ES2205074T3 - Pelicula multicapa y procedimiento para su produccion, y su utilizacion. - Google Patents
Pelicula multicapa y procedimiento para su produccion, y su utilizacion.Info
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Abstract
LA INVENCION TRATA DE UNA LAMINA MULTIESTRATIFICADA CON UNA CAPA EXTERIOR POLIMERICA, UNA CAPA MEDIA POLIMERICA Y UNA CAPA INTERNA POLIMERICA TERMOSELLABLE, CON AL MENOS UNA CAPA DE CONEXION HECHA DE UN COMPUESTO DE POLIPROPILENO Y/O UNA MEZCLA DE UN HOMO - Y/O COPOLIMERO DE POLIPROPILENO Y AL MENOS UN ELASTOMERO TERMOPLASTICO Y/O POLIISOBUTILENO Y UNA CAPA INTERNA DE UN COMPUESTO DE POLIPROPILENO FORMADO A PARTIR DE UN HOMO - Y/O COPOLIMERO DE POLIPROPILENO CON AL MENOS UN ELASTOMERO TERMOPLASTICO, UN PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACION DE LA LAMINA MULTIESTRATIFICADA, EN EL CUAL AL MENOS DOS CAPAS DE LA LAMINA MULTIESTRATIFICADA SE COEXTRUSIONAN ASI COMO SU UTILIZACION PARA EL EMPAQUETADO DE MATERIALES, COMO ALIMENTOS O LIQUIDOS O SOLUCIONES MEDICINALES, Y COMO SOLUCIONES SALINAS, SOLUCIONES DE AMINOACIDOS, SOLUCIONES DE DIALISIS, SOLUCIONES SUSTITUYENTES DE SANGRE, SANGRE.
Description
Película multicapa y procedimiento para su
producción, y su utilización.
El invento se refiere a una película multicapa
con capa exterior de polímero, capa de unión de polímero y capa
interior de polímero sellable al calor, al procedimiento para la
producción de la misma y a su utilización.
Películas multicapa de esta clase, que
preferentemente son sellables al calor, se emplean ya desde hace
tiempo para la producción de bolsas estancas a los líquidos,
especialmente estancas al vapor de agua. En especial, se emplean
para bolsas como envases primarios de líquidos y soluciones
medicinales. También se pueden emplear como bolsas de drenaje. Para
ello, generalmente es suficiente que sean estancas a los
líquidos.
En casos especiales, sobre todo cuando se emplean
como envase primario de materiales sensibles al oxígeno, puede ser
deseable también una propiedad correspondiente de barrera de gases.
Este es el caso, por ejemplo, para el empleo como envase de
soluciones de aminoácidos, cuando la entrada o, respectivamente,
emisión de CO_{2} puede dar lugar, por ejemplo, a variaciones no
deseadas del valor del pH o, respectivamente, a que al entrar el
oxígeno el contenido se oxide y se altere por ello.
Hasta ahora, además del frasco de vidrio que es
pesado y poco manejable, para líquidos y soluciones medicinales se
emplean con frecuencia bolsas de PVC blando. Estas son
satisfactorias en cuanto a su flexibilidad y posibilidad de
sellado, pero tienen la desventaja de que los plastificantes
contenidos en ellas, por migración en el PVC, se difundían
fácilmente al interior de la bolsa y podían conducir así a una
contaminación altamente indeseable del contenido. Especialmente en
el caso de soluciones para infusiones es extremadamente indeseable
que estos plastificantes lleguen al paciente con la solución.
Otra desventaja más de las bolsas de PVC blando
conocidas consiste en que éstas, en virtud de los compuestos de
cloro y las dioxinas que se producen en la combustión, dan lugar a
problemas en la separación de residuos. Ya se ha propuesto emplear
en lugar de PVC (cloruro de polivinilo) bolsas de polietileno. Sin
embargo, este material en la mayor parte de los tipos tiene la
desventaja de que, sólo se puede tratar en autoclave a una
temperatura de, como máximo, 121ºC (esterilización con vapor de
agua). Además, a las alternativas del polietileno les faltaban con
frecuencia las deseadas transparencia y flexibilidad.
