ES2202190T3 - Pelicula multicapa hermeticamente sellable. - Google Patents

Pelicula multicapa hermeticamente sellable.

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ES2202190T3
ES2202190T3 ES00976793T ES00976793T ES2202190T3 ES 2202190 T3 ES2202190 T3 ES 2202190T3 ES 00976793 T ES00976793 T ES 00976793T ES 00976793 T ES00976793 T ES 00976793T ES 2202190 T3 ES2202190 T3 ES 2202190T3
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Dan-Cheng Kong
Richard A. Rehkugler
Donald F. Sexton
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ExxonMobil Oil Corp
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Abstract

Una película multicapa para hacer cierres herméticos en envases, que comprende: (a) una capa A de un copolímero de polipropileno con una fluidez en estado fundido de más de 1, o un polietileno lineal de alta densidad con un índice de fusión de más de 1; (b) una capa B de polipropileno orientado; (c) una capa C de un copolímero al azar deformable que es suficientemente deformable en condiciones de cierre por calor, copolímero al azar deformable que se selecciona entre copolímeros de etileno-propileno, terpolímeros de etileno-propileno-buteno-1, copolímeros de propileno- buteno, y mezclas de ellos; y (d) una capa D de un polímero cerradizo por calor, con un punto de fusión igual o inferior al del polímero de la capa C, polímero cerradizo por calor que se selecciona entre copolímeros de etileno-propileno, terpolímeros de etileno-propileno-buteno-1, copolímeros de propileno- buteno, y mezclas de ellos, en la que la capa C es más gruesa que la capa D, estando la capa D cargada con un agenteantibloqueante que comprende partículas de polímero orgánico, no deformables, que tienen un tamaño medio de partícula mayor que 6 m, y en la que el orden de las capas de la película es A/B/C/D.

Description

Película multicapa herméticamente sellable.
La presente invención se refiere a la técnica del envasado usando películas multicapas y, en particular, a una nueva película compuesta multicapas para proporcionar cierres herméticos a envases de películas multicapas.
La tecnología del envasado ha requerido a lo largo de los años el desarrollo de muchas disciplinas. Actualmente, las tecnologías del envasado integran elementos de ingeniería, química, ciencia alimentaria, metalurgia y otras tecnologías con el fin de proporcionar al consumidor productos alimentarios sanos, frescos. En los casos en los que los envases se preparan de película multicapas, es deseable ser capaces de proporcionar un cierre hermético, esto es, un cierre que no permita el paso de gases tales como aire.
Durante los últimos años, predominan en el mercado recipientes producidos de película flexible multicapas, tales como bolsas y sacos. Con el fin de utilizar película continua multicapas flexible, por lo general la industria emplea técnicas de envasado de conformación/llenado/cierre. El tipo de producto envasado dicta si la técnica incluirá o no el envasado horizontal de conformación/llenado/cierre (HFFS) o el envasado vertical de conformación/llenado/cierre (VFFS).
Es importante para el técnico envasador ser capaz de seleccionar una película multicapas que tenga óptimas propiedades de barrera para el almacenamiento de productos alimentarios y tener la confianza de que se proporciona un cierre de alta calidad usando aparatos de envasado a alta velocidad. Por ejemplo, es conocido que el polipropileno estereorregular, por ejemplo, polipropileno orientado, es muy útil para producir envases de películas flexibles. Usando polipropileno orientado como capa núcleo, se añaden capas adicionales en forma de revestimientos, coextruidos, laminados y combinaciones de ellos para mejorar las propiedades de barrera de la película. En ciertos casos, se pueden preparar películas que impiden el paso de humedad y oxígeno pero permiten el paso de luz. En otros casos, es también importante impedir el paso de luz a través de la barrera de la película. Las propiedades de barrera también se pueden modificar y/o intensificar mediante tratamientos tales como tratamiento por calor y a la llama, descarga electrostática, tratamientos químicos, tratamiento con halógenos, con luz ultravioleta, y combinaciones de ellos.
Una preocupación importante al diseñar películas para envasado es la de asegurar que se puedan procesar con maquinaria de conformación/llenado/cierre de alta velocidad. Los aparatos de conformación/llenado/cierre operan desenrollando la película continua de las bobinas, a lo que sigue la conformación de la película en bolsas, el llenado de las bolsas y, finalmente, el cierre de la bolsa. Por tanto, la película debe tener suficiente flexibilidad para poder experimentar el plegado por la máquina desde la orientación plana a la condición de plegada y ser sometida a la operación de cierre, que corresponde a una parte del aparato de envasado a alta velocidad. La preocupación principal es la de seleccionar la mejor película multicapas en cuanto a propiedades de barrera, desenrollado y plegado a alta velocidad. Un aspecto adicional muy importante del procedimiento de envasado es, sin embargo, la capacidad de cerrar efectivamente la bolsa después de haberla llenado con el producto.
