BR112019012413B1 - Película de multicamadas termovedável, embalagem termovedada e método para produzir a embalagem termovedada - Google Patents

Película de multicamadas termovedável, embalagem termovedada e método para produzir a embalagem termovedada Download PDF

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Abstract

A presente invenção refere-se a uma película de multicamadas termovedável compreendendo: uma camada- suporte compreendendo pelo menos uma camada polimérica; uma camada termovedável de polietileno e uma camada destacável intermediária. Embalagens termovedadas compreendendo a película de multicamadas de acordo com a presente invenção têm vedações destacáveis caracterizadas por uma resistência à remoção substancialmente independente das condições de vedação e substancialmente livre de esticar ao remover.

Description

Campo da invenção
[0001] Esta invenção refere-se a películas de multicamadas que são capazes de serem termovedadas a substratos para prover vedações entre as películas e os substratos.
Estado da técnica
[0002] Vedações destacáveis (removíveis) entre películas poliméricas e uma variedade de superfícies são bem conhecidas na técnica de embalagens, por exemplo, para a embalagem de gêneros alimentícios e equipamento médico e estão, por exemplo, divulgadas em US 6.245.176 B1, EP 0 258 527 A1 e EP 0 746 468 A1. A capacidade de destacar tais vedações geralmente facilita a abertura de embalagens vedadas e, além disso, tais vedações provêm, frequentemente, evidência de adulteração uma vez destacadas.
[0003] O mecanismo pelo qual tais vedações podem ser destacadas (removidas) e a força requerida para fazê-lo, dependerá, usualmente, dos materiais envolvidos na formação da termovedação. No entanto, a remoção envolverá a separação do limite entre diferentes materiais na área de vedação ou a ruptura interna de uma camada polimérica através da área de vedação.
[0004] Em geral, a capacidade de se remover a vedação depende tanto da composição da camada termovedável da película como do material que forma a superfície na qua ela é termovedada. Assim, a incompatibilidade na interface entre a película e a superfície na qual ela é vedada pode variar de alta, resultando em forças de vedação inaceitavelmente baixas, a baixa, com as vedações térmicas resultantes sendo tão fortes que não serão destacadas (removidas) antes de ocorrer a ruptura da película.
[0005] Embora a remoção na interface da camada termovedável/artigo possa ser possível pela escolha adequada de polímeros para a camada de vedação térmica e o artigo ao qual será vedada, tal abordagem torna-se impossível quando se lida com artigos feitos com outros materiais por exemplo, materiais fibrosos, tais como papel não revestido, e outros materiais fibrosos não tecidos, tal como o material vendido por DuPont com a denominação comercial “Tyrek”. Essa é uma deficiência séria porque o papel e Tyrek® são amplamente usados como material de embalagem para equipamentos médicos.
[0006] Películas termovedáveis que se destacam por falha em um limite entre camadas dentro de suas estruturas podem ser usadas para formar vedações destacáveis com uma ampla variedade de materiais, por exemplo, papel e polímeros termoplásticos, já que a resistência da vedação térmica não determina a capacidade de destacar. Como a remoção da vedação ocorre dentro dos limites da espessura da película termovedável (1) rompendo a camada de vedação no início da pele, então (2) por delaminação na região da vedação térmica, e (3) rompendo a camada de vedação térmica na extremidade da pele, parte da película permanece necessariamente aderida à superfície na qual foi termovedada, resultando em filamentos de polímero pendurados nas bordas da zona de vedação térmica.
[0007] Como uma alternativa à remoção nos limites da camada, também foi proposto formam vedações térmicas destacáveis pelo uso de películas termovedáveis que incluem pelo menos uma camada externa com uma força coesiva interna relativamente baixa. A remoção ocorre então pela ruptura desta camada dentro dos limites de sua espessura, com o resultado de que quando a área de vedação térmica é aberta, parte dessa camada permanece na película destacada e parte também permanece na superfície na qual a película foi termovedada. Em geral, a remoção de tais películas depende da natureza da superfície na qual a película é termovedada. Formação de fios e consequente possível contaminação pode ser um problema com tais películas, uma vez que a remoção dentro da camada que possui uma baixa força de coesão interna, em vez de ruptura para o exterior da película tende a continuar fora da zona de vedação térmica.
[0008] Exemplos de camadas que podem ser usadas para produzir vedações que descolam por ruptura dentro de sua espessura, incluem misturas de polímeros termoplásticos com cargas incompatíveis. Tais cargas podem ser partículas inorgânicas ou polímeros incompatíveis. Como será apreciado, para que estas camadas se rompam internamente em vez de apenas rasgarem, elas deverão ter forças de ligação a camadas adjacentes que sejam mais fortes do que a força coesiva interna da própria camada.
[0009] A fim de reduzir filamento ao destacar, EP 0 971 819 A1 divulga uma película polimérica termovedável compreendendo uma camada termovedável polimérica externa tendo uma viscosidade em suas temperaturas de vedação térmica tal que flua e penetre a estrutura fibrosa de um material fibroso em tais temperaturas, uma camada polimérica intermediária em contato com a camada termovedável, a camada polimérica intermediária sendo capaz de se separar coesivamente quando a película termovedada é destacada, e pelo menos uma camada polimérica adicional, a camada termovedável sendo mais fácil de fraturar que a camada intermediária na temperatura em que ocorre o destacamento, o destacamento continuando através da camada intermediária.
