástica y la capa interior 12, cuyas capas de unión se forman a partir de un medio de unión, tal como polietileno de baja densidad o similar. Un material preferido para las capas plásticas o externas 14, 16 es un polietileno de alta densidad (HDPE). Otros materiales adecuados incluyen polipropileno o una variedad de otros materiales poliolefínicos y mezclas, mientras que el material sea capaz de ser orientado. Una laminaciónlO típica incluye un papel interior de cartón 12 de punto 12-20 sin recubrir, decolorado, intercalado entre hojas 14, 16 orientadas, cada hoja teniendo un grosor de aproximadamente una milésima de pulgada a aproximadamente 3 milésimas de pulgada. La estructura laminada intercalada 10 combina la resistencia inherente y la resistencia a la rasgadura de una película de laminado cruzado y la capacidad de procesamiento de la máquina del cartón. Estas estructuras laminadas 10 son útiles para la integración en paquetes de alta resistencia, resistentes al hurto por abertura, y otras aplicaciones donde la alta resistencia a la rasgadura ofrece una ventaja sobre las estructuras existentes de cartón. Aquellos expertos en la técnica reconocerán que la orientación de la capa plástica es una característica que es impartida a la película durante la fabricación. Típicamente, un polímero es fundido y extruido en una forma de burbuja a partir de un dado extrusor. La película es enfriada luego, por ejemplo, utilizando un anillo anular de aire (proceso de película soplada). La burbuja enfriada es colapsada para formar una tubería plana la cual es luego estirada. Son las operaciones de extrusión y estirados las que "orientan" la película. Esencialmente, las moléculas del polímero de cadena larga son orientadas o dirigidas como un resultado de los procesos de extrusión y estirado. La tubería plana orientada producida de esta manera luego es cortada de manera diagonal para producir una capa individual de película donde el ángulo de orientación está al ángulo deseado respecto de la dirección de la máquina. Un proceso (indicado generalmente en 28) para fabricar el laminado 10 es ilustrado de manera esquemática en la Figura 2 y es referido como un proceso de laminación por extrusión en tándem. En este proceso, se usan dos estaciones 30, 32 para aplicar las películas del laminado con orientación cruzada 14, 16 (una estación 30 para aplicar la primera película 14 a un lado de la capa interior de cartón 12 y la otra estación 32 para aplicar la segunda película 16 al otro lado de la capa interior de cartón 12). En tal proceso, la aplicación de las películas 14, 16 se lleva a cabo en secuencia. Es decir, la primera capa de película 14 se aplica a la capa interior de cartón 12 en la primera estación 30. Como se ilustra, se puede posicionar un aplicador 34 de un material de unión 24 para aplicar el material de unión o adhesión 24 entre la capa plástica 14 y la capa interior 12 sobre la entrada del rodillo 36. La capa interior 12 con la primera capa 14 unida a ésta luego es transportada hacia la segunda estación 32 en la cual se aplica la segunda capa plástica 16 al ensamble de la capa interior 12 / primera capa 14 tanto en la misma manera como la primera capa 14. Es decir, se coloca un segundo aplicador 38 del material de unión 26 para aplicar el material de unión 26 entre la capa plástica 16 y el ensamble de la capa interior 12 / primera capa 14 en la entrada de un segundo rodillo 40. De manera alterna, las películas 14, 16 puede aplicarse a la capa interior 12 en un proceso de aplicación simultánea. Muestras de materiales diferentes, incluyendo la laminación presente (o material laminado), fueron sometidas a punción y rasgado para determinar la resistencia incrementada de la laminación. Un primer material fue una laminación hecha de acuerdo con la invención presente que tiene (aproximadamente) una capa interior de cartón 12 de unas 15 milésimas de una pulgada (15 mils) con una primera capa plástica orientada 14 en un lado de la capa interior 12 y una segunda capa plástica orientada 16 en el otro lado de la capa interior 12. Las capas plásticas 14, 16 fueron adheridas a la capa interior 12 por capas de unión o enlace 24, 26. Las capas plásticas 14, 16 fueron cada una de HPDE con un grosor de aproximadamente 1.5 milésimas de pulgada y las capas de enlace 24, 26 adiciono un grosor de aproximadamente 0.5 milésimas de pulgada para un grosor total de la laminación de aproximadamente 18.5 milésimas de pulgada. Las capas plásticas 14, 16 fueron orientada a aproximadamente 90 grados una de la otra. Un tercer material incluye los mismos materiales como el laminado ensamblado en una manera diferente. El tercer material incluye una capa interior de cartón (aproximadamente 15 milésimas de pulgada) a la cual se aplicó una primera capa de enlace, una primera capa plástica orientada (capa de HPDE de aproximadamente 1.5 milésimas de pulgada), una segunda capa de enlace y una segunda capa plástica orientada (capa de HPDE de aproximadamente 1.5 milésimas de pulgada). Las capas de enlace totalizan un grosor de aproximadamente 0.5 milésimas de pulgada. Es decir, la tercera capa usó los mismos materiales en la misma cantidad, pero en una construcción diferente (papel - plástico - plástico en lugar del laminado de la invención presente plástico - papel - plástico). De nuevo, las capas plásticas fueron orientadas a aproximadamente 90 grados una de la otra. Los datos por la resistencia a la punción, la resistencia a la rasgadura Elmendorf (en la dirección de la máquina) y la resistencia a la rasgadura por propagación de la punción (PPT) fueron recopilados para cada una de las muestras, como se proporciona en el Cuadro I abajo.