Los aparatos horizontales y los verticales de conformación/llenado/cierre a alta velocidad incluyen la función de cierre en varias etapas del proceso de envasado. En un aparato horizontal de conformación/llenado/cierre, las bolsas individuales se forman plegando a la mitad la película multicapas, a lo que sigue el cosido vertical de cierre a lo largo de la banda plegada y la separación de las bolsas a lo largo de las costuras hechas al cerrar verticalmente. (Opcionalmente, también se puede cerrar el fondo de las bolsas). Después de haber llenado la bolsa así formada, se cierra la parte de arriba de la bolsa.
Análogamente, en un aparato vertical de conformación/llenado/cierre, la banda continua se conforma en torno a un tubo e inmediatamente se une consigo misma mediante una mordaza de presión de cierre longitudinal formando una costura de cierre a solape o de aleta. En la patente U.S. nº. 5.888.648 se describen costuras de cierre a solape y de aleta.
En la configuración de VFFS está presente una segunda función de cierre que consiste en una combinación de cierre de la parte de arriba y del fondo (con un dispositivo intermedio de corte y separación de las bolsas). En la operación de cierre de la parte de arriba se cierra el fondo de una bolsa vacía que está suspendida del tubo que forma la bolsa, en tanto que en la operación de cierre del fondo se cierra la parte de arriba de la bolsa llena.
Con el fin, por tanto, de proporcionar una película multicapas con cierres herméticos, que sea una potente barrera, deben considerarse varios factores. Es importante proporcionar una capacidad de cierre a una temperatura lo más baja posible con el fin de retener, entre otras cosas, la estereorregularidad impartida durante la orientación, la ausencia, o mínima presencia, de arrugas en la película, las propiedades aditivas de la película y/u otras químicas, y una capacidad permanente para lograr cierres de alta calidad. Además, la película debe tener unas características de superficie que permitan su uso en máquinas de alta velocidad. Por ejemplo, el coeficiente de fricción debe ser tal, que la película pueda desenrollarse de una bobina voluminosa y se pueda hacerla pasar a través de la máquina de envasado. Unas indeseables características de pegajosidad o fricción pueden causar defectos en las bolsas y una interrupción del procesamiento a alta velocidad. Además, las costuras formadas en el procedimiento deben tener una buena resistencia de cierre.
Más recientemente, el técnico envasador ha tenido que ocuparse de proporcionar cierres de una calidad que haga que se conserve la calidad del contenido y simultáneamente suministrar al consumidor un recipiente retornable que se pueda abrir con facilidad. Las innovaciones hasta el momento se han referido principalmente a los componentes del material de cierre. Por ejemplo, la patente U.S. nº. 3.202.528 describe una película de polipropileno orientado que tiene un revestimiento adherente, cerradizo por calor, que incluye un material del grupo consistente en copolímeros de cloruro de vinilideno y acrilonitrilo, copolímeros de cloruro de vinilo y acetato de vinilo, cauchos clorados, nitrocelulosa y poliamida, que funde a menos de 160ºC, y un material ácido que se proporciona en una cantidad de aproximadamente 20 a aproximadamente 60% en peso del material que forma la película. Este adhesivo reviste la película y se seca sobre ella. La patente U.S. nº. 4.020.228 describe una composición de gel que proporciona una superficie cerradiza por calor a materiales laminares olefínicos o celulósicos. La patente U.S. nº. 4.121.956 describe un adhesivo ionómero que se adhiere a una superficie exterior ionómera de una envoltura de envase para aplicar etiquetas.
La patente U.S. nº. 4.218.510 describe una película multicapa que se puede cerrar herméticamente por calor y que tiene una capa de poliéster unida químicamente en la interfaz a una capa poliolefínica que contiene de 250 a 750 partes por millón de una amida de ácido graso.
La patente U.S. nº. 4.292.882 describe una película antiestática de polipropileno, cerradiza por calor, producida aplicando a la superficie de una película base de polipropileno un polímero olefínico cerradizo por calor que contiene entre 0,2 y 10% en peso de un sulfonato de hidrocarbilo aniónico. Andrews y otros indican que, para facilidad de manipulación, también se puede incorporar un agente de deslizamiento.
La patente U.S. nº. 4.389.450 describe una película multicapas para envasado en la que las capas polímeras externas cooperan para proporcionar un coeficiente de fricción diferencial relativamente constante. Esto aumenta la aptitud de la película para usarla en el procesamiento a alta velocidad para formar cierres a solape y de aleta.