[0010] A viscosidade apropriada da camada termovedável na sua temperatura de termovedação e sua tendência a romper na temperatura de destacamento é obtida a partir de uma mistura contendo 70 a 95% em peso de polietileno ou copolímero de etileno/propileno e 5 a 30% em peso de um aditivo compreendendo polidipenteno ou politerpenos, uma resina de alfa-metil-estireno, uma resina de vinil-tolueno/alfa-metil- estireno ou resina aromática modificada.
[0011] A camada intermediária, a fim de ter uma separação facilitada dentro da camada quando a película termovedável é destacada, compreende uma mistura de 35 a 85% em peso de polietileno ou copolímero de etileno/propileno e de 15 a 65% em peso de talco, sendo que o polietileno ou copolímero de etileno/propileno pode ser parcialmente substituído por um polímero incompatível.
[0012] Embora se observes resistências de descolamento corretas sem filamentos significativos, a presença de resinas de hidrocarbonetos de baixo peso molecular na camada de vedação, para ajustar a viscosidade e efetuar fragilização, cria fumos (vapores) desagradáveis, não apenas durante o processamento da película termovedável, mas também na termovedação.
[0013] EP 0 746 468 divulga uma película polimérica de multicamadas compreendendo uma camada-base de um polímero de polipropileno, uma camada intermediária sem vazios tendo uma força coesiva interna menor que a força de ligação da camada intermediária à camada-base ou à camada termovedável e menor que a força coesiva interna da camada-base ou da camada termovedável. A camada intermediária compreende uma mistura de um polímero de propileno e um polímero de etileno; a camada polimérica termovedável pode ser selecionada de copolímeros olefínicos, mais particularmente copolímeros contendo unidades derivadas de pelo menos dois dentre etileno, propileno ou buteno-1, preferivelmente copolímeros de propileno/etileno e/ou terpolímeros de propileno/etileno/buteno-1. A camada vedante de todos os exemplos consiste de um copolímero de propileno/etileno contendo 4% em peso de etileno.
[0014] EP 2 216 368 divulga uma composição de resina para um vedante compreendendo: um polímero de etileno tendo uma densidade (ASTM D 1505) de 0,900 a 0,960 g/cm3 e uma taxa de fluxo de fundido (ASTM D1238, 190°C, carga de 2,16 kg) de 0,1 a 70 g/10 min, numa quantidade de 10 a 70% em peso; um polímero de propileno numa quantidade de 10 a 80% em peso; um polímero de buteno numa quantidade de 10 a 70% em peso. Uma camada vedante compreendendo a composição de resina acima permite propriedades vedantes elevadas e propriedades de descolamento fáceis. Para uma película de multicamadas termovedável na qual a força de aderência entre o suporte e a camada vedante não é suficiente, pode-se usar uma camada adesiva intermediária.
[0015] Nem EP 0 746 468 nem EP 2 216 368, lidam com a tendência à ruptura da camada vedante ao destacar ou com as características do polímero da camada vedante a serem preenchidas para romper a dita camada dentro da sua espessura.
[0016] Sem contestar as vantagens associadas dos sistemas do estado da técnica supramencionados, as falhas ainda estão presentes e melhorias são desejáveis.
Objetivo da invenção
[0017] A presente invenção visa prover películas de multicamadas termovedáveis para a produção de embalagens termovedáveis, tendo vedações destacáveis caracterizadas por uma resistência ao descolamento que substancialmente independente das condições de vedação e substancialmente livre de filamentos no descolamento da dita película termovedada, a dita película de multicamadas termovedável sendo produzida e vedada sem um substancial desenvolvimento de fumos, a película de multicamadas termovedável sendo caracterizada ainda pelo fato de a camada vedante e a camada intermediária destacável terem ambas uma espessura mínima.
Sumário da invenção
[0018] A presente invenção divulga uma película de multicamadas termovedável (A) compreendendo: (a) uma camada- suporte compreendendo pelo menos uma camada polimérica; (b) uma camada termovedável de polietileno, o polietileno sendo caracterizado por um índice de fluxo de fundido, medido de acordo com ASTM D1238 a 190°C com uma carga de 2,16 kg, compreendido entre 2 e 110 g/10 min, preferivelmente entre 8 e 100 g/10min, mais preferivelmente entre 20 e 80 g/10 min, muito preferivelmente entre 30 e 70 g/10 min; e (c) uma camada intermediária destacável contatando a camada-suporte (a) e a camada termovedável (b), a dita camada intermediária (c) compreendendo de 50 a 95% em peso, preferivelmente de 70 a 90% em peso de polietileno e de 5 a 50% em peso, preferivelmente de 10 a 30% em peso de uma ou mais substâncias selecionadas do grupo consistindo de polipropileno, polibutileno, poliestireno (PS), copolímeros de poli(tereftalato de etileno) glicol (PETG), copolímeros de estireno/butadieno/estireno (SBS), copolímeros olefínicos cíclicos (COC), poli(metacrilato de metila) (PMMA), copolímero de estireno/metacrilato de metila, copolímero de acrilonitrila/butadieno/estireno (ABS) e talco, a dita camada intermediária (c) tendo uma força coesiva interna menor que a força de ligação da dita camada intermediária (c) à camada- suporte (a) ou à camada termovedável (b); sendo que: a camada-suporte (a) representa de 70 a 94% em peso, preferivelmente de 80 a 90% em peso da película de multicamadas; a camada termovedável de polietileno (b) representa de 3 a 15% em peso, preferivelmente de 5 a 10% em peso da película de multicamadas; a camada intermediária (c) representa de 3 a 15% em peso, preferivelmente de 5 a 10% em peso da película de multicamadas; a porcentagem em peso total de (a), (b) e (c) sendo 100.
