BR112018075907B1

BR112018075907B1 - Filme multicamada e embalagem para alimentos

Info

Publication number: BR112018075907B1
Application number: BR112018075907-4A
Authority: BR
Inventors: Jong Young Lee; Yijian Lin; Martin Hill; Mustafa Bilgen
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2022-09-13
Also published as: CN109311291B; MX2018015566A; TW201829191A; WO2018005579A1; BR112018075907A2; CN109311291A; AR108922A1; JP2019521014A; EP3263333A1; EP3478499A1; EP3478499B1; US20200316922A1; JP7065791B2; ES2814378T3

Abstract

A presente invenção fornece filmes multicamada e embalagens formadas a partir de tais filmes. Em um aspecto, um filme multicamada compreende uma camada A, que é uma camada vedante que tem uma superfície facial superior e uma superfície facial inferior, sendo que a camada A compreende (a) um copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila, em que o copolímero tem um índice de fusão (I2) de 2 a 30 g/10 minutos, e sendo que a quantidade total de acrilato de alquila no copolímero é de 5 a 30 por cento em peso com base no peso do copolímero, e (b) um elastômero de poliolefina que tem uma cristalinidade de 30% ou menos e índice de fusão (I2) de 1,0 g/10 minutos ou mais; e uma camada B que tem uma superfície facial superior e uma superfície facial inferior, sendo que a superfície facial superior da camada B está em contato aderente com uma superfície facial inferior da camada A.

Description

CAMPO

[0001] A presente invenção refere-se a filmes multicamada e a embalagens que compreendem tais filmes.

INTRODUÇÃO

[0002] Filmes vedáveis por calor e de fácil abertura são empregados em grande escala para fechar temporariamente recipientes que incluem, por exemplo, produtos alimentícios. Por exemplo, o filme destacável pode vedar a um recipiente rígido, como uma bandeja. Durante o uso, um consumidor retira o filme destacável.

[0003] Os filmes termoadesivos precisam ser capazes de realizar vedação por meio da aplicação de calor. Durante os processos de vedação típicos, a camada de suporte ou de camada de manta entra em contato direto com uma superfície aquecida, como uma mandíbula de vedação. O calor é, assim, transferido através da camada de suporte do filme para fundir a camada vedante interna para formar uma vedação.

[0004] A força necessária para desfazer uma vedação é chamada de “resistência à vedação” ou “resistência à vedação térmica”, que pode ser medida de acordo com ASTM F88. A resistência à vedação desejada varia de acordo com as aplicações específicas do usuário final. Para aplicações de embalagens flexíveis, tais como forros de cereais, embalagens de salgadinhos, tubos de biscoito tipo cracker e forros de mistura de bolo, a resistência à vedação desejada está geralmente na faixa de cerca de 0,17 a 1,60 quilos por centímetro (1 a 9 libras por polegada). Por exemplo, para forros de caixa de cereais de abertura fácil, uma resistência à vedação na faixa de cerca de 0,35 a 0,53 quilos por centímetro (2 a 3 libras por polegada) é comumente especificada, embora os alvos específicos variem de acordo com os requisitos individuais do fabricante. Além da aplicação de embalagens flexíveis, um filme vedável e destacável também pode ser usado em aplicações de embalagens rígidas, como tampas para itens de conveniência (por exemplo, lanches, como pudins) e dispositivos médicos. Embalagens rígidas típicas têm uma resistência à vedação de cerca de 0,17 a 0,89 quilos por centímetro (1 a 5 libras por polegada).

[0005] É também desejável ter uma temperatura de início de vedação a baixa temperatura que auxilie a assegurar velocidades de linha de embalagem rápidas e uma ampla janela de vedação que possa acomodar variabilidade nas condições do processo, tais como pressão e temperatura.

[0006] Um tipo de embalagem para alimentos é formado por meio da vedação de um filme de cobertura com uma folha ou bandeja de tereftalato de polietileno amorfo (APET ou A-PET). Existem duas abordagens típicas para vedação de um filme de cobertura a uma folha ou bandeja A-PET. Em uma abordagem, uma camada vedante à base de polietileno é revestida ou laminada na folha ou bandeja A-PET para facilitar a adesão da folha ou bandeja ao filme de cobertura. Essa abordagem aumenta o custo de fabricação da folha ou bandeja A-PET e inibe a reciclabilidade da folha ou da bandeja. A outra abordagem envolve o uso de tereftalato de polietileno modificado com glicol (PET-G) como camada vedante no filme de cobertura. Essa abordagem resulta na necessidade de uma camada de ligação entre a camada vedante PET-G e o restante do filme de cobertura e requer tempo de secagem para a resina PET- G, o que aumenta os custos e a dificuldade de fabricação do filme de cobertura.

[0007] Permanece a necessidade de novas abordagens para vedar filmes de cobertura com folhas e bandejas A-PET, e folhas e bandejas formadas a partir de materiais similares, que proporcionam propriedades de vedação desejáveis. SUMÁRIO

[0008] A presente invenção fornece filmes multicamada que incorporam uma camada vedante que pode ser usada, em algumas aplicações, como um filme de cobertura ou um componente de um filme de cobertura. Por exemplo, em algumas modalidades, um filme multicamada da presente invenção pode fornecer uma camada vedante que facilita a adesão de um filme multicamada de cobertura a uma folha ou bandeja A-PET ou a uma folha ou bandeja formada por um material semelhante. Em alguns aspectos, a presente invenção permite, de um modo vantajoso, a reciclagem e reduz os custos de fabricação de folhas e bandejas A-PET para algumas aplicações, fornecendo- se uma camada vedante no filme de cobertura, de tal modo que não seja necessária uma camada vedante na folha ou bandeja A-PET. Além disso, em alguns aspectos, uma camada vedante à base de polietileno no filme multicamada facilita a fabricação do filme de cobertura com o uso de um processo de filme soprado evitando, ao mesmo tempo, as desvantagens da utilização de um vedante do tipo PETG.