La patente U.S. nº. 5.049.436 describe una película multicapas que es cerradiza herméticamente por calor en un amplio intervalo de temperaturas. Esta patente describe una capa cerradiza herméticamente por calor que incluye un copolímero de etileno-propileno y/o un terpolímero de etileno-propileno-buteno con un agente inorgánico antibloqueante y una amida de ácido graso.
La patente U.S. nº. 5.376.437 describe una película de tres capas, cerradiza por calor, que tiene una capa base de polipropileno cristalino, orientada biaxialmente, una capa de amortiguamiento de un polímero olefínico de un punto de fusión inferior al de la capa base, y una capa de un polímero olefínico cerradizo por calor. Las varias capas de esta película tienen grados particulares de orientación en la superficie.
La patente U.S. nº. 5.376.608 describe una película multicapas orientada biaxialmente, cerradiza por calor, que tiene un sustrato núcleo de un homopolímero poliolefínico. Sobre una superficie del sustrato núcleo hay una capa de un copolímero de bloque de etileno y propileno que tiene una relación de fluidez en estado fundido (MFR) de 1 a 10. Sobre la otra superficie del sustrato núcleo se puede poner una capa de polietileno de alta densidad y, sobre la capa de copolímero de bloque, se puede poner una capa cerradiza por calor. La capa cerradiza por calor se puede hacer de un terpolímero de etileno, propileno y buteno-1, un copolímero al azar de etileno y propileno, un copolímero al azar de propileno y buteno-1 o mezclas de ellos.
La patente U.S. nº. 5.888.648 describe una película multicapas que se puede cerrar herméticamente. El sustrato principal de la película puede ser polipropileno orientado que opcionalmente tiene una capa de polietileno de alta densidad sobre una superficie del polipropileno. Sobre la superficie de la cara opuesta al polipropileno, la capa de polietileno de alta densidad hay una capa intermedia de homopolímeros, copolímeros y terpolímeros, nailon amorfo, ionómeros o mezclas de ellos. Un polímero preferido para la capa intermedia es polietileno de baja densidad. Sobre la superficie exterior de la capa intermedia hay una capa de cierre de, por ejemplo, homopolímeros, copolímeros y terpolímeros de polietileno, nailon amorfo, ionómeros o mezclas de ellos.
Aunque hay una variedad de películas multicapas que se pueden cerrar herméticamente, sigue habiendo necesidad de tales películas de esta clase que se puedan conformar a alta velocidad como envases, formándose a pesar de ello unos cierres suficientemente herméticos, especialmente en un amplio intervalo de temperaturas de cierre.
La presente invención proporciona películas multicapas mejoradas que se pueden conformar como envases a altas velocidades a la vez que se forman cierres suficientemente herméticos, en especial dentro de un amplio intervalo de temperaturas de cierre.
Sumario de la invención
Se proporciona una película multicapas para formar cierres herméticos en envases, que comprende:
(a) una capa A de un copolímero de polipropileno con una fluidez en estado fundido de más de 1, o un polietileno lineal de alta densidad con un índice de fusión de más de 1;
(b) una capa B de polipropileno orientado;
(c) una capa C de un copolímero al azar deformable que es suficientemente deformable en condiciones de cierre por calor, copolímero al azar deformable que se selecciona entre copolímeros de etileno-propileno, terpolímeros de etileno-propileno-buteno-1, copolímeros de propileno-buteno, y mezclas de ellos; y
(d) una capa D de un polímero cerradizo por calor, con un punto de fusión igual o inferior al del polímero de la capa C, polímero cerradizo por calor que se selecciona entre copolímeros de etileno-propileno, terpolímeros de etileno-propileno-buteno-1, copolímeros de propileno-buteno, y mezclas de ellos,
en la que la capa C es más gruesa que la capa D, estando la capa D cargada con un agente antibloqueante que comprende partículas de polímero orgánico, no deformables, que tienen un tamaño medio de partícula mayor que 6 \mum, y en la que el orden de las capas de la película es A/B/C/D.
Descripción detallada de la invención
La presente invención proporciona una película multicapas y un método para mejorar películas multicapas con los que se pueden obtener cierres herméticos sencilla y eficientemente, lográndose unas excelentes características de cierre.
La presente invención incluye una capa núcleo B de polipropileno orientado. Se hace notar que esta capa de polipropileno B sola (sin capas adicionales) tiene, característicamente, una rigidez o módulo que impide, o reduce significativamente, la capacidad de coser consigo misma la película cuando ésta se dobla para formar solapes o aletas. En una realización preferente, la película en capas tiene buenas propiedades de barrera y puede incluir una capa de película metalizada. Por ejemplo, la película en capas puede incluir una o varias capas seleccionadas entre el grupo constituido por polipropileno orientado, copolímeros de etileno-propileno, poli(tereftalato de etileno), poliamida, copolímero de poliacrilonitrilo, poli(cloruro de vinilideno), fluoropolímeros, copolímeros de alcohol etílico vinílico, y mezclas de ellos. Otras capas pueden ser resinas barrera, resinas de selladura, película metalizada, película con depósito cerámico (por ejemplo, SiO4), película con depósito químico depositado con plasma en fase vapor, y con depósito de metal, cerámica por plasma en fase vapor.