[0019] Incorporações preferidas da presente invenção divulgam uma ou mais das seguintes características: o pelo menos um polímero da camada-suporte (a) é selecionado do grupo consistindo de poliamida, poliéster, policarbonato, poli(cloreto de vinila), polipropileno, polietileno de baixa densidade, polietileno de alta densidade, copolímero de poliéster-glicol, copolímero de etileno/acetato de vinila, ionômero de etileno/acrilato, terpolímero de etileno/acrilato e copolímero de estireno/butadieno; a camada-suporte (a) é multicamadas compreendendo: uma camada de polipropileno e uma camada de poli(tereftalato de etileno); ou uma camada de polietileno de baixa densidade e náilon 6; ou uma camada de copolímero de etileno/acetato de vinila, uma camada de ionômero de etileno/acrilato e uma camada de copolímero de etileno/acetato de vinila; ou uma camada de polietileno de alta densidade e uma camada de polietileno de baixa densidade; ou uma camada de poli(tereftalato de etileno) e uma camada de polietileno de baixa densidade; a camada termovedável de polietileno (b) é uma camada termovedável de polietileno de baixa densidade; a camada termovedável de polietileno (b) é substancialmente livre de aditivos que tornam a camada quebradiça; o polietileno da camada intermediária (c) compreender pelo menos 80% em peso, preferivelmente pelo menos 90% em peso, mais preferivelmente pelo menos 95% em peso, muito preferivelmente pelo menos 99% em peso de etileno polimerizado; o polipropileno ou polibutileno da camada intermediária (c) compreender um teor de etileno copolimerizado menor ou igual a 5% em peso, preferivelmente menor ou igual a 3% em peso, mais preferivelmente menor ou igual a 2% em peso, muito preferivelmente menor ou igual a 1% em peso; a espessura da camada destacável intermediária (c) compreende entre 2 e 20 μ m, preferivelmente entre 4 e 15 μ m; a espessura da camada termovedável (b) compreender entre 2 e 20 μ m, preferivelmente entre 4 e 15 μ m; o polímero usado para a camada termovedável (b) caracteriza-se por um alongamento para ruptura na direção de máquina, de acordo com ASTM D638 menor que 500%, preferivelmente menor que 200%, mais preferivelmente menor que 100%; o polímero usado para a camada termovedável (b) caracteriza-se por uma resistência à tração na ruptura na direção de máquina, de acordo com ASTM D638-14 menor que 13 MPa, preferivelmente menor que 10 MPa, mais preferivelmente menor que 8 MPa.
[0020] A presente invenção divulga ainda uma embalagem termovedada compreendendo a película de multicamadas termovedável (A) e um substrato (B) em contato com a camada termovedável (b), o dito substrato sendo selecionado do grupo consistindo de uma película polimérica adicional, papel revestido, papel não revestido, papelão, folha metálica, não tecido celulósico, não tecido polimérico e pano tecido, sendo que a película polimérica adicional é selecionada do grupo consistindo de polietileno, poliamida, poliéster, policarbonato, poli(cloreto de vinila), copolímero de etileno/acetato de vinila e poliestireno de alto impacto, a dita embalagem termovedada caracterizando-se por uma resistência à remoção, medida de acordo com ASTM F88, está compreendida entre 2,0 e 6,0 N/15 mm, preferivelmente entre 2,5 e 5,0 N/15 mm, mais preferivelmente entre 2,5 e 4 N/15 mm, a ruptura sendo interna à camada destacável intermediária (c).
[0021] A presente invenção divulga ainda um método para produzir a embalagem termovedada compreendendo contatar o substrato (B) com a camada termovedável (b) da película de multicamadas termovedável (A) conforme definida por qualquer uma das reivindicações 1 a 9, e vedar numa temperatura compreendida entre 100 e 180°C, preferivelmente entre 120 e 160°C usando um tempo de contato térmico compreendido entre 0,2 e 3 segundos, preferivelmente entre 0,5 e 2 segundos e uma pressão compreendida entre 100 e 600 kPa, preferivelmente entre 150 e 400 kPa, e resfriar a embalagem termovedada.
[0022] Uma incorporação preferida do método para produzir a embalagem termovedada da presente invenção divulga a etapa adicional de submeter a camada termovedável (b) a um tratamento com plasma, preferivelmente um tratamento com coroa-plasma, antes de contatar a película de multicamadas (A) com o substrato (B).
Breve descrição das figuras
[0023] A Figura 1 mostra uma seção através de uma película de acordo com a invenção que está prestes a ser termovedada a um substrato.
[0024] A Figura 2 mostra uma seção através da película da Figura 1 que é termovedada a um substrato.