El documento US 4778679 de la American National
Can Company describe una película multicapa, que también se puede
esterilizar, que presenta una combinación de una capa de unión que
presenta principalmente HDPE (polietileno de alta densidad) con una
mezcla de polipropileno, con un TPE como capa exterior. En este
caso se emplean combinaciones de películas a base de polipropileno
con películas con polímeros a base de polietileno, puesto que este
último evita la fragilidad y la inflexibilidad del polipropileno,
mientras que se garantiza la ausencia de halógenos y la
soldabilidad de la película. Pero esta conocida película aún era
mejorable en cuanto a su aspecto externo (transparencia).
En el documento
DE-A-44 10 876 se describe una
película multicapa pelable, extruida, con una mezcla de
polipropileno-TPS, con una capa interior sellable
al calor a una temperatura de 115 - 150ºC, una capa de homopolímero
de polipropileno como capa exterior, así como una capa de
polipropileno/VLDPE como capa de unión. Sin embargo, esta conocida
película multicapa es mejorable tanto en lo que respecta a su
transparencia, como también a su flexibilidad y en cuanto a la
adhesión entre las capas que forman la película multicapa, como se
puede deducir ya del hecho de que se trata de una película pelable
- es decir, de una película cuyas capas se pueden separar unas de
otras.
También en el documento EP 0437856 (IDEMITSU) se
describe un producto de película multicapa, capaz de ser pelado, a
base de poliestireno, en el cual se producen capas que contienen
polipropileno junto con capas que contienen poliestireno, en forma
de capas fácilmente separables que se dejan pelar.
De esto se deduce, que en muchas películas
multicapa conocidas, con una alta proporción de polipropileno, es
problemática la unión de las capas entre sí, lo cual es esencial
para la resistencia mecánica y también para el aspecto del conjunto
de la película.
Las exigencias fundamentales a las películas
multicapa para su aplicación como envase de soluciones acuosas,
especialmente de soluciones para infusiones o similares, son por lo
tanto, que éstas
posean
- -
- elevada flexibilidad
- -
- muy buena transparencia
- -
- baja permeabilidad para el vapor de agua
- -
- inocuidad fisiológica y estabilidad mecánica,
sean
- -
- sellables con herramientas de calefacción permanente o soldables por impulsos, aptas para tratar en autoclave también por encima de 121ºC, y que
- -
- para alimentos especiales o líquidos y soluciones medicinales pueda existir también un efecto adicional de barrera frente al oxígeno y/o al dióxido de carbono.
Por consiguiente, la misión del invento es crear
una película multicapa transparente, soldable, es decir soldable por
impulsos o sellable por calor, que sea fácil de evacuar, que sea un
material alternativo del PVC blando utilizado hasta ahora y que,
por sus especiales propiedades, se pueda prever también para otros
campos de aplicación, aparte de los habituales previstos para el
PVC blando.
El problema se resuelve conforme al invento por
una película multicapa con las características de la reivindicación
1.
La capa interior presenta preferentemente una
temperatura de sellado inferior a la de la capa exterior, por lo
cual es posible entonces el sellado en caliente con herramientas de
calefacción permanente. Pero también es posible producir películas
multicapa sin un gradiente del punto de fusión de las capas, de este
tipo - en este caso éstas se tienen que soldar, por ejemplo, por
impulsos.
De manera ventajosa, se selecciona como mínimo un
elastómero termoplástico del grupo de copolímeros en bloque de
estireno (TPE-S, por ejemplo SEPS, SIS, SEBS, SBS),
poliéter-ésteres (TPE-E), poliuretanos
(TPE-U), poliéter-amidas
(TPE-A) o del grupo de mezclas EPDM/PP o del grupo
de mezclas de caucho de butilo/PP.
TPE es aquí la abreviatura generalmente habitual
para un elastómero termoplástico.