A la película en capas puede añadirse una lámina superficial A obteniéndose bandas exteriores adicionales, como de polipropileno orientado (OPP), poli(tereftalato de etileno (PET), poliamida, polietileno y otras películas monocapa o multicapas. También se puede metalizar la capa A y luego aplicarse como lámina, obteniéndose otras películas tales como películas multicapas de polipropileno orientadas biaxialmente.
Las capas C y D proporcionan la función de cierre y están unidas a la capa B. Estas capas incluyen una capa intermedia C que está directamente unida a la capa B, y una capa D unida a la capa intermedia C.
Como se sugiere en la patente U.S. nº. 5.888.648, la capa intermedia debe tener un espesor suficiente y debe tener una propiedad de fluidez en las condiciones de cierre suficiente para deformarse y acomodarse a todo el espacio vacío entre las mordazas de costura durante la operación de cierre. El término "acomodarse" significa que es forzada fácil e inelásticamente a ocupar todo el espacio vacío que queda entre las mordazas de costura mientras que las mordazas están en la condición de cierre o costura. Para uso en la capa intermedia C se consideran copolímeros y terpolímeros de polietileno o polipropileno. El material de la capa C debe fluir en las condiciones de calor y presión impuestas por las mordazas de aparatos comerciales de cierre para ocupar todo el espacio entre las mordazas.
La capa de cierre D puede contener un componente que forma fácilmente una costura en las condiciones de calor y presión de cierre. Entre tales componentes están incluidos polietileno o polipropileno, copolímeros y terpolímeros, y mezclas de ellos.
La capa de cierre D está cargada con un agente antibloqueante que comprende partículas no deformables de un polímero orgánico, que tienen un tamaño de partícula mayor que 6 \mum. Este polímero orgánico no deformable del agente antibloqueante puede ser un copolímero de metacrilato de metilo y trimetacrilato de propilideno. El tamaño de partícula de este polímero orgánico no deformable puede ser de 6 \mum a 15 \mum, preferiblemente de 8 \mum a 12 \mum, en particular de 10 \mum. Un ejemplo particular de este polímero no deformable es Epostar 1010, vendido por Nippon Shokubai, que está compuesto por copolímeros esféricos, reticulados, de metacrilato de metilo y trimetacrilato de propilideno con un tamaño de partícula (esto es, diámetro medio) de 7-11 \mum.
Por "no deformable" debe entenderse que las partículas retienen esencialmente su forma (preferiblemente esférica o esencialmente esférica) a lo largo del proceso de conformación de la película, incluso extrusión y estiramiento. Por tanto, el grupo de partículas orgánicas polímeras preferidas incluye las que esencialmente no funden en las condiciones de formación de la película. Los ejemplos de tales partículas polímeras orgánicas incluyen polímeros reticulados tales como polímeros acrílicos reticulados. Tales polímeros acrílicos reticulados pueden incluir comonómeros no acrílicos, tales como estireno. En la patente U.S. nº. 5.639.537 se describen ejemplos de agentes antibloqueantes hechos de polímeros reticulados.
La carga de partículas orgánicas no deformables en la capa de cierre D puede ser de 1.000 ppm a 20.000 ppm, preferiblemente de 3.000 ppm a 15.000 ppm, en particular de 5.000 ppm a 10.000 ppm.
El agente antibloqueante de la capa D puede comprender además partículas inorgánicas, tales como óxidos sólidos, que tienen un tamaño medio de partícula de más de 2 \mum. Estas partículas inorgánicas de la capa de cierre D pueden estar compuestas por sílice (SiO_{2}), carbonatos metálicos (incluidos carbonatos de metales alcalinotérreos, tales como carbonato cálcico), silicatos metálicos (incluidos silicatos de metales alcalinotérreos tales como silicato magnésico, y otros silicatos metálicos, como silicato de aluminio), fosfatos metálicos (incluidos fosfatos de metales alcalinotérreos, tales como fosfato cálcico), arcillas, talco, tierra de diatomeas, vidrio y otros materiales similares.
Los ejemplos de materiales inorgánicos antibloqueantes incluyen los Syloids, adquiribles de W.R. Grace Davison Company, geles de sílice sintética amorfa que tienen una composición de 99,7% de SiO_{2} y un tamaño de partícula de 2-4 \mum, en particular Syloid 244, que tiene un tamaño de partícula de 2,0 \mum.