[0025] A Figura 3 mostra a vedação térmica da Figura 2 após ela ter sido destacada. Legendas A. película de multicamadas termovedável a. camada-suporte b. camada termovedável de polietileno c. camada destacável intermediária B. substrato 1. barra termovedante 2. zona de vedação térmica 3. ruptura da camada vedante 4. camada destacável intermediária separado coesivamente
Descrição da invenção
[0026] De acordo com a presente invenção, provê-se uma película de multicamadas termovedável compreendendo uma camada-suporte, a dita camada suporte compreendendo pelo menos uma camada polimérica, uma camada termovedável de polietileno, o polietileno caracterizando-se por um índice de fluxo de fundido, medido de acordo com ASTM D1238 a 190°C com uma carga de 2,16 kg, de pelo menos 2 g/10 min e uma camada polimérica intermediária contatando a camada-suporte e a camada termovedável, a camada polimérica intermediária é capaz de se dividir coesivamente quando se destaca a película termovedada, a camada termovedável sendo mais fácil romper que a camada intermediária na temperatura na qual ocorre o destacamento, de modo que a camada de vedação térmica se rompe, continuando a destacar através da espessura da camada intermediária.
[0027] A camada-suporte da película de multicamadas termovedável da presente invenção compreende pelo menos uma camada polimérica, a dita pelo menos uma camada polimérica compreendendo um polímero selecionado do grupo consistindo de poliamida, poliéster, policarbonato, poli(cloreto de vinila), polipropileno, polietileno de baixa densidade, polietileno de alta densidade, copolímero de poliéster-glicol, copolímero de etileno/acetato de vinila, ionômero de etileno/acrilato, terpolímero de etileno/acrilato e copolímero de estireno/butadieno.
[0028] Preferivelmente, a camada-suporte é de multicamadas, compreendendo preferivelmente uma camada de polipropileno e uma camada de poli(tereftalato de etileno); ou uma camada de polietileno de baixa densidade e náilon 6; ou uma camada de copolímero de etileno/acetato de vinila, uma camada de ionômero de etileno/acrilato e uma camada de copolímero de etileno/acetato de vinila; ou uma camada de polietileno de alta densidade e uma camada de polietileno de baixa densidade; ou uma camada de poli(tereftalato de etileno) e uma camada de polietileno de baixa densidade.
[0029] Em geral, a camada-suporte caracteriza-se por uma espessura total compreendida entre 10 e 600 μ m, preferivelmente entre 20 e 100 μ m.
[0030] O polietileno da camada termovedável da presente invenção refere-se a homopolímeros preparados a partir da polimerização de etileno e a copolímeros preparados a partir da copolimerização de etileno e um ou mais monômeros insaturados etilenicamente selecionados do grupo consistindo de ésteres acrilatos, ésteres metacrilatos, alcanoatos de vinila e alfa-olefinas.
[0031] Preferivelmente, o polietileno da camada termovedável é selecionado de polietileno de baixa densidade, polietileno de baixa densidade linear, polietileno de alta densidade, poli(etileno/acetato de vinila), poli(etileno/acrilato de metila) e poli(etileno/acrilato de butila), caracterizado por um índice de fluxo de fundido, medido de acordo com ASTM D1238 a 190°C com uma carga de 2,16 kg, compreendido entre 2 e 110 g/10 min, preferivelmente entre 8 e 100 g/10 min, mais preferivelmente entre 20 e 80 g/10 min, muito preferivelmente entre 30 e 70 g/10 min.
[0032] O polietileno da camada termovedável é preferivelmente polietileno de baixa densidade.
[0033] A camada termovedável compreende mais que 70% em peso, preferivelmente mais que 80% em peso, mais preferivelmente mais que 90% em peso, muito preferivelmente mais que 95% em peso de polietileno, preferivelmente polietileno de baixa densidade.
[0034] A camada termovedável da película de multicamadas da presente invenção é substancialmente livre de aditivos que torna quebradiça a dita camada.
[0035] Exemplos de aditivos que criam fragilização são polidipenteno ou um politerpenos, uma resina de alfa-metil- estireno, uma resina de vinil-tolueno/alfa-metil-estireno, uma resina aromática modificada ou uma resina de hidrocarboneto hidrogenada.
[0036] Na presente invenção, substancialmente livre significa que a camada termovedável compreende menos que 5% em peso, preferivelmente menos que 3% em peso, mais preferivelmente menos que 1% em peso, muito preferivelmente menos que 0,5% em peso ou até mesmo menos que 0,1% em peso de aditivos que fragilizam a dita camada.
[0037] Preferivelmente, a camada termovedável não compreende aditivos que fragilizam a dita camada.
[0038] Em geral, a camada termovedável caracteriza-se por uma espessura compreendida entre 2 e 20 μ m, preferivelmente entre 4 e 15 μ m.
[0039] Os inventores descobriram que uma camada termovedável de polietileno possuindo as características específicas para índice de fluxo de fundido, especificadas no parágrafo [031], permite boa vedação quando vedada sob condições de vedação apropriadas e para fragilização suficiente, na temperatura de descolamento, para romper a dita camada dentro de sua espessura no descolamento.
[0040] Numa espessura de cerca de 10 μ m, a camada termovedável de polietileno caracteriza-se ainda por um alongamento para ruptura na direção de máquina, de acordo com ASTM D638 menor que 500%, preferivelmente menor que 200%, mais preferivelmente menor que 100%, e uma resistência à tração na ruptura na direção de máquina, de acordo com ASTM D638-14 menor que 13 MPa, preferivelmente menor que 10 MPa, mais preferivelmente menor que 8 MPa.
[0041] A camada polimérica intermediária compreende uma mistura de polietileno e um segundo polímero que é incompatível com polietileno, preferivelmente uma poli(alfa)olefina que é incompatível com polietileno e/ou talco.