Como SEBS se entiende aquí un polímero tribloque
de
estireno-etileno/butileno-estireno;
como SBS un polímero dibloque de
estireno-butileno-estireno, como
SEPS un polímero tribloque de
estireno-etileno/propileno-estireno
y como SIS un polímero tribloque de
estireno-isopreno-estireno.
Como EPDM se entiende un terpolímero de etileno,
propileno y un dieno no conjugado (EPDM) y/o un copolímero de
etileno-alfa-olefina.
Como caucho de butilo se entiende un copolímero
de isobutileno e isopreno.
Para la mezcla con polipropileno también se puede
utilizar junto a los elastómeros termoplásticos descritos,
adicionalmente o solo, un poliisobutileno (incorporado por
mezcladura o mezclado por adición posterior), el cual presenta una
alta flexibilidad y un bajo punto de fusión.
Es especialmente preferido, que la al menos una
capa intermedia presente una proporción más elevada de elastómero
termoplástico, puesto que de esta manera se consigue una mayor
flexibilidad. Pero también puede ser conveniente emplear adicional
o alternativamente poliisobutileno como capa intermedia.
Puede ser necesario que la capa exterior sea una
barrera frente al oxígeno y/o al dióxido de carbono.
Esto se puede conseguir, por ejemplo, eligiendo
la capa exterior del grupo constituido por poliamida 6, poliamida
66, poliamida 610, poliamida 6/66, poliamida 66/610, poliamida
aromática o mezclas de estos materiales.
Una capa exterior preferida se compone de una
mezcla de 65 a 95% en peso de una poliamida aromática con una
poliamida 6,6. Por ejemplo, es adecuada una poliamida 66 con un
índice de viscosidad de al menos 200 (según DIN 53727/ácido
sulfúrico).
Pero este tipo de capas de barrera se tienen que
fijar al conjunto de capas por medio de un inductor de adherencia y
se pueden disponer como tercera, cuarta u otra capa exterior.
También puede ser conveniente, en el caso de que
no se necesiten propiedades de barrera a los gases, que la capa
exterior sea un homopolimerizado de polipropileno, o también un
copolimerizado de polipropileno. Esta capa es especialmente adecuada
en conjunto con una capa de unión, constituida por una mezcla de
polipropileno de un homopolimerizado de polipropileno, un
TPE-S y un plastificante, y de una capa interior
sellable al calor a base de una mezcla de polipropileno constituida
por un homopolimerizado de polipropileno y un
TPE-S.
Para el procedimiento de sellado al calor es
preferible una capa exterior de un polimerizado de
polipropileno.
Como capa exterior se puede utilizar también,
junto a un copolimerizado de polipropileno, una mezcla de
poliisobuteno/polipropileno - en estos casos, la película multicapa
se puede unir entonces a la capa de sellado por soldadura por
impulsos en virtud de las propiedades de fusión de la capa
exterior.
La al menos una capa de unión en el conjunto de
la película no sólo se encarga de la adherencia de la capa exterior
y la capa interior entre sí, sino también de la flexibilidad de la
película multicapa. Por lo tanto, el material de la capa de unión
se elige de modo que sea altamente flexible y permita también una
buena adherencia con las capas vecinas. A ello se une, además, la
excelente transparencia de contacto, preferida, de esta capa de
unión en la película multicapa, para no influir negativamente sobre
la transparencia total de la película.
Una unión de este tipo se puede conseguir, por
ejemplo, por coextrusión, por la cual, en virtud de la coextrusión,
las capas se adhieren entre sí sin problemas y, a pesar de ello, se
garantiza una buena capacidad de sellado de la película interior
por un gradiente del punto de fusión de las capas desde fuera hacia
dentro.
Pero también se puede formar una película
multicapa sin un claro gradiente de temperatura, pudiéndose soldar
entonces ésta, por ejemplo, según el procedimiento de impulsos.
Un grosor total típico de la película multicapa
se encuentra, por ejemplo, en la zona de 100 a 350 \mum.
Especialmente preferido es que las capas sean
coextruidas, con lo cual se puede evitar la previsión de mejoradores
de adherencia o también de pegamentos, y la producción de la
película multicapa se puede llevar a cabo en una única etapa de
fabricación. Pero, eventualmente, también se pueden aplicar capas
exteriores a modo de forro, de manera en sí ya conocida.