[0009] Em um aspecto, a presente invenção fornece um filme multicamada que compreende uma camada A, que é uma camada vedante que tem uma superfície facial superior e uma superfície facial inferior, sendo que a camada A compreende (a) um copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila, em que o copolímero tem um índice de fusão (I2) de 2 a 30 g/10 minutos, e sendo que a quantidade total de acrilato de alquila no copolímero é de 5 a 30 por cento em peso com base no peso do copolímero, e (b) um elastômero de poliolefina que tem uma cristalinidade de 30% ou menos e índice de fusão (I2) de 1,0 g/10 minutos ou mais; e uma camada B que tem uma superfície facial superior e uma superfície facial inferior, sendo que a superfície facial superior da camada B está em contato aderente com uma superfície facial inferior da camada A.

[0010] Em outro aspecto, a presente invenção se refere a uma embalagem para alimentos que compreende qualquer um dos filmes multicamada aqui revelados e um bandeja, em que a superfície facial superior da camada A é vedada em relação a pelo menos uma porção da bandeja.

[0011] Essas e outras modalidades são descritas com mais detalhes na Descrição Detalhada.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0012] Salvo indicação em contrário, é implícito a partir do contexto, ou é habitual na técnica, que todas as partes e porcentagens sejam baseadas em peso, e todos os métodos de teste sejam atuais a partir da data de apresentação desta revelação.

[0013] O termo “composição”, como aqui usado, se refere a uma mistura de materiais que compreende a composição, bem como os produtos de reação e os produtos de decomposição formados a partir dos materiais da composição.

[0014] O termo “polímero” significa um composto preparado polimerizando-se monômeros, sejam do mesmo tipo ou de um tipo diferente. O termo genérico polímero abrange, desse modo, o termo homopolímero (utilizado com referência a polímeros preparados a partir de apenas um tipo de monômero, com o entendimento de que quantidades vestigiais de impurezas podem ser incorporadas à estrutura polimérica), e o termo interpolímero como definido a seguir. Quantidades vestigiais de impurezas (por exemplo, resíduos de catalisador) podem ser incorporadas a e/ou dentro do polímero. Um polímero pode ser um polímero único, uma mistura polimérica ou mescla polimérica.

[0015] O termo “interpolímero”, conforme usado no presente documento, se refere a polímeros preparados pela polimerização de pelo menos dois tipos diferentes de monômeros. O termo genérico interpolímero inclui, assim, copolímeros (empregados com referência a polímeros preparados a partir de dois tipos de monômeros diferentes) e polímeros preparados de mais de dois tipos diferentes de monômeros.

[0016] Os termos “polímero à base de olefina” ou “poliolefina”, conforme usados no presente documento, referem-se a um polímero que compreende, na forma polimerizada, uma quantidade majoritária de monômero olefínico, por exemplo, etileno ou propileno (com base no peso do polímero) e, opcionalmente, pode compreender um ou mais comonômeros.

[0017] “Polipropileno” significa um polímero com mais de 50% em peso de unidades derivadas do monômero de propileno.

[0018] O termo “interpolímero de etileno/α-olefina”, conforme usado no presente documento, se refere a um interpolímero que compreende, na forma polimerizada, uma quantidade majoritária de monômero de etileno (com base no peso do interpolímero) e uma α-olefina.

[0019] O termo “copolímero de etileno/α-olefina”, conforme usado no presente documento, se refere a um copolímero que compreende, na forma polimerizada, uma quantidade majoritária de monômero de etileno (com base no peso do copolímero) e uma α-olefina como os dois únicos tipos de monômero.

[0020] O termo “em contato aderente”, e termos semelhantes, significa que uma superfície facial de uma camada e uma superfície facial de outra camada estão em contato de toque e de ligação entre si, de tal forma que uma camada não possa ser removida da outra camada sem danificar as superfícies entre as camadas (ou seja, as superfícies faciais em contato) de ambas as camadas.

[0021] Os termos “compreender”, “incluir”, “ter”, e seus derivados, não têm a intenção de excluir a presença de qualquer componente, etapa ou procedimento adicional, ainda que o mesmo seja especificamente revelado ou não. A fim de evitar qualquer dúvida, todas as composições reivindicadas por meio do uso do termo “compreender” podem incluir qualquer aditivo, adjuvante ou composto adicional, seja polimérico ou algum outro, salvo indicação em contrário. Em contraste, o termo “que consiste essencialmente em” exclui do escopo de qualquer recitação subsequente, qualquer outro componente, etapa ou procedimento, exceto aqueles que não são essenciais à operabilidade. O termo “que consiste em” exclui qualquer componente, etapa ou procedimento que não esteja especificamente delineado ou listado.

[0022] “Polietileno” ou “polímero à base de etileno” significa polímeros que contêm mais de 50% em peso de unidades derivadas do monômero de etileno. Isto inclui homopolímeros ou copolímeros de polietileno (o que significa unidades derivadas de dois ou mais comonômeros). Formas comuns de polietileno conhecidas na técnica incluem Polietileno de Baixa Densidade (LDPE); Polietileno de Baixa Densidade Linear (LLDPE); Polietileno de Densidade Ultrabaixa (ULDPE); Polietileno de Muito Baixa Densidade (VLDPE); Polietileno Linear de Densidade Baixa catalisado em um só local, incluindo resinas lineares e substancialmente lineares de baixa densidade (m- LLDPE); Polietileno de Média Densidade (MDPE); e Polietileno de Alta Densidade (HDPE). Esses materiais de polietileno são geralmente conhecidos na técnica; no entanto, as seguintes descrições podem ser úteis para entender as diferenças entre algumas dessas diferentes resinas de polietileno.

[0023] O termo “LDPE” também pode ser denominado de “polímero de etileno de alta pressão” ou “polietileno altamente ramificado” e significa que o polímero é parcial ou totalmente homopolimerizado ou copolimerizado em autoclave ou reatores tubulares a pressões acima de 14.500 psi (100 MPa) com o uso de iniciadores de radicais livres, tais como peróxidos (ver, por exemplo, o documento n° US 4.599.392 que está aqui incorporado a título de referência). Resinas de LDPE tipicamente têm uma densidade na faixa de 0,916 a 0,935 g/cm3.