[0042] Preferivelmente, o segundo polímero de selecionado do grupo consistindo de polipropileno, polibutileno, poliestireno (PS), copolímeros de poli(tereftalato de etileno) glicol (PETG), copolímeros de estireno/butadieno/estireno (SBS), copolímeros olefínicos cíclicos (COC), poli(metacrilato de metila) (PMMA), copolímero de estireno/metacrilato de metila, copolímero de acrilonitrila/butadieno/estireno (ABS). Preferivelmente, o segundo polímero é polipropileno ou polibutileno, sendo que o polipropileno é, preferivelmente, um homopolímero ou um copolímero de propileno e etileno, o dito copolímero tendo um teor de etileno copolimerizado menor ou igual a 5% em peso, preferivelmente menor ou igual a 3% em peso, mais preferivelmente menor ou igual a 2% em peso, muito preferivelmente menor ou igual a 1% em peso e sendo que o polibutileno é, preferivelmente, um homopolímero ou um copolímero de butileno, preferivelmente alfa-butileno e etileno, o dito copolímero tendo um teor de etileno copolimerizado menor ou igual a 5% em peso, preferivelmente menor ou igual a 3% em peso, mais preferivelmente menor ou igual a 2% em peso, muito preferivelmente menor ou igual a 1% em peso.
[0043] O polietileno da camada intermediária compreende, preferivelmente, pelo menos 80% em peso, mais preferivelmente pelo menos 90% em peso, muito preferivelmente pelo menos 95% em peso, ou até mesmo pelo menos 99% em peso de etileno polimerizado, a porcentagem em peso restante compreendendo alfa-olefina de C4 a C8 copolimerizada.
[0044] A camada intermediária compreende de 50 a 95% em peso, preferivelmente de 70 a 90% em peso de polietileno e de 5 a 50% em peso, preferivelmente de 10 a 30% em peso de uma substância selecionada do grupo consistindo de polipropileno, polibutileno, poliestireno (PS), copolímeros de poli(tereftalato de etileno) glicol (PETG), copolímeros de estireno/butadieno/estireno (SBS), copolímeros olefínicos cíclicos (COC), poli(metacrilato de metila) (PMMA), copolímero de estireno/metacrilato de metila, copolímero de acrilonitrila/butadieno/estireno (ABS) e talco.
[0045] Em geral, a camada intermediária caracteriza-se por uma espessura compreendida entre 2 e 20 μ m, preferivelmente entre 4 e 15 μ m.
[0046] Uma mistura de polietileno e polipropileno e/ou polibutileno como camada intermediária permite uma espessura diminuída da camada termovedável com uma superfície plana uniforme da dita camada vedante.
[0047] Películas de multicamadas de acordo com a presente invenção podem ser produzidas por métodos conhecidos. No entanto, geralmente prefere-se produzi-las coextrudando fundidos dos polímeros e aditivos requeridos para as várias camadas das películas finais, seguido por resfriamento para solidificar os polímeros na forma de uma película. Em geral, películas da presente invenção não serão orientadas, mas elas podem ser, se desejado, orientadas, por exemplo, monoaxialmente ou biaxialmente usando métodos conhecidos. Outro método consiste em laminar uma película da presente invenção, por exemplo, uma película de quatro camadas consistindo de uma camada externa de polietileno de alta densidade, uma camada intermediária de polietileno de baixa densidade, uma camada intermediária destacável, e uma camada termovedável externa, a outra película, por exemplo, de uma poliamida (náilon), policarbonato, poliéster, poli(cloreto de vinila), ou um copolímero de poliéster-glicol, ou a uma folha fina.
[0048] Películas de acordo com a presente invenção também podem ser produzidas por revestimento de coextrusão da camada termovedável e da camada destacável intermediária sobre uma camada-suporte apropriada ou por revestimento de coextrusão da camada termovedável, a camada destacável intermediária e uma camada de polietileno sobre uma camada-suporte apropriada.
[0049] A película de multicamadas termovedável da presente invenção pode ser usada para a produção de embalagens termovedadas destacáveis através da vedação térmica da dita camada de multicamadas num substrato que pode ser um polímero adicional, uma película de multicamadas, uma folha metálica, um papel revestido ou um substrato fibroso tal como papel não revestido, papelão, não tecido celulósico, não tecido polimérico tal como o material vendido por DuPont com a denominação comercial “Tyvek” e pano tecido.
[0050] A vedação térmica da película de multicamadas da presente invenção num substrato é executada numa temperatura compreendida entre 100 e 180°C, preferivelmente entre 120 e 160°C usando um tempo de contato térmico compreendido entre 0,2 e 3 segundos, preferivelmente entre 0,5 e 2 segundos e uma pressão compreendida entre 100 e 600 kPa, preferivelmente entre 150 e 400 kPa.
[0051] Para o caso particular onde a película de multicamadas da presente invenção é termovedada a uma película de multicamadas ou polímero adicional, prefere-se que a dita película de multicamadas ou polímero adicional compreenda uma camada externa termovedável de polietileno, a dita camada externa termovedável de polietileno contatando a camada termovedável de polietileno da película de multicamadas da presente invenção durante a vedação térmica.
[0052] O índice de fluxo de fundido do polietileno da camada termovedável da película de multicamadas da presente invenção deve ser tal que nas temperaturas usadas para formar vedações térmicas, por exemplo, de 110 a 180°C, seja garantido travamento mecânico suficiente e uma ancoragem química entre a camada termovedável e o substrato.