También son útiles Super Floss, de Word Minerals, una tierra de diatomeas de la composición 92% de SiO_{2}, 44% de Al_{2}O_{3}, 1,2% de Fe_{2}O_{3}, que tiene un tamaño medio de partícula de 5,5 \mum; y silicatos sintéticos precipitados tales como Sipernat 44, adquirible de Degussa Corporation de Akron, Ohio, que tiene una composición de 42% de SiO_{2}, 36% de Al_{2}O_{3}, 22% de Na_{2}O, y que tiene un tamaño medio de partícula de 3,5 \mum.
El tamaño de partícula de las opcionales partículas inorgánicas del agente antibloqueante puede ser de 1 \mum a 15 \mum, preferiblemente de 2 \mum a 8 \mum, en particular de aproximadamente 4 \mum.
La carga de partículas inorgánicas en la capa de cierre D puede ser de 600 ppm a 5.000 ppm, preferiblemente de 1.000 ppm a 3.000 ppm, en particular de 1.500 ppm a 2.500 ppm.
El polipropileno de la capa B puede ser el homopolímero Fina 3371, vendido por Fina Oil Company. El polipropileno de la capa B puede ser un homopolímero o un copolímero. Entre los homopolímeros de propileno para la capa B están incluidos polipropileno isotáctico, preferiblemente 80-100% de polipropileno isotáctico, muy preferiblemente 95% de polipropileno isotáctico. Los homopolímeros de propileno preferiblemente tienen una fluidez en estado fundido (medida de acuerdo con el método de la norma ASTM D1238) que varía de 1,2 a 10 g/10 min, muy preferiblemente de 2,5 a 6 g/10 min. En el grupo de copolímeros particulares de propileno están incluidos los copolímeros de propileno/etileno (98-93)/(2-7).
El polietileno lineal de alta densidad puede tener una densidad de más de 0,94/cm^{3}, por ejemplo de 0,941 a 0,965 g/cm^{3}. Es bien sabido que la densidad del polietileno disminuye al copolimerizar etileno con otras olefinas, especialmente con las que tienen 4 o más átomos de carbono. Por tanto, se entenderá que los polietilenos lineales de alta densidad preferidos están exentos, o sustancialmente exentos, de otros comonómeros. También es bien sabido que los polietilenos lineales de alta densidad se pueden preparar con varios catalizadores del tipo de coordinación.
Como se describe en la patente U.S. nº. 5.929.128, el polietileno lineal de alta densidad está esencialmente exento de ramificación de cadena larga.
El copolímero de polipropileno de la capa A puede ser un copolímero de propileno con una o varias olefinas, tales como etileno y \alpha-olefinas C_{4-10}. Tales copolímeros de polipropileno pueden incluir como mínimo 80% en moles de propileno.
El espesor de la capa C puede ser de 3 \mum a 15 \mum, preferiblemente de 5 \mum a 12 \mum, en particular de 7 \mum a 10 \mum.
El espesor de la capa D puede ser menor que 4 \mum, preferiblemente de 1 \mum a 4 \mum, en particular de 1 \mum a 2 \mum.
El espesor de la capa B puede ser de 8 \mum a 25 \mum, preferiblemente de 10 \mum a 20 \mum, en particular de 11 \mum a 17 \mum.
El espesor de la capa A puede ser de 0,5 \mum a 5 \mum, preferiblemente de 1 \mum a 2 \mum, en particular de 0,5 \mum a 1 \mum.
La película multicapas que comprende las capas A, B, C y D puede estar orientada uniaxial o biaxialmente.
Las capas C y D pueden tener un espesor de 15% a 70% del espesor total de las capas A, B, C y D, por ejemplo de 20% a 60% de este espesor total.
El espesor de la capa intermedia C puede ser de 10% a 90% del espesor total de las capas C y D, por ejemplo de 40% a 80% de este espesor total.
La presente invención proporciona una película multicapas que se puede cerrar herméticamente y un método para mejorar las características del cosido de cierre de películas multicapas que son herméticamente cerradizas en máquinas de envasado de alta velocidad. Con el fin de que los envases formados con películas multicapas tengan un cierre hermético, se debe cuidar de proporcionar un medio de cierre que se acomode a la naturaleza de la película de barrera usada para el envase, esto es, su módulo o rigidez, el espesor, su capacidad de resistir a la temperatura y presión impuestas por las condiciones de cierre, etc. "Cierres herméticos", tal como se usa aquí, significa cierres, tanto que se pueden pelar como que no se pueden pelar, que proporcionan unas propiedades de barrera hermética, esto es, que no permiten el paso de un gas.