[0024] O termo “LLDPE” inclui tanto a resina feita através do uso de os sistemas de catalisador Ziegler-Natta tradicionais, assim como catalisadores metalocênicos, incluindo, mas sem limitação, catalisadores bis-metaloceno (às vezes chamados de “m-LLDPE”) e catalisadores de geometria restrita e inclui copolímeros ou homopolímeros de polietileno lineares, substancialmente lineares ou heterogêneos. Os LLDPEs contêm menos ramificações de cadeia longa do que os LDPEs e incluem os polímeros de etileno substancialmente lineares que são adicionalmente definidos na Patente n° US 5.272.236, na Patente n° US 5.278.272, na Patente n° US 5.582.923 e na Patente n° US 5.733.155; as composições poliméricas de etileno lineares homogeneamente ramificadas, tais como as da Patente n° US 3.645.992; os polímeros de etileno heterogeneamente ramificados, tais como os preparados de acordo com o processo revelado na Patente n° US 4.076.698; e/ou misturas dos mesmos (tais como os divulgados nos documentos n° US 3.914.342 ou US 5.854.045). Os LLDPEs podem ser feitos através de polimerização em fase gasosa, fase de solução ou suspensão ou qualquer combinação das mesmas, com o uso de qualquer tipo de reator ou configuração de reator conhecido na técnica.

[0025] O termo “MDPE” se refere a polietilenos que têm densidades de 0,926 a 0,935 g/cm3. “MDPE” é tipicamente feito através do uso de catalisadores de cromo ou Ziegler-Natta ou através do uso de catalisadores de um único local incluindo, mas sem limitação, catalisadores de bis-metaloceno e catalisadores de geometria restrita e tipicamente têm uma distribuição de peso molecular (“MWD”) maior que 2,5.

[0026] O termo “HDPE” se refere a polietilenos que possuem densidades superiores a cerca de 0,935 g/cm3, os quais são geralmente preparados com catalisadores de Ziegler-Natta, catalisadores de cromo ou catalisadores de local único incluindo, mas sem limitação, catalisadores de bis-metaloceno e catalisadores de geometria restrita.

[0027] O termo “ULDPE” se refere a polietilenos que têm densidades de 0,880 a 0,912 g/cm3, que são geralmente preparados com catalisadores Ziegler- Natta, catalisadores de cromo ou catalisadores de um único local incluindo, mas sem limitação, catalisadores bis-metaloceno e catalisadores de geometria restrita.

[0028] Em um aspecto, a presente invenção fornece um filme multicamada que compreende uma camada A, que é uma camada vedante que tem uma superfície facial superior e uma superfície facial inferior, sendo que a camada A compreende (a) um copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila, em que o copolímero tem um índice de fusão (I2) de 2 a 30 g/10 minutos, e sendo que a quantidade total de acrilato de alquila no copolímero é de 5 a 30 por cento em peso com base no peso do copolímero, e (b) um elastômero de poliolefina que tem uma cristalinidade de 30% ou menos e índice de fusão (I2) de 1,0 g/10 minutos ou mais; e uma camada B que tem uma superfície facial superior e uma superfície facial inferior, sendo que a superfície facial superior da camada B está em contato aderente com uma superfície facial inferior da camada A.

[0029] Em algumas modalidades, a quantidade total de acrilato de alquila no copolímero é de 15 a 25% em peso com base no peso do copolímero. Deve se entender que o copolímero pode compreender etileno e acrilato de etila em algumas modalidades, etileno e acrilato de metila em algumas modalidades e etileno, acrilato de etila e acrilato de metila em algumas modalidades. Em algumas modalidades, o copolímero compreende etileno e acrilato de etila.

[0030] Em algumas modalidades, o índice de fusão (I2) do copolímero é de 5 a 25 g/10 minutos.

[0031] A camada A, em algumas modalidades, compreende de 40 a 90 por cento em peso do copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila, com base no peso da camada A. Em algumas modalidades, a camada A compreende 50 a 80 por cento em peso do copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila com base no peso da camada A. A camada A, em algumas modalidades, compreende de 60 a 75 por cento em peso do copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila, com base no peso da Camada A.

[0032] Em algumas modalidades, o elastômero de poliolefina compreende um elastômero de polietileno, um elastômero de polipropileno, um elastômero de acetato vinílico de etileno, ou uma combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, em que o elastômero de poliolefina compreende um elastômero de polietileno, o elastômero de polietileno tem uma densidade de 0,853 a 0,890 g/cm3- Em algumas modalidades, o elastômero de poliolefina é um interpolímero de etileno/α-olefina com uma densidade de 0,853 a 0,890 g/cm3'

[0033] O elastômero de poliolefina, em algumas modalidades, tem uma cristalinidade de 25% ou menos' Em algumas modalidades, o elastômero de poliolefina tem uma cristalinidade de 20% ou menos' Em algumas modalidades, o elastômero de poliolefina tem um índice de fusão (I2) de 4,0 g/10 minutos ou mais'

[0034] Em algumas modalidades, a camada A compreende de 10 a 60 por cento em peso do elastômero de poliolefina com base no peso da camada A' A camada A, em algumas modalidades, compreende de 20 a 50 por cento em peso do elastômero de poliolefina com base no peso da camada A' Em algumas modalidades, a camada A compreende de 25 a 40 por cento em peso do elastômero de poliolefina com base no peso da camada A'

[0035] Em algumas modalidades, a camada A compreende pelo menos um polímero adicional além do elastômero de poliolefina e o copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila' Em algumas modalidades, o pelo menos um polímero adicional compreende acetato vinílico de etileno'

[0036] A camada A pode ser tratada com corona em algumas modalidades'

[0037] Em algumas modalidades, a camada B compreende polietileno'

[0038] Em algumas modalidades, um filme multicamada compreende, adicionalmente, pelo menos uma camada adicional, em que a superfície facial superior da camada A é a superfície facial superior do filme. Pelo menos uma camada adicional, em algumas modalidades, compreende tereftalato de polietileno, polipropileno, polietileno, poliamida, etileno-álcool vinílico, policarbonato, poliestireno, poli (metacrilato de metila) ou combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, a camada adicional é laminada à superfície facial inferior da camada B. A camada adicional, em algumas modalidades, é coextrudada com a camada A e a camada B.