[0053] A camada termovedável de polietileno da película de multicamadas da presente invenção é, preferivelmente, submetida a tratamento de plasma, mais preferivelmente tratamento de coro-plasma numa potência de frequência na faixa de 10 a 30 kHz antes do contato e vedação térmica ao substrato.
[0054] Películas de multicamadas de acordo com a presente invenção têm mostrado boa evidência, por microscopia eletrônica de varredura, de descolamento através da camada intermediária (separando coesivamente dentro da espessura da camada intermediária) após ruptura da camada vedante através do caminho mais curto.
[0055] Embalagens destacáveis produzidas a partir das películas de multicamadas da presente invenção e dos substratos acima têm mostrado forças de descolamento substancialmente constantes, medidas de acordo com ASTM F88, menores que 10 N/15 mm, independentemente da temperatura de vedação térmica como resultado da resistência ao descolamento dependendo principalmente das propriedades mecânicas da camada intermediária e não da resistência da vedação térmica.
[0056] A resistência ao descolamento, medida de acordo com ASTM F88, está, preferivelmente compreendida entre 1,0 e 8,0 N/15 mm, mais preferivelmente entre 2,0 e 6,0 N/15 mm, muito preferivelmente entre 2,5 e 5 N/15 mm e, preferivelmente, é menor que a força de ligação da camada termovedável ao substrato.
[0057] Para o caso particular da película de multicamadas termovedada a um substrato, prefere-se particularmente que a força por área unitária requerida para executar destacamento da película de multicamadas é menor que a força por área unitária requerida para remover fibras de um material fibroso quando a película tiver sido termovedada a tal material.
[0058] A Figura 1 mostra uma película de acordo com a presente invenção (A) antes de ser termovedada a um substrato (B) usando uma barra termovedante 1, a película (A) consistindo de uma camada termovedável (b), uma camada destacável intermediária (c) e uma camada-suporte (a).
[0059] A película (A) é então termovedada ao substrato (B) para formar uma zona de termovedação 2 mostrada na Figura 2. Como se pode observar, a camada termovedável (b) penetra parcialmente no substrato tal como mostrado na zona de termovedação 2, o substrato (B) agora perto de estar em contato com a camada intermediária destacável (c). Fora da zona de termovedação 2, o substrato (B) está em contato com a camada termovedável (b), mas não adere a ela.
[0060] A película (A) é então destacada para produzir uma vedação destacada mostrada na Figura 3, a camada de vedação quebradiça se rompe através do caminho mais curto 3 até a camada intermediária destacável e a camada intermediária destacável tendo divisão coesiva 4 em sua espessura, deixando parte dela no substrato (B) na zona termovedante 2, enquanto parte dela permanece na película (A) nesta zona.
[0061] A natureza frágil da camada termovedável (b) faz com que ela produza uma fratura limpa em ambos os lados da zona de termovedação 2, evitando assim a formação de filamentos.
Exemplos
[0062] Os seguintes exemplos ilustrativos exemplificam a presente invenção, mas não se destinam a limitar ou de outro modo definir a abrangência da presente invenção.
Exemplo 1
[0063] Fundiu-se uma película polimérica de cinco camadas de espessura igual a 75 μ m coextrudando fundidos (temperatura de coextrusão de fundido: 260°C, velocidade de linha de coextrusão de fundido: 20-30 m/min) das películas apropriadas através de uma matriz de fenda. A película tinha uma primeira camada com 25 μ m consistindo de poliamida (náilon 6), uma segunda camada consistindo de polietileno de baixa densidade linear enxertado com anidrido maleico, uma terceira camada com espessura de 35 μ m de polietileno aderida à camada de poliamida por uma ligação de 5 μ m de espessura, uma quarta camada de 5 μ m de espessura consistindo de uma mistura de 75% em peso de polietileno de baixa densidade e 25% em peso de polibutileno e uma quinta camada consistindo de polietileno de baixa densidade linear caracterizado por um índice de fluxo de fundido, medido de acordo com ASTM D1238 a 190°C com uma carga de 2,16 kg, de 70 g/10 min. A película foi resfriada e depois enrolada.
[0064] Depois disso, amostras desta película foram termovedadas a uma folha de Tyvek® 2FS (DuPont) usando uma barra de vedação, aplicada ao Tyvek® como rede de topo, numa temperatura de 120°C e 130°C, respectivamente, usando um tempo de contato térmico de 1 segundo e uma pressão de 200 kPa.
[0065] As vedações térmicas resultantes foram resfriadas e alas foram então destacadas puxando a folha de Tyvek® 2FS da película. Em cada caso, o destacamento ocorreu por fratura através da quinta camada e depois por cisão coesiva dentro da quarta camada da película de cinco camadas. Imediatamente após a região de termovedação estourou através da quinta camada para dar uma película limpa sem filamentos.
[0066] As resistências ao descolamento das vedações formadas a 120°C e 130°C foram, respectivamente, de 3,0 N/15 mm e 3,1 N/15 mm, medidas de acordo com ASTM F88 usando um teste de descolamento de 90° constante com amostras de comprimento 50 mm numa máquina de teste mecânico Lloyd LRX.