Como se indica en la patente U.S. nº. 5.888.648, se pueden usar dos capas separadas para desempeñar la función de cierre. Cada capa está diseñada principalmente para satisfacer una de las funciones de cierre requeridas y se pueden evitar ciertas imperfecciones de las costuras herméticas de cierre normalmente asociadas al envasado con película a alta velocidad. Específicamente, una "capa intermedia" principalmente satisface el requerimiento de "acomodación" del volumen entre las superficies de las mordazas de costura del aparato de envasado a alta velocidad durante la función de cierre. La "capa de cierre", por otra parte, satisface principalmente el requerimiento de proporcionar una adherencia alta en las condiciones de la operación de cierre. Teniendo en cuenta que las condiciones de la operación de cierre incluyen una temperatura y una presión elevadas sobre la capa de cierre, tanto la capa intermedia como la de cierre participarán en ambas funciones de cierre, esto es, acomodación y adherencia. No obstante, la función principal de la capa intermedia es proporcionar la acomodación, mientras que la responsabilidad principal de la capa de cierre es proporcionar adherencia. Así, la composición de la capa intermedia usualmente es diferente de la composición de la capa de cierre.
Dado que la función principal de la capa intermedia es la acomodación entre las mordazas de costura, la capa intermedia debe tener dos atributos para cumplimentar su función, un espesor suficiente y una propiedad de fluidez para acomodarse al espacio entre las mordazas.
"Acomodación" significa, en el contexto de la presente descripción, la capacidad para deformarse fácilmente y no elásticamente para llenar y acomodarse a la totalidad del espacio entre las superficies de cierre de una mordaza de costura. Las mordazas de costura pueden funcionar a una temperatura de 120ºC a 190ºC, y normalmente ejercen sobre el material que se envasa una presión de 0,83 MPa a 1,24 MPa.
En la patente U.S. nº. 5.888.648 se ilustran y describen mordazas de costura. Las mordazas de costura pueden ser planas o, en muchos casos, están provistas de dientes. Junto con una mordaza de costura se usa una mordaza complementaria de manera que los dientes de la mordaza de costura se acoplen a los valles la mordaza complementaria. Las superficies de las mordazas se cierran en la posición de costura sobre las películas multicapas, con lo que cosen las películas que están entre ellas. Para formar un cierre hermético, el volumen entre las superficies debe estar completamente lleno durante la operación de cierre. Éstas son las condiciones normales de selladura en las que la capa intermedia debe ser capaz de acomodarse.
La capa intermedia debe tener suficiente material para acomodarse sin dejar un hueco. Por tanto, el espesor de la capa intermedia debe ser tal que se proporcione un material continuo en el espacio entre las superficies de la mordaza de costura. La propiedad de fluidez de la capa intermedia debe ser tal que, a la temperatura y presión ejercidas durante el cierre, el material mantenga una viscosidad que conduce a se deforme fácilmente pero que se mantenga una masa sin solución de continuidad en el espacio entre las superficies de cierre.
Los autores de la invención han encontrado que los copolímeros al azar de etileno y propileno o un terpolímero al azar de etileno-propileno-butileno (EPB) son excelentes componentes para la capa intermedia C. Estos componentes son baratos y tienen los requerimientos de acomodación correctos para la capa intermedia C. Estos componentes pueden usarse solos o en combinación con otros componentes tales como polietileno lineal de baja densidad.
A su vez, la capa de cierre D tiene principalmente la finalidad de proporcionar adherencia. Por ello, los componentes de la capa de cierre D deben seleccionarse en cuanto a su capacidad de proporcionar al cierre una buena adherencia, esto es, para que la costura de cierre tenga una adecuada resistencia a tracción. Se ha encontrado que los copolímeros al azar de etileno-propileno, terpolímeros al azar de etileno-propileno-buteno y copolímeros de propileno-buteno son excelentes para uso como componente principal de la capa de cierre D. La capa de cierre D está cargada con antibloqueantes orgánicos y, opcionalmente inorgánicos, para facilitar la aptitud de mecanizado de la película.