[0039] O filme multicamada pode compreender uma combinação de duas ou mais modalidades como aqui descritas.

[0040] Algumas modalidades da presente invenção se referem a embalagens, tais como embalagens para alimentos. Em algumas modalidades, uma embalagem para alimentos da presente invenção compreende um filme multicamada de acordo com qualquer uma das modalidades aqui divulgadas e uma bandeja, em que a superfície facial superior da camada A é vedada em relação a pelo menos uma porção da bandeja. Em algumas modalidades, a bandeja é formada a partir de tereftalato de polietileno amorfo.

[0041] Os filmes monocamada da presente invenção podem compreender uma combinação de duas ou mais modalidades como aqui descrito.

CAMADA VEDANTE

[0042] Os Filmes multicamada da presente invenção compreendem uma primeira camada (camada A) que é uma camada vedante. Como aqui estabelecido, a camada vedante compreende uma mistura de polímeros que fornece uma resistência à vedação desejável quando vedada em relação a uma bandeja formada a partir de tereftalato de polietileno amorfo ou materiais semelhantes. A camada vedante utilizada em filmes multicamada da presente invenção pode proporcionar outras vantagens sobre as abordagens existentes para vedar um filme de cobertura em relação a uma folha ou bandeja A-PET.

[0043] Em uma modalidade, uma camada vedante compreende (a) um copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila, sendo que o copolímero tem um índice de fusão (I2) de 2 a 30 g/10 minutos e em que a quantidade total de acrilato de alquila no copolímero é de 5 a 30 por cento em peso com base no peso do copolímero, e (b) um elastômero de poliolefina que tem uma cristalinidade de 30% ou menos e um índice de fusão (I2) de 1,0 g/10 minutos ou mais.

[0044] O copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila pode ser, por exemplo, um copolímero de acrilato de etileno, copolímero de metacrilato de etileno, ou acrilato de etileno butílico, ou combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, o copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila é acrilato de etila de etileno.

[0045] O copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila tem um teor de acrilato de 5 a 30 por cento em peso com base no peso do copolímero, em algumas modalidades. Em algumas modalidades, o copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila tem um teor de acrilato de 15 a 25 por cento em peso com base no peso do copolímero. Como aqui utilizado, o teor de acrilato de um copolímero de acrilato de alquila de etileno é medido com o uso de ASTM D3594.

[0046] Em algumas modalidades, o índice de fusão (I2) do copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila tem um índice de fusão de 2 g/10 minutos a 30 g/10 minutos. Todos os valores individuais e as subfaixas de 2 g/10 minutos até 30 g/10 minutos são incluídos e revelados no presente documento. Por exemplo, o copolímero compreende etileno e acrilato de alquila que podem ter um índice de fusão a partir de um limite inferior de 2, 3, 4, 5, 10, 13, 15, 20, 22 ou 25 g/10 minutos até um limite superior de 5, 7, 10, 13, 15, 17, 20, 22, 25, 28 ou 30 g/10 minutos. Em um aspecto específico da invenção, o copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila tem um índice de fusão de 5 g/10 minutos a 25 g/10 minutos.

[0047] Em algumas modalidades, o copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila compreende 40 a 90 por cento em peso da camada A, com base no peso da camada A. A camada A, em algumas modalidades, compreende de 50 a 80 por cento em peso do copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila com base no peso da camada A. Em algumas modalidades, o copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila compreende de 60 a 75 por cento em peso da camada A, com base no peso da camada A.

[0048] Os exemplos de copolímeros de etileno de acrilato de alquila comercialmente disponíveis que podem ser utilizados na camada de vedação incluem copolímeros de etileno de acrilato de etila comercialmente disponíveis junto à The Dow Chemical Company sob o nome AMPLIFYTM EA incluindo, por exemplo, AMPLIFYTM EA100, AMPLIFYTM EA101, AMPLIFYTM EA102 e AMPLIFYTM EA103, bem como copolímeros de etileno de acrilato de alquila comercialmente disponíveis junto à DuPont sob o nome de Elvaloy.

[0049] Além do copolímero que compreende etileno e acrilato de alquila, a camada vedante (camada A) também compreende um elastômero de poliolefina que tem uma cristalinidade de 30% ou menos e um índice de fusão (I2) de 1,0 g/10 minutos ou mais.

[0050] O elastômero de poliolefina pode ser um elastômero de polietileno, um elastômero de polipropileno, um elastômero etileno-vinílico ou combinações dos mesmos.

[0051] O elastômero de poliolefina tem uma cristalinidade de 30% ou menos. Em algumas modalidades, o elastômero de poliolefina tem uma cristalinidade de 25% ou menos. O elastômero de poliolefina tem uma cristalinidade de 20% ou menos em algumas modalidades.

[0052] Em algumas modalidades, o elastômero de poliolefina tem um índice de fusão (I2) de 1,0 g/10 minutos ou mais. O elastômero de poliolefina tem um índice de fusão de até 30 g/10 minutos em algumas modalidades. Todos os valores individuais e as subfaixas de 1,0 g/10 minutos até 30 g/10 minutos estão incluídos e revelados no presente documento. Por exemplo, o elastômero de poliolefina pode ter um índice de fusão a partir de um limite inferior de 1, 2, 3, 4, 5, 10, 13, 15, 20, 22 ou 25 g/10 minutos até um limite superior de 5, 7, 10, 13, 15, 17, 20, 22, 25, 28 ou 30 g/10 minutos. Em um aspecto específico da invenção, o elastômero de poliolefina tem um índice de fusão de 4 g/10 minutos a 15 g/10 minutos.