Exemplo 2
[0067] A película do Exemplo 1, ainda com uma composição de mistura da quarta camada (porcentagem em peso) como na coluna 1 da Tabela 1 e um índice de fluxo de fundido de polietileno da quinta camada como na coluna 2 da Tabela 1 foi termovedada a uma folha de Tyvek® 2FS (DuPont) usando uma barra de vedação, aplicada à película como uma rede de topo, numa temperatura tal como na coluna 3 da Tabela 1, usando um tempo de contato térmico de 1 segundo e uma pressão de 200 kPa. As resistências ao descolamento como na coluna 4 da Tabela 1 foram medidas de acordo com o método tal como no Exemplo 1. Tabela 1
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[0068] Em cada caso, o descolamento ocorreu por fratura através da quinta camada e depois por separação coesiva dentro da quarta camada. Imediatamente após a região de vedação térmica a película estourou através da quinta camada para dar uma película limpa sem filamentos.
Exemplo 3
[0069] Fundiu-se uma película polimérica de cinco camadas de espessura igual a 85 μ m coextrudando fundidos (temperatura de coextrusão de fundido: 260°C, velocidade de linha de coextrusão de fundido: 20-30 m/min). A película tinha uma primeira camada com 30 μ m consistindo de náilon 6, uma segunda camada consistindo de polietileno enxertado com anidrido maleico, uma terceira camada com espessura de 30 μ m de polietileno de baixa densidade, aderida à camada de náilon 6 por uma ligação de 5 μ m de espessura, uma quarta camada de 10 μ m de espessura consistindo de uma mistura de 80% em peso de polietileno de baixa densidade e 20% em peso de polipropileno e uma quinta camada 10 μ m de espessura consistindo de polietileno de baixa densidade linear caracterizado por um índice de fluxo de fundido, medido de acordo com ASTM D1238 a 190°C com uma carga de 2,16 kg, de 80 g/10 min. A película foi resfriada e depois enrolada.
[0070] Depois disso, tratou-se com coroa (25 kHz) uma folha desta película no lado de sua quinta camada e subsequentemente vedou-se termicamente a um papel não revestido usando uma barra vedante aplicada ao papel, numa temperatura de 140°C usando um tempo de contato térmico de 1 segundo e uma pressão de 500 kPa.
[0071] Resfriou-se a vedação térmica resultante e depois ela foi destacada puxando o papel da película. O descolamento ocorreu por fratura através da quinta camada e depois por separação coesiva dentro da quarta camada. Imediatamente após a região de vedação térmica a película estourou através da quinta camada para dar uma película limpa sem filamentos. Mediu-se uma resistência ao descolamento de 3,1 N/15 mm.
Exemplo 4
[0072] Fundiu-se uma película polimérica de quatro camadas de espessura igual a 60 μ m coextrudando fundidos (temperatura de coextrusão de fundido: 260°C, velocidade de linha de coextrusão de fundido: 20-30 m/min). A película tinha uma primeira camada com 30 μ m de espessura consistindo de poliamida (náilon 6), uma segunda camada consistindo de polietileno de baixa densidade linear enxertado com anidrido maleico, uma terceira camada com espessura de 20 μ m de polietileno de baixa densidade, aderida à camada de poliamida por uma ligação de 5 μ m de espessura, uma quarta camada de 10 μ m de espessura consistindo de polietileno de baixa densidade linear caracterizado por um índice de fluxo de fundido, medido de acordo com ASTM D1238 a 190°C com uma carga de 2,16 kg, de 8 g/10 min. A película foi resfriada e depois enrolada.
Exemplo 5
[0073] Uma folha da película de cinco camadas do Exemplo 1 foi contatada com uma folha da película de quatro camadas do Exemplo 4, sendo que a quinta camada (camada de polietileno com MFI de 70 g/10 min) da película do Exemplo 1 foi contatada com a quarta camada (camada de polietileno com MFI de 8 g/10 min) da película do Exemplo 4. Subsequentemente, as amostras foram termovedadas usando uma barra vedante aplicada na película numa temperatura de 120°C usando um tempo de contato térmico de 1 segundo e uma pressão de 300 kPa.
[0074] A vedação térmica resultante foi resfriada e depois descolada puxando a película do Exemplo 1 da película do Exemplo 4. O descolamento ocorreu por fratura através da quinta camada da película de cinco camadas do Exemplo 1 e depois por separação coesiva dentro da quarta camada da película de cinco camadas do Exemplo 1. Imediatamente após, a região de vedação térmica a película estourou através da quinta camada da película de cinco camadas do Exemplo 1 para dar uma película limpa sem filamentos. Mediu-se uma resistência ao descolamento de 2,6 N/15 mm.

Claims (15)

1. Película de multicamadas termovedável, (A), compreendendo: (a) uma camada-suporte compreendendo pelo menos uma camada polimérica; (b) uma camada termovedável de polietileno, o polietileno sendo caracterizado pelo fato de ter um índice de fluxo de fundido, medido de acordo com ASTM D1238 a 190°C com uma carga de 2,16 kg, compreendido entre 2 e 110 g/10 min, preferivelmente entre 8 e 100 g/10min, mais preferivelmente entre 20 e 80 g/10 min, muito preferivelmente entre 30 e 70 g/10 min; e (c) uma camada intermediária destacável contatando a camada suporte (a) e a camada termovedável (b), a dita camada intermediária (c) compreendendo de 50 a 95% em peso, preferivelmente de 70 a 90% em peso de polietileno e de 5 a 50% em peso, preferivelmente de 10 a 30% em peso de uma ou mais substâncias selecionadas do grupo consistindo de polipropileno, polibutileno, poliestireno (PS), copolímeros de poli(tereftalato de etileno) glicol (PETG), copolímeros de estireno/butadieno/estireno (SBS), copolímeros olefínicos cíclicos (COC), poli(metacrilato de metila) (PMMA), copolímero de estireno/metacrilato de metila, copolímero de acrilonitrila/butadieno/estireno (ABS) e talco, a dita camada intermediária (c) tendo uma força coesiva interna menor que a força de ligação da dita camada intermediária (c) à camada suporte (a) ou à camada termovedável (b) e menos do que a resistência coesiva interna da camada de suporte (a) ou camada termovedável (b); sendo que: a camada-suporte (a) representa de 70 a 94% em peso, preferivelmente de 80 a 90% em peso da película de multicamadas; a camada termovedável de polietileno (b) representa de 3 a 15% em peso, preferivelmente de 5 a 10% em peso da película de multicamadas; a camada intermediária (c) representa de 3 a 15% em peso, preferivelmente de 5 a 10% em peso da película de multicamadas; a porcentagem em peso total de (a), (b) e (c) sendo 100.