Especialmente preferido es que la película
coextruida se coextruya en capas desde arriba hacia abajo y, acto
seguido, se enfríe bruscamente. El enfriamiento brusco se efectúa
preferentemente por extrusión en un baño de agua. Por medio de este
enfriamiento brusco se conserva el estado amorfo del polímero a
partir del líquido fundido y mejora considerablemente la
flexibilidad, así como la transparencia del mismo en comparación
con películas no enfriadas bruscamente.
Es especialmente favorable para la utilización de
la película multicapa en la producción de bolsas, que el material
sea extruido en forma de tubo flexible. De este modo se evita una
contaminación por gérmenes de la parte interior de la bolsa,
especialmente si para abrir por soplado el tubo flexible de película
se emplea un gas inerte (por ejemplo nitrógeno) en lugar del aire
ambiental.
Especialmente preferido es emplear la película
multicapa conforme al invento para la producción de bolsas para
fines alimentarios y para líquidos y soluciones medicinales.
Como ejemplos concretos de aplicación se
enumerarán únicamente algunos:
- a)
- para fines alimentarios: vino, extracto de café congelado y mermelada
- b)
- para líquidos y soluciones medicinales: soluciones de sal común, sangre, soluciones sustituyentes de la sangre, soluciones para diálisis, soluciones de aminoácidos - pero se pueden envasar también otros materiales pastosos o líquidos o secos, especialmente aquellos que eventualmente se deban esterilizar o envasar en caliente.
Para determinadas exigencias también puede que no
sea necesario enfriar bruscamente en baño de agua la película en
forma de tubo flexible coextruido en el ancho de la bolsa. Entonces
la película se coextruye en una instalación de soplado o de colada
de películas y se prosigue con su elaboración en forma de tubo
flexible o, respectivamente, banda plana, sin enfriamiento por
agua.
Esto se puede llevar a cabo, por ejemplo, de modo
que en una etapa de elaboración posterior se disponen a modo de
forro una o varias capas de película sobre la película coextruida.
Tales películas se pueden seleccionar según determinadas propiedades
de barrera (por ejemplo frente a oxígeno) o también para aumentar
claramente el gradiente del punto de fusión.
Preferentemente, la elaboración posterior de una
película coextruida de este tipo tiene lugar en instalaciones de
confección comerciales, como banda doble en posición plana, con
sellado en tres bordes.
Las bolsas así producidas se utilizan con
frecuencia para líquidos y soluciones medicinales residuales (tales
como, por ejemplo, líquidos de drenaje).
A continuación se ilustrará más detalladamente el
invento con ayuda de ejemplos de realización a los que de ningún
modo se limita el ámbito de protección.
Capa exterior:
DAPLEN KF 201 (adquirible en la PCD/Linz)
homopolimerizado de polipropileno con un espesor
de 15 \mum.
Capa de unión:
CAWITON MED PR 3530 (adquirible en la razón
social WITTENBURG/Bussum-Países Bajos)
mezcla de polipropileno con un espesor de 95
\mum, constituida por
- a) homopolimerizado de polipropileno
- b) SEBS como TPE-S
- c) plastificante
Capa interior:
CAWITON MED PR 3663 (adquirible en la razón
social WITTENBURG/Bussum-Países Bajos)
mezcla de polipropileno con un espesor de 40
\mum, constituida por
- a) homopolimerizado de polipropileno
- b) SEBS como TPE-S
El espesor total de la película compuesta
multicapa extruida en un baño de agua era de aproximadamente 150
\mum.
Se obtuvo una película clara bien sellable.