[0053] Em algumas modalidades, o elastômero de poliolefina tem uma densidade de 0,853 a 0,890 g/cm3- Todos os valores individuais e subfaixas de 0,853 a 0,890 g/cm3 estão aqui incluídos e revelados; por exemplo, a densidade do elastômero de poliolefina pode ser de um limite inferior de 0,853, 0,855, 0,857, 0,860, 0,865, 0,870 ou 0,875 g/cm3 até um limite superior de 0,870, 0,875, 0,880, 0,885, 0,890 g/cm3. Em algumas modalidades, o elastômero de poliolefina tem uma densidade de 0,853 a 0,885 g/cm3.

[0054] Em algumas modalidades, o elastômero de poliolefina compreende 10 a 60 por cento em peso da camada A, com base no peso da camada A. A camada A, em algumas modalidades, compreende 20 a 50 por cento em peso do elastômero de poliolefina com base no peso da camada A. Em algumas modalidades, o elastômero de poliolefina compreende 25 a 40 por cento em peso da camada A, com base no peso da Camada A.

[0055] Exemplos de elastômeros de poliolefina que podem ser usados na camada vedante (camada A) incluem aqueles comercialmente disponíveis junto à The Dow Chemical Company sob os nomes AFFINITY™, ENGAGE™, VERSIFY™ e AMPLIFY™ TY incluindo, por exemplo, AFFINITY™ EG 8100G, AFFINITY™ EG 8200G, VERSIFYTM 3401, ENGAGETM 8200 e AMPLIFY™ TY1052H.

[0056] Em algumas modalidades, a camada vedante (camada A) compreende ainda um polímero adicional. Em algumas dessas modalidades, a camada vedante (camada A) compreende ainda acetato de etileno.

[0057] Quando a camada vedante compreende um copolímero de acetato de etileno, o copolímero de acetato de etileno pode ser, por exemplo, acetato vinílico de etileno. Em algumas modalidades, o acetato vinílico de etileno pode ter um teor de acetato de vinila de 5% a 40%. Em algumas modalidades, o acetato vinílico de etileno tem um teor de acetato de vinila de 5% a 30%. O acetato vinílico de etileno, em algumas modalidades, tem um teor de acetato de vinila de 15% a 25%. Como aqui utilizado, o teor de acetato de vinila de um copolímero de acetato vinílico de etileno é medido com o uso de ASTM 5594.

[0058] Em algumas modalidades, o índice de fusão (I2) do copolímero de acetato de etileno tem um índice de fusão de 2 g/10 minutos a 30 g/10 minutos. Todos os valores individuais e as subfaixas de 2 g/10 minutos até 30 g/10 minutos estão incluídos e revelados no presente documento. Por exemplo, o copolímero de acetato de etileno pode ter um índice de fusão a partir de um limite inferior de 2, 3, 4, 5, 10, 13, 15, 20, 22 ou 25 g/10 minutos até um limite superior de 5, 7, 10, 13, 15, 17, 20, 22, 25, 28 ou 30 g/10 minutos. Em um aspecto específico da invenção, o copolímero de acetato de etileno tem um índice de fusão de 5 g/10 minutos a 25 g/10 minutos.

[0059] Em algumas modalidades, o copolímero de acetato de etileno compreende de 40 a 90 por cento em peso da camada A, com base no peso da camada A. A camada A, em algumas modalidades, compreende 50 a 80 por cento em peso do copolímero de acetato de etileno com base no peso da camada A. Em algumas modalidades, o copolímero de acetato de etileno compreende de 60 a 75 por cento em peso da camada A, com base no peso da camada A.

[0060] Exemplos de copolímeros de acetato de etileno que podem ser utilizados na camada vedante incluem copolímeros de etileno de acetato vinila comercialmente disponíveis junto à DuPont sob o nome Elvax incluindo, por exemplo, Elvax 450A e Elvax 260.

[0061] Em algumas modalidades, pequenas quantidades de outros polímeros também podem ser incluídas na camada A. Exemplos de tais polímeros incluem, sem limitação, polietileno (homopolímeros ou copolímeros), polipropileno (homopolímeros ou copolímeros), ácido acrílico de etileno, ácido metacrílico de etileno, polibuteno, poliestireno, poliéster e outros.

[0062] Em algumas modalidades, a camada vedante (camada A) pode ser tratada com corona com o uso de técnicas conhecidas pelos versados na técnica antes da vedação do filme multicamada.

CAMADA B

[0063] Os filmes multicamada da presente invenção incluem uma segunda camada (camada B) que tem uma superfície facial superior e uma superfície facial inferior, sendo que a superfície facial superior da camada B está em contato aderente com uma superfície facial inferior da camada vedante (camada A).

[0064] Em geral, a camada B pode ser formada a partir de qualquer polímero ou mistura de polímeros conhecidos pelos versados na técnica. Em algumas modalidades, a camada B compreende uma poliolefina.

[0065] A camada B, em algumas modalidades, compreende polietileno. O polietileno pode ser particularmente desejável em algumas modalidades, uma vez que pode permitir a coextrusão da camada B com a camada vedante. Em tais modalidades, a camada B pode compreender qualquer polietileno conhecido pelos versados na técnica como adequado para ser utilizado como uma camada em um filme multicamada com base nos ensinamentos aqui apresentados. Por exemplo, o polietileno que pode ser utilizado na camada B, em algumas modalidades, pode ser Polietileno de Densidade Ultrabaixa (ULDPE), Polietileno de Baixa Densidade (LDPE), polietileno de densidade ultrabaixa linear (LLDPE), polietileno de densidade média (MDPE), polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno de alta densidade de alta resistência à fusão (HMS-HDPE), polietileno de ultra-alta densidade (UHDPE), polietilenos melhorados e outros.