Ejemplo 1
Se prepara una estructura laminar partiendo de una película coextruida de 4 capas, orientada biaxialmente, que tiene las capas A, B, C y D. La capa A de la película de 4 capas es una lámina pegada con adhesivo al producto de la película de polipropileno orientada biaxialmente (Mobil's 80 MB400). La película de 4 capas tiene la estructura A/B/C/D, en la que la capa exterior A de la película es de HDPE de 0,8 \mum de espesor, la capa núcleo B de la película es de polipropileno de un espesor de 11 \mum,, la capa intermedia C de la película tiene un espesor de 9 \mum y está hecha de un terpolímero de etileno-propileno-buteno-1 que tiene un punto de fusión DSC a 131ºC, y la capa exterior de cierre D de la película tiene un espesor de 1 \mum y está hecha de un terpolímero de etileno-propileno-buteno-1 con un punto de fusión DSC a 126ºC, cargada con 2400 ppm de SiO_{2} (tamaño de partícula 4 \mum) y 6000 ppm de Epostar 1010, adquirible de Shokubai Co., Ltd., que es un copolímero reticulado de metacrilato de metilo y trimetacrilato de propilideno, con un tamaño medio de partícula de 10 \mum.
La película laminar se evalúa usando una máquina de conformación, llenado y cierre en vertical, Fuji FW7700, a la velocidad de 55 envases por minuto. Se cierran bolsas vacías de un tamaño de 12,7 cm x 19,05 cm, llenas de aire, a las temperaturas especificadas para la costura de aleta en el reverso de la bolsa y la costura fruncida en ambos extremos de la bolsa. Las bolsas se someten a un vacío bajo agua de 33,86 kPa). Si no se observan burbujas, el cierre selladura se considera hermético o sin escapes. La combinación de temperaturas de cierre fruncido y de aleta se obtienen datos para obtener el intervalo de cierre hermético (esto es, no hay escapes en este intervalo de temperaturas). El intervalo de cierre hermético para la estructura laminar anterior se observa cuando la temperatura de cierre de aleta es de 127ºC a 138ºC y la temperatura de cierre fruncido es de 127ºC a 143ºC.
Ejemplo 2
Se prepara una estructura laminar de película con una película coextruida de 4 capas, orientada biaxialmente, que tiene las capas A, B, C y D. La capa A de la película de 4 capas es una lámina de polietileno unida a una película de polipropileno (Mobil's 80 MB400). La película coextruida de 4 capas, orientada biaxialmente, tiene la misma estructura que la del Ejemplo 1. La película laminar se hace pasar por la misma máquina de envasado y a la misma velocidad que en el Ejemplo 1. El intervalo de cierre hermético para la estructura laminar se observa cuando la temperatura de cierre de aleta es de 121ºC a 143ºC y la temperatura de cierre fruncido es de 127ºC a 143ºC.
Ejemplo 3
Se prepara una estructura laminar de película con una película coextruida de 4 capas, orientada biaxialmente, que tiene las capas A, B, C y D. La capa A de la película de 4 capas es una lámina de polietileno unida a una película de polipropileno (Mobil's 70 SWP-L). La película coextruida de 4 capas, orientada biaxialmente, tiene la misma estructura que la del Ejemplo 1.La película laminar se evalúa usando una máquina de conformación, llenado y cierre en vertical, Hayssen Ultimum II, a la velocidad de 55 envases por minuto. Se sellan bolsas vacías de un tamaño de 12,7 cm x 19,05 cm, llenas de aire, a las temperaturas especificadas para el cierre de aleta en el reverso de la bolsa y el cierre fruncido en ambos extremos de la bolsa. Se observa un cierre hermético cuando la temperatura de cierre a solape es de 127ºC a 165,5ºC y la temperatura de cierre fruncido es de 154ºC, y cuando la temperatura de cierre a solape es de 138ºC a 165,5ºC y la temperatura de cierre fruncido es de 149ºC.
Ejemplo 4
Se evalúa una película coextruida metalizada de 4 capas, orientada biaxialmente. Se deposita en vacío aluminio sobre la capa superficial A de la estructura A/B/C/D, que es la misma estructura de película coextruida de 4 capas, orientada biaxialmente, del Ejemplo 1. La película metalizada se imprime con tinta en la parte de arriba de la capa de aluminio y la capa de tinta se reviste con una laca resistente al calor. La estructura final de las capas es (laca resistente al calor)// tinta//HDPE//polipropileno// terpolímero de EPB (I)//terpolímero de EPB (II), siendo el terpolímero de EPB (I) un terpolímero de etileno-propileno-buteno-1 de 9 \mum de espesor que tiene un punto de fusión DSC a 131ºC, y el terpolímero de EPB (II) un terpolímero de etileno-propileno-buteno-1 de 1 \mum de espesor que tiene un punto de fusión DSC a 126ºC, cargado con 2400 ppm de SiO_{2} (tamaño 4 \mum) y 6000 ppm de Epostar 1010, adquirible de Nippon Shoukubai Co., Ltd., que se un copolímero reticulado de metacrilato de metilo y trimetacrilato de propilideno con un tamaño de partícula de 10 \mum. Esta película lacada, con impresión de tinta y metalizada, se hace pasar a través de una máquina horizontal de conformación, llenado y sellado Doboy a la velocidad de 26,2 m/min o 173 envases por minuto. Se producen bolsas vacías llenas con aire. El procedimiento de evaluación del intervalo de cierre hermético es el mismo del Ejemplo 1. Se observa un intervalo de cierre hermético cuando la temperatura de cierre con fruncido es de 115,5ºC a 160ºC y la temperatura de cierre de aleta se fija en 160ºC.