Capa exterior:
DAPLEN KF 201 (adquirible en PCD/Linz)
homopolimerizado de polipropileno con un espesor
de 20 \mum,
Capa de unión:
CAWITON MED PR 3530 (adquirible en la razón
social WITTENBURG/Bussum-Países Bajos)
mezcla de polipropileno con un espesor de 125
\mum constituida por
- a) homopolimerizado de polipropileno
- b) SEBS como TPE-S
- c) plastificante
Capa interior:
CAWITON MED PR 3663 (adquirible en la razón
social WITTENBURG/Bussum-Países Bajos)
mezcla de polipropileno con un espesor de 55
\mum constituida por
- a) homopolimerizado de polipropileno
- b) SEBS como TPE-S
El espesor total de la película compuesta
multicapa extruida en un baño de agua era de aproximadamente 200
\mum.
\newpage
Capa exterior:
DAPLEN KF 201 (adquirible en PCD/Linz)
homopolimerizado de polipropileno con un espesor
de 25 \mum,
Capa de unión:
CAWITON MED PR 3530 (adquirible de la razón
social WITTENBURG/Bussum-Países Bajos)
mezcla de polipropileno con un grosor de 155
\mum constituida por
- a) homopolimerizado de polipropileno
- b) SEBS como TPE-S
- c) plastificante
Capa interior:
CAWITON MED PR 3663 (adquirible de la razón
social WITTENBURG/Bussum-Países Bajos)
mezcla de polipropileno con un espesor de 70
\mum constituida por
- a) homopolimerizado de polipropileno
- b) SEBS como TPE-S
El espesor total de la película compuesta
multicapa extruida en baño de agua era de aproximadamente 250
\mum.
Capa exterior:
90% en peso de nilón MXD 6 (adquirible MITSUBISHI
INT./Düsseldorf)
10% en peso de AKULON S 240 C (adquirible de
DSM/Düsseldorf)
poliamida con un espesor de 20 \mum,
Capa de unión 1:
ADMER NF QB 540 E (adquirible de
MITSUI/Düsseldorf)
inductor de adherencia PA-PP con
un espesor de 4 \mum,
Capa de unión 2:
CAWITON MED PR 3530 (adquirible de la razón
social WITTENBURG/Bussum-Países Bajos)
mezcla de polipropileno con un espesor de 120
\mum constituida por
- a) homopolimerizado de polipropileno
- b) SEBS como TPE-S
- c) plastificante
Capa interior:
CAWITON MED PR 3663 (adquirible de la razón
social WITTENBURG/Bussum-Países Bajos)
mezcla de polipropileno con un espesor de 55
\mum constituida por
- a) homopolimerizado de polipropileno
- b) SEBS como TPE-S
El espesor total de la película compuesta
multicapa extruida en un baño de agua era de aproximadamente 200
\mum. La película era bien sellable al calor e impermeable a los
gases frente al oxígeno en condiciones medioambientales
normales.
Capa exterior:
Novolen 3200 HX (adquirible de
BASF/Ludwigshafen)
copolimerizado de polipropileno con un espesor de
20 \mum
Capa de unión:
CAWITON MED PR 3530 (adquirible de la razón
social WITTENBURG/Bussum-Países Bajos)
mezcla de polipropileno con un espesor de 125
\mum constituida por
- a) homopolimerizado de polipropileno
- b) SEBS como TPE-S
- c) plastificante
Capa interior:
CAWITON MED PR 3663 (adquirible de la razón
social WITTENBURG/Bussum-Países Bajos)
mezcla de polipropileno con un espesor de 55
\mum constituida por
- a) homopolimerizado de polipropileno
- b) SEBS como TPE-S
El espesor total de la película compuesta
multicapa extruida en un baño de agua era de aproximadamente 200
\mum.
Esta película multicapa o, respectivamente, las
bolsas fabricadas con ella, son esterilizables en caliente
especialmente para fines medicinales y no desprenden sustancia
alguna de las contenidas en las películas - tales como
suavizantes/plastificantes o similares - a los materiales acuosos
que se encuentren en el interior de las bolsas.
Aunque el procedimiento se ha ilustrado más
detalladamente con ayuda de ejemplos de realización preferidos,
queda claro para el experto en la materia que son posibles multitud
de derivaciones, tal como están contenidas en el ámbito de
protección de las reivindicaciones.