[0066] A camada B, em algumas modalidades, compreende polipropileno. O polipropileno pode compreender copolímero de propileno/α-olefina, homopolímero de propileno ou misturas dos mesmos. O copolímero de propileno/α-olefina, em várias modalidades, pode ser polipropileno de copolímero randômico (rcPP), polipropileno de copolímero de impacto (hPP + pelo menos um modificador de impacto elastomérico) (ICPP), polipropileno de alto impacto (HIPP), polipropileno de alta resistência à fusão (HMS-PP), polipropileno isotáctico (iPP), polipropileno sindiotáctico (sPP), copolímeros com base com propileno com etileno, e combinações dos mesmos.

OUTRAS CAMADAS

[0067] Algumas modalidades de filmes multicamada da presente invenção podem incluir camadas além daquelas descritas acima. Em tais modalidades, que compreendem três ou mais camadas, a superfície facial superior da camada A ainda seria a superfície facial superior do filme. Em outras palavras, quaisquer camadas adicionais estariam em contato aderente com uma superfície facial inferior da camada B, ou outra camada intermediária.

[0068] Por exemplo, um filme multicamada pode ainda compreender outras camadas tipicamente incluídas em filmes multicamada, dependendo da aplicação, incluindo, por exemplo, camadas de barreira, camadas de ligação, camadas de polietileno, outras camadas de polipropileno, etc.

[0069] Dependendo da composição da camada adicional e do filme multicamada, em algumas modalidades, a camada adicional pode ser coextrudada com outras camadas no filme, enquanto, em outras modalidades, a camada adicional pode ser laminada a uma superfície facial inferior de uma camada adjacente.

[0070] Em algumas modalidades, o filme multicamada compreende uma camada de tereftalato de polietileno e uma superfície facial superior da camada de tereftalato de polietileno é laminada a uma superfície facial inferior da Camada B. Nessas modalidades, qualquer tereftalato de polietileno conhecido pelos versados na técnica com base nos ensinamentos aqui descritos pode ser usado.

[0071] Em outras modalidades, uma ou mais camadas adicionais podem compreender polipropileno, polietileno, poliamida, álcool etileno-vinílico, policarbonato, poliestireno, poli(metacrilato de metila) ou combinações dos mesmos.

ADITIVOS

[0072] Deve ser entendido que qualquer uma das camadas precedentes pode ainda compreender um ou mais aditivos conhecidos pelos indivíduos versados na técnica, tais como, por exemplo, antioxidantes, estabilizadores de luz ultravioleta, estabilizadores térmicos, agentes deslizantes, antibloqueio, pigmentos ou corantes, auxiliares de processamento, catalisadores de reticulação, retardadores de chama, agentes de nucleação, cargas e agentes espumantes.

[0073] Filmes multicamada que compreendem as combinações de camadas aqui descritas podem ter uma variedade de espessuras dependendo, por exemplo, do número de camadas, do uso pretendido do filme e de outros fatores. Filmes multicamada da presente invenção, em algumas modalidades, têm uma espessura de 25 a 200 mícrons (tipicamente, 35 a 150 mícrons).

[0074] Os filmes multicamada da presente invenção, em algumas modalidades, podem vantajosamente fornecer propriedades de vedação desejáveis, tais como uma resistência térmica de pelo menos 800 g/25 mm quando vedadas a tereftalato de polietileno amorfo e medidas de acordo com ASTM F88 e/ou uma temperatura de iniciação de vedação térmica menor ou igual a 120 °C. Em algumas modalidades, os filmes multicamada da presente invenção podem fornecer uma resistência à vedação de 800 a 1.600 g/25 mm quando vedados em relação a um tereftalato de polietileno amorfo e medidos de acordo com ASTM F88. Em algumas modalidades, um filme multicamada da presente invenção pode fornecer uma resistência à vedação de pelo menos 850 g/25 mm quando vedado em relação a um tereftalato de polietileno amorfo e medido de acordo com ASTM F88.

MÉTODOS DE PREPARAÇÃO DE FILMES MULTICAMADA

[0075] Os filmes multicamada podem ser formados com o uso de técnicas conhecidas pelos versados na técnica com base nos ensinamentos aqui apresentados. Por exemplo, em relação às camadas que podem ser coextrudadas, essas camadas podem ser coextrudadas como filmes soprados ou filmes fundidos com o uso de técnicas conhecidas pelos versados na técnica com base nos ensinamentos aqui descritos. Em particular, com base nas composições das diferentes camadas de filme aqui reveladas, as linhas de fabricação de filme soprado e as linhas de fabricação de filme fundido podem ser configuradas para coextrudar filmes multicamada da presente invenção em uma única etapa de extrusão com o uso de técnicas conhecidas pelos versados na técnica com base nos ensinamentos do presente documento.

[0076] Em algumas modalidades, os filmes multicamada podem compreender uma pluralidade de camadas que são coextrudadas e depois laminadas a uma ou mais camadas adicionais. Em tais modalidades, uma superfície facial do filme coextrudado pode ser laminada a uma superfície facial de outra camada de filme com o uso de técnicas conhecidas pelos versados na técnica com base nos ensinamentos aqui descritos. Por exemplo, em algumas modalidades, em que o filme multicamada compreende uma camada de tereftalato de polietileno, a camada de tereftalato de polietileno pode ser laminada a uma superfície facial inferior da camada B ou outra camada intermediária com uma superfície facial superior da camada vedante que permanece como a superfície facial superior do filme multicamada laminado.

[0077] Como indicado acima, em algumas modalidades, a camada vedante (camada A) pode ser tratada com corona com o uso de técnicas conhecidas pelos versados na técnica com base nos ensinamentos aqui descritos.

EMBALAGENS

[0078] Filmes multicamada da presente invenção podem ser usados para formar uma embalagem. Por exemplo, filmes multicamada da presente invenção podem ser vedados a uma folha ou bandeja para formar uma embalagem para alimentos, em algumas modalidades. Exemplos de alimentos que podem ser incluídos nessas embalagens incluem carnes, queijos e outros alimentos.