Claims (11)

1. Una película multicapa para hacer cierres herméticos en envases, que comprende:
(a) una capa A de un copolímero de polipropileno con una fluidez en estado fundido de más de 1, o un polietileno lineal de alta densidad con un índice de fusión de más de 1;
(b) una capa B de polipropileno orientado;
(c) una capa C de un copolímero al azar deformable que es suficientemente deformable en condiciones de cierre por calor, copolímero al azar deformable que se selecciona entre copolímeros de etileno-propileno, terpolímeros de etileno-propileno-buteno-1, copolímeros de propileno-buteno, y mezclas de ellos; y
(d) una capa D de un polímero cerradizo por calor, con un punto de fusión igual o inferior al del polímero de la capa C, polímero cerradizo por calor que se selecciona entre copolímeros de etileno-propileno, terpolímeros de etileno-propileno-buteno-1, copolímeros de propileno-buteno, y mezclas de ellos,
en la que la capa C es más gruesa que la capa D, estando la capa D cargada con un agente antibloqueante que comprende partículas de polímero orgánico, no deformables, que tienen un tamaño medio de partícula mayor que 6 \mum, y en la que el orden de las capas de la película es A/B/C/D.
2. La película de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el agente antibloqueante de la capa D comprende, además, partículas inorgánicas que tienen un tamaño medio de partícula mayor que 2 \mum.
3. La película de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el polímero orgánico no deformable del agente antibloqueante es un copolímero reticulado de metacrilato de metilo y trimetacrilato de propilideno, y en la que el tamaño medio de partícula de las partículas de polímero orgánico no deformable es de 6 \mum a 15 \mum.
4. La película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la carga de las partículas de polímero orgánico no deformable de la capa D es de 1.000 ppm a 20.000 ppm, y en la que el tamaño medio de partícula de las partículas de polímero orgánico no deformable es de 5 \mum a 12 \mum.
5. La película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el espesor de la capa C es de 3 \mum a 15 \mum, en la que el espesor de la capa D es inferior a 4 \mum, en la que el espesor de la capa B es de 8 \mum a 25 \mum y en la que la carga de las partículas de polímero orgánico no deformable de la capa D es de 3.000 ppm a 15.000 ppm.
6. La película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el espesor de la capa C es de 5 \mum a 12 \mum, en la que el espesor de la capa D es de 1 \mum a 4 \mum, y en la que el espesor de la capa B es de 10 \mum a 20 \mum.
7. La película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la película está orientada uniaxialmente o biaxialmente.
8. La película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la película se puede cerrar herméticamente en una máquina para hacer bolsas de envasado con una combinación de una costura de cierre de aleta y costuras de cierre con fruncido o una combinación de una costura de cierre de solape y costuras de cierre con fruncido.
9. La película de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la película está metalizada.
10. La película de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el espesor de la capa C es de 7 \mum a 10 \mum, en la que el espesor de la capa D es de 1 \mum a 2 \mum y en la que el espesor de la capa B es de 11 \mum a 17 \mum.
11. Una bolsa multicapas para envasado, con una combinación de una costura de cierre de aleta y costuras de cierre con fruncido, o una combinación de una costura de cierre de solape y costuras de cierre con fruncido, que comprende:
(a) una capa A de copolímero de polipropileno con una fluidez en estado fundido de más de 1, o un polietileno lineal de alta densidad con un índice de fusión de más de 1;
(b) una capa B de polipropileno orientado;
(c) una capa C de un copolímero al azar deformable que es suficientemente deformable en condiciones de cierre por calor, copolímero al azar deformable que se selecciona entre copolímeros de etileno-propileno, terpolímeros de etileno-propileno-buteno-1, copolímeros de propileno-buteno, y mezclas de ellos; y
(d) una capa D de polímero cerradizo por calor, con un punto de fusión igual o inferior al del polímero de la capa C, polímero cerradizo por calor que se selecciona entre copolímeros de etileno-propileno, terpolímeros de etileno-propileno-buteno-1, copolímeros de propileno-buteno, y mezclas de ellos,
en la que la capa C es más gruesa que la capa D; estando la capa D cargada con un agente antibloqueante que comprende partículas orgánicas no distorsionables que tienen un tamaño medio de partícula mayor que 6 \mum, y en la que el orden de las capas de la película es A/B/C/D.
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