Claims (19)
1. Película multicapa transparente con una capa
exterior de polímero, al menos una capa de unión que permite una
buena adherencia con las capas vecinas a base de un compuesto de
polipropileno y/o de una mezcla de un homopolímero y/o copolímero de
polipropileno y, al menos de un elastómero termoplástico y/o
poliisobutileno, y de una capa interior adherida a la capa de unión
vecina a base de una mezcla de un homopolímero y/o un copolímero de
polipropileno con al menos un elastómero termoplástico.
2. Película multicapa según la reivindicación 1,
en la cual el al menos un elastómero termoplástico se elige del
grupo constituido por copolímeros en bloque de estireno, polímeros
tribloque estireno/etileno-butileno/estireno,
copolímeros dibloque de estireno/butileno-estireno,
polímeros tribloque de estireno/etileno- propileno/estireno y
polímeros tribloque de estireno/isopreno/estireno, poliéterésteres,
poliuretanos, poliéteramidas, mezclas de EPDM/PP y mezclas de caucho
de butilo/PP.
3. Película multicapa según una de las
reivindicaciones precedentes, en la cual la capa exterior se elige
del grupo compuesto por poliamida 6, poliamida 610, poliamida 6/66,
poliamida 66/610, poliamidas aromáticas, mezclas de las mismas;
homopolímeros de polipropileno; y una mezcla de 65 a 98% en peso de
una poliamida aromática con una poliamida 66.
4. Película multicapa según la reivindicación 3,
en la cual la poliamida 66 es una poliamida con un índice de
viscosidad de al menos 200 (según DIN 53727/ácido sulfúrico
5. Película multicapa según una de las
reivindicaciones precedentes, en la cual la al menos una capa
exterior posee un efecto de barrera frente al oxígeno y/o al
dióxido de carbono.
6. Película multicapa de barrera según una de las
reivindicaciones precedentes, en la cual la capa vecina a la capa
exterior se elige del grupo constituido por los inductores de
adherencia para polipropilen/poliamida.
7. Película multicapa según una de las
reivindicaciones precedentes, en la cual la capa de unión y la capa
interior sellable presenta una mezcla de un copolímero de
polipropileno y un TPE-S (preferentemente
10-50% en peso de la correspondiente capa SEBS).
8. Película multicapa según la reivindicación 7,
en la cual la mezcla de la capa de unión presenta, además,
plastificantes y/o coadyuvantes para la elaboración.
9. Película multicapa según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
homopolímero de polipropileno puede presentar, además, un agente de
nucleación.
10. Película multicapa según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque es
esterilizable al calor.
11. Película multicapa según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el espesor
final de la película es de 100 a 350 \mum.
12. Película multicapa según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque existe un
gradiente de temperatura de los puntos de fusión de las capas de la
película desde la capa exterior hacia la capa interior, de modo que
bajo la acción del calor la capa interior funde antes que la capa
exterior.
13. Procedimiento para la producción de una
película multicapa según una de las reivindicaciones precedentes,
que presenta la coextrusión de por lo menos dos capas de la
película multicapa.
14. Procedimiento para la producción de una
película multicapa según una de las reivindicaciones precedentes, en
el cual la coextrusión tiene lugar desde arriba hacia abajo, bajo
enfriamiento brusco.
15. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque el enfriamiento brusco tiene lugar por
coextrusión en un baño de agua.
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, según el cual la capa coextruida se
extruye en forma de un tubo flexible o de una banda plana.
17. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, según el cual el material se extruye
en forma de tubo flexible, en el cual la anchura del tubo flexible
colocado en posición plana es preferentemente igual al ancho
ulterior de la bolsa.
18. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el cual la capa exterior se coloca
a modo de forro.
19. Utilización de la película multicapa según
una de las reivindicaciones precedentes como material para el
envasado de productos alimentarios, vino, extracto de café
congelado, sopas, mermeladas y alimentos congelados; líquidos o,
respectivamente, soluciones medicinales tales como soluciones de sal
común, soluciones de aminoácidos, soluciones para diálisis,
soluciones de productos sustitutivos de la sangre y sangre, otros
productos líquidos y pastosos.
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|---|---|---|---|
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