[0079] A bandeja ou folha pode ser formada a partir de poliésteres, tais como tereftalato de polietileno amorfo, tereftalato de polietileno orientado, tereftalato de polibutileno, tereftalato de politrimetileno e naftalato de polietileno. Os filmes multicamada da presente invenção podem ser particularmente bem adaptados para utilização com bandejas ou folhas formadas a partir de tereftalato de polietileno ou tereftalato de polietileno amorfo. Tais embalagens podem ser formadas com o uso de técnicas conhecidas pelos versados na técnica com base nos ensinamentos aqui e com base no uso particular para a embalagem (por exemplo, tipo de comida, quantidade de comida, etc.).

[0080] Um filme multicamada da presente invenção pode ser vedado na folha ou bandeja através da camada vedante (camada A) do filme multicamada com o uso de técnicas conhecidas pelos versados na técnica com base nos ensinamentos aqui descritos.

MÉTODOS DE TESTE

[0081] Salvo indicação em contrário, os seguintes métodos analíticos são utilizados nos aspectos descritivos da presente invenção:

DENSIDADE

[0082] As amostras para medição de densidade são preparadas de acordo com ASTM D 1928. Amostras de polímero são prensadas a 190 °C e 207 MPa (30.000 psi) por três minutos, e então a 21 °C e 207 MPa por um minuto. As medições são feitas dentro de uma hora da prensagem da amostra através do uso de ASTM D792, Método B.

ÍNDICE DE FUSÃO

[0083] Índices de fusão I2 (ou I2) e I10 (ou I10) são medidos em conformidade com ASTM D-1238 a 190 °C e a 2,16 kg e 10 kg de carga, respectivamente. Seus valores são relatados em g/10 min. A “taxa de fluidez” é usada para resinas à base de polipropileno e determinada de acordo com ASTM D1238 (230 °C a 2,16 kg).

PERCENTUAL DE CRISTALINIDADE

[0084] Calorimetria de Varredura Diferencial (DSC) pode ser usada para medir o comportamento de fusão e cristalização de um polímero ao longo de uma ampla faixa de temperaturas. Por exemplo, uma DSC TA Instruments Q1000, equipada com um RCS (sistema de resfriamento refrigerado) e um autoamostrador é usada para realizar esta análise. Durante o teste, é utilizado um fluxo de gás de purga de nitrogênio de 50 ml/min. Cada amostra é prensada por fusão em um filme fino a cerca de 175 °C; a amostra fundida é, então, resfriada com ar até a temperatura ambiente (aproximadamente 25 °C). A amostra de filme foi formada prensando-se uma amostra de “0,1 a 0,2 grama” a 175 °C a 0,01 MPa (1.500 psi) e 30 segundos, para formar um filme de “2,54 a 5,08 μm (0,1 a 0,2 mil) de espessura”. Um espécime de 3 a 10 mg, com 6 mm de diâmetro é extraído do polímero resfriado, pesado, colocado em uma panela de alumínio leve (cerca de 50 mg) e fechado com crimpagem. A análise foi, então, realizada para determinar suas propriedades térmicas.

[0085] O comportamento térmico da amostra foi determinado graduando-se a temperatura da amostra para cima e para baixo para criar um perfil de fluxo de calor em função da temperatura. Primeiro, a amostra foi rapidamente aquecida até 180 °C e mantida isotérmica por cinco minutos, a fim de remover seu histórico térmico. Em seguida, a amostra foi resfriada até -40 °C, a uma taxa de resfriamento de 10 °C/minuto, e mantida isotérmica a -40 °C por cinco minutos. A amostra foi, então, aquecida até 150 °C (essa é a rampa de “segundo aquecimento”) a uma taxa de aquecimento de 10 °C/minuto. As curvas de resfriamento e segundo aquecimento são registradas. A curva fria é analisada definindo-se os parâmetros da linha de base desde o início da cristalização até -20 °C. A curva de calor é analisada definindo-se os parâmetros de referência de -20 °C até ao final da fusão. Os valores determinados são pico de temperatura de fusão (Tm), pico de temperatura de cristalização (Tc), calor de fusão (Hf) (em Joules por grama) e % de cristalinidade calculada para as amostras com o uso de: % Cristalinidade = ((H)f)/(290 J/g)) x 100. O calor de fusão (Hr) e a temperatura máxima de fusão são registrados a partir da segunda curva de calor. O pico de temperatura de cristalização pode ser determinado a partir da curva de resfriamento.

RESISTÊNCIA À VEDAÇÃO TÉRMICA

[0086] A resistência à vedação térmica ou a resistência à vedação são medidas com o uso de ASTM F88 da seguinte maneira.

[0087] Um filme que tem uma espessura de 50,8 μm (2 mils) é colocado em uma folha de tereftalato de polietileno amorfo com uma espessura de 254 μm (10 mils), com a camada vedante do filme multicamada em contato com a folha. Em seguida, uma barra de vedação de um Vedante Térmico KOPPE é pressionada contra o filme multicamada em uma variedade de temperaturas de vedação que variam de 80 °C a 150 °C em incrementos de 10 °C, cada um por um tempo de permanência de um segundo a uma pressão de vedação de 0,1 Mpa (um bar) (isto é, uma amostra de filme diferente é vedada em cada temperatura de vedação entre 80 °C e 150 ° C para avaliação).

[0088] As amostras vedadas são condicionadas durante 24 horas (a 23 °C e 50% de umidade relativa) e cortadas em tiras com uma largura de 2,54 cm (uma polegada) na direção da máquina do filme multicamada. As tiras são então puxadas sobre um dispositivo Instron a uma velocidade de 2,54 cm/min (10 polegadas/min), segundo o método de manutenção da Técnica A descrita em ASTM F88. A média de pico de carga de cinco amostras de teste replicadas é registrada.

TEMPERATURA DE INÍCIO DE VEDAÇÃO TÉRMICA

[0089] A partir das medições de resistência à vedação térmica acima, a temperatura de início de vedação térmica (HSIT) é determinada como a temperatura mais baixa na qual a resistência à vedação atinge mais de 454 g/25 mm sob ASTM F88.

[0090] Algumas modalidades da invenção serão agora descritas em detalhes nos Exemplos a seguir.