2. Película, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de pelo menos um polímero da camada-suporte (a) ser selecionado do grupo consistindo de poliamida, poliéster, policarbonato, poli(cloreto de vinila), polipropileno, polietileno de baixa densidade, polietileno de alta densidade, copolímero de poliéster-glicol, copolímero de etileno/acetato de vinila, ionômero de etileno/acrilato, terpolímero de etileno/acrilato e copolímero de estireno/butadieno.
3. Película, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de a camada-suporte (a) ser de multicamadas compreendendo: uma camada de polipropileno e uma camada de poli(tereftalato de etileno); ou uma camada de polietileno de baixa densidade e náilon 6; ou uma camada de copolímero de etileno/acetato de vinila, uma camada de ionômero de etileno/acrilato e uma camada de copolímero de etileno/acetato de vinila; ou uma camada de polietileno de alta densidade e uma camada de polietileno de baixa densidade; ou uma camada de poli(tereftalato de etileno) e uma camada de polietileno de baixa densidade.
4. Película, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizada pelo fato de a camada termovedável de polietileno (b) ser uma camada termovedável de polietileno de baixa densidade.
5. Película, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de a camada termovedável de polietileno (b) ser substancialmente livre de aditivos que tornam a camada quebradiça.
6. Película, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizada pelo fato de: o polietileno da camada intermediária (c) compreender pelo menos 80% em peso, preferivelmente pelo menos 90% em peso, mais preferivelmente pelo menos 95% em peso, muito preferivelmente pelo menos 99% em peso de etileno polimerizado; e o polipropileno ou polibutileno da camada intermediária (c) compreender um teor de etileno copolimerizado menor ou igual a 5% em peso, preferivelmente menor ou igual a 3% em peso, mais preferivelmente menor ou igual a 2% em peso, muito preferivelmente menor ou igual a 1% em peso.
7. Película, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de a espessura da camada destacável intermediária (c) compreender entre 2 e 20 μm, preferivelmente entre 4 e 15 μm.
8. Película, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizada pelo fato de a espessura da camada termovedável (b) compreender entre 2 e 20 μm, preferivelmente entre 4 e 15 μm.
9. Película, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, onde o polímero usado para a camada termovedável (b) é caracterizado pelo fato de ser definido por um alongamento para ruptura na direção de máquina, de acordo com ASTM D638 menor que 500%, preferivelmente menor que 200%, mais preferivelmente menor que 100%.
10. Película, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, onde o polímero usado para a camada termovedável (b) é caracterizado pelo fato de ser definido por uma resistência à tração na ruptura na direção de máquina, de acordo com ASTM D638-14 menor que 13 MPa, preferivelmente menor que 10 MPa, mais preferivelmente menor que 8 MPa.
11. Embalagem termovedada, caracterizada pelo fato de compreender a película de multicamadas termovedável (A), conforme definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, e um substrato (B) em contato com a camada termovedável (b), o dito substrato sendo selecionado do grupo consistindo de uma película polimérica adicional, papel revestido, papel não revestido, papelão, folha metálica, não tecido celulósico, não tecido polimérico e pano tecido.
12. Embalagem termovedada, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de o substrato (B) ser uma película polimérica adicional selecionada do grupo consistindo de polietileno, poliamida, poliéster, policarbonato, poli(cloreto de vinila), copolímero de etileno/acetato de vinila e poliestireno de alto impacto.
13. Embalagem termovedada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizada pelo fato de a resistência à remoção, medida de acordo com ASTM F88 estar compreendida entre 2,0 e 6,0 N/15 mm, preferivelmente entre 2,5 e 5,0 N/15 mm, mais preferivelmente entre 2,5 e 4 N/15 mm, a ruptura sendo interna à camada destacável intermediária (c).
14. Método para produzir a embalagem termovedada, conforme definida em qualquer uma das reivindicações de 11 a 13, caracterizado pelo fato de compreender contatar o substrato (B) com a camada termovedável (b) da película de multicamadas termovedável (A) conforme definida por qualquer uma das reivindicações 1 a 9, e vedar numa temperatura compreendida entre 100 e 180°C, preferivelmente entre 120 e 160°C usando um tempo de contato térmico compreendido entre 0,2 e 3 segundos, preferivelmente entre 0,5 e 2 segundos e uma pressão compreendida entre 100 e 600 kPa, preferivelmente entre 150 e 400 kPa, e resfriar a embalagem termovedada.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender a etapa adicional de submeter a camada termovedável (b) a um tratamento com plasma, preferivelmente um tratamento com coroa-plasma, antes de contatar com o substrato.
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