CUADRO 1 - RESISTENCIA A LA PUNCIÓN Y RASGADO DE VARIOS LAMINADOS Y MATERIALES DE BASE Como se puede observar a partir de los resultados de arriba, el material laminado exhibió una resistencia a la falla considerablemente mayor que la materia prima de cartón. Sin embargo, en forma sorprendente, la construcción del laminado presente (plástico - cartón - plástico) exhibió una resistencia a la falla considerablemente mayor que la obtenida por un material laminado formado a partir de los mismos materiales, en los mismos pesos, pero en una construcción diferente. Esto fue un resultado inesperado y sorprendente. También se contempla que las laminaciones de adhesivo podrían ser usadas como una alternativa a la laminación por extrusión. En tal proceso, se anticipa que se utiliza un sistema adhesivo de poliuretano. Sin embargo, también se consideran otros sistemas adhesivos poliméricos. Aquí también, habría probablemente una ventaja para usar un laminador de dos estaciones de forma tal que las dos hojas del material orientado podrían ser aplicadas al cartón interior en una pasada. El equipo de laminación de adhesivo conocido incluye estaciones en las cuales se aplica el adhesivo a uno de los substratos. Se anticipa además que se usa algún arreglo de hornos de secado (si es necesario) para remover los solventes o similares. El substrato recubierto con adhesivo luego puede ser llevado en contacto con una segunda banda de la misma forma de la entrada para conseguir la unión de las dos. Aunque el laminado presente 10 está descrito en detalle como teniendo una capa interior de cartón 12, se anticipa que se pueden usar otros materiales para formar la capa interior o porción del substrato 12 del laminado 10. Por ejemplo, se contempla que se pueden usar como la capa interior 12 las películas de polietileno biaxialmente orientadas (BOPP), las películas de polipropileno orientadas (OPP), las películas de cloruro de polivinilo (PVC), las películas de polietilen tereftalato (PET) y polietilen tereftalato metalizadas (MPET), películas de polietileno y derivados de polietileno, hojas metálicas y nylon, así como cartón corrugado, productos de madera y corroplast. Se debe entender además que el título de esta sección de la presente descripción, es decir, la "Descripción detallada de la Invención", se relaciona con un requerimiento de la Oficina de Patentes de los Estados Unidos de América y no implica, ni debe inferirse para limitar la materia expuesta divulgada en la presente.

En la divulgación presente, las palabras "un" o "una" deben ser consideradas para incluir tanto el singular como el plural. De manera contraria, cualquier referencia a artículos plurales debe, donde sea apropiado, incluir el singular. A partir de lo anterior, se observará que se pueden efectuar numerosas modificaciones y variaciones sin apartarse del espíritu y alcance legítimos de los conceptos novedosos de la invención presente. Se debe entender que no se intenta o deba inferirse una limitación con respecto a las modalidades específicas ilustradas. La divulgación está destinada a proteger mediante las reivindicaciones anexas todas las modificaciones que caen dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una laminación de múltiples capas que comprende: una capa interior intercalada entre una primera capa plástica orientada y una segunda capa plástica orientada, caracterizada en que las orientaciones de las capas plásticas cruzan a un ángulo entre pero no igual a 0 grados y 180 grados una con relación de la otra.

2. La película de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la orientación de la primera capa plástica está a un ángulo seleccionado entre 20 grados y 70 grados con relación a la capa interior y la orientación de la segunda capa plástica, con relación a la capa interior, está a un ángulo que es complementario con el ángulo de la primera capa plástica.

3. La película de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado además porque las capas primera y segunda cruzan a un ángulo de aproximadamente 90 grados una de la otra.

4. La película de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las capas plásticas primera y segunda son poliolefinas.

5. La película de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado además porque la poliolefina es polietileno.

6. La película de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende además un medio de unión dispuesto entre las capas plásticas y la capa interior.

7. La película de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la capa interior es cartón.