EXEMPLOS

[0091] Os seguintes materiais são usados nos exemplos discutidos abaixo:

[0092] AMPLIFY™ EA100, AMPLIFY™ EA101 e AMPLIFY™ EA103 são copolímeros de etileno e acrilato de etila disponíveis comercialmente junto à The Dow Chemical Company. Elvax 450 é um copolímero de acetato vinílico de etileno comercialmente disponível junto à DuPont com um teor de acetato de vinila de 18 por cento em peso. AFFINITY™ 1840, AFFINITY™ 8100, AFFINITY™ 8200 e ENGAGE™ 8150 são elastômeros de poliolefina comercialmente disponíveis junto à The Dow Chemical Company. O AMPLIFY™ TY 1052H é um elastômero de poliolefina enxertado com anidrido maleico comercialmente disponível junto à The Dow Chemical Company.

[0093] Os materiais mencionados acima são usados para formar diferentes camadas vedantes (camada A) em diferentes filmes multicamada com uma estrutura de camada A/camada B/camada C (A/B/C). A camada B para cada filme é ELITE™ 5940G, que é um polietileno de alta densidade melhorado que tem uma densidade de 0,940 g/cm3 e um índice de fusão (I2) de 0,85 g/10 minutos, comercialmente disponível junto à The Dow Chemical Company. A Camada C para cada filme é DOWLEX™ 2038.68G, que é um polietileno linear de baixa densidade que tem uma densidade de 0,935 g/cm3 e um índice de fusão (I2) de 1,0 g/10 minutos, comercialmente disponível junto à The Dow Chemical Company.

[0094] Os filmes são fabricados através de uma linha de filme soprado de polietileno convencional para fornecer filmes multicamada com uma distribuição de peso de 25% de camada A/50% de camada B/25% de camada C. As temperaturas de fusão da extrusão de resina para as camadas A, B e C são 211,11 °C, 221,67 °C e 217,78 °C (412 °F, 431 °F e 424 °F), respectivamente. O diâmetro da matriz da linha de filme soprado é de 7,49 cm (2,95 polegadas), o tamanho da camada é de 30,48 cm (12 polegadas), a taxa de expansão é de 6,6 (2,6) e a abertura da matriz é de 1.998,98 μm (78,7 mils). A taxa de saída é de 16,33 kg/h (36 lbs/h).

[0095] As resistências à vedação térmica e temperaturas de início de vedação térmica dos filmes são medidas com o uso das técnicas descritas acima.

[0096] A Tabela 1 mostra a composição da camada A em cada filme multicamada, bem como as resistências à vedação térmica e as temperaturas de início da vedação térmica. As resistências à vedação térmica mostradas na Tabela 1 são as resistências máximas à vedação térmica que são medidas na faixa de temperatura de 120 °C a 150 °C. Em temperaturas mais altas, maiores resistências à vedação térmica podem ser observadas. Os filmes denominados filmes inventivos são filmes de acordo com certas modalidades da presente invenção e os filmes denominados como filmes comparativos são fornecidos para fins de comparação. TABELA 1

[0097] Como mostrado acima, as camadas vedantes nos filmes multicamada da invenção (filmes inventivos 1 a 9) demonstram uma maior resistência à vedação térmica (maior ou igual a 850 g/25 mm) e menor temperatura inicial de vedação térmica (menor ou igual a 120 °C) do que os filmes comparativos.

Claims

1. Filme multicamada, caracterizado pelo fato de compreender: Camada A que é uma camada vedante tendo uma superfície facial superior e uma superfície facial inferior e compreendendo: (a) um copolímero compreendendo etileno e acrilato de alquila, sendo que o copolímero tem um índice de fusão (I2) de 2 a 30 g/10 minutos e em que a quantidade total de acrilato de alquila no copolímero é de 5 a 30 por cento em peso com base no peso do copolímero, sendo que a camada A compreende 40 a 90 por cento em peso do copolímero com base no peso da camada A; e (b) um elastômero de poliolefina tendo uma cristalinidade de 30% ou menos e um índice de fusão (I2) de 1,0 g/10 minutos ou mais, sendo que a camada A compreende de 10 a 60 por cento em peso do elastômero de poliolefina com base no peso da camada A; e Camada B tendo uma superfície facial superior e uma superfície facial inferior; sendo que a superfície facial superior da Camada B está em contato aderente com uma superfície facial inferior da Camada A.

2. Filme multicamada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o elastômero de poliolefina ser um elastômero de polietileno tendo uma densidade de 0,853 a 0,890 g/cm3.

3. Filme multicamada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o elastômero de poliolefina ser um interpolímero de etileno/α-olefina tendo uma densidade de 0,853 a 0,890 g/cm3.

4. Filme multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de o copolímero compreender etileno e pelo menos um de acrilato de metila e acrilato de etila.

5. Filme multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de a camada A compreender 50 a 80 por cento em peso do copolímero com base no peso da camada A.

6. Filme multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 5, caracterizado pelo fato de a camada A compreender de 20 a 50 por cento em peso do elastômero de poliolefina com base no peso da camada A.

7. Filme multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 6, caracterizado pelo fato de a camada A compreender pelo menos um polímero adicional.

8. Filme multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de a camada A compreender, adicionalmente, acetato vinílico de etileno.

9. Filme multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de a camada A ser tratada com corona.

10. Filme multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de a camada B compreender polietileno.

11. Filme multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente, pelo menos uma camada adicional sendo que a superfície facial superior da camada A é a superfície facial superior do filme.

12. Filme multicamada, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a camada adicional ser laminada à superfície facial inferior da camada B.

13. Filme multicamada, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a camada adicional ser coextrudada com a camada A e a camada B.

14. Embalagem para alimentos, caracterizada pelo fato de compreender o filme multicamada, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, e uma bandeja, sendo que a superfície facial superior da camada A é vedada em relação a pelo menos uma porção da bandeja.

15. Embalagem para alimentos, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de a bandeja ser formada a partir de tereftalato de polietileno amorfo.