ES2213909T3 - Pelicula de envasado resistente al empañamiento. - Google Patents
Pelicula de envasado resistente al empañamiento.Info
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Abstract
Una película de embalaje incluye una capa sellable mediante calor revestida de uno o más agentes antivaho dispuestos en un amalgamador, un agente antibloqueo y más de alrededor de 800 ppm de agente deslizante. La capa sellable mediante calor incluye un polímero que incluye unidades monoméricas derivadas del etileno mientras que el amalgamador incluye un polímero que incluye unidades monoméricas derivadas de un éster del ácido (met)acrílico y/o monómeros de acetato de vinilo. El agente antibloqueo puede estar en cualquier capa de la película en donde pueda suministrar el efecto deseado. La película, así como los nevases hechos a partir de la misma, puede utilizarse para envasar una gran variedad de productos, encontrando una utilidad particular en el envasado de productos húmedos.
Description
Película de envasado resistente al
empañamiento.
La película descrita aquí es útil en el envasado
de una variedad de productos, particularmente productos alimenticios
perecederos tales como productos agrícolas enteros y cortados, y
exhibe excelente resistencia al empañamiento.
Cada año, se usan materiales termoplásticos de
envasado para cerrar y proteger un número creciente de productos.
Muchos de esos productos exhiben propiedades que requieren
materiales de envasado con propiedades especiales. De acuerdo con
esto, se desarrollan y se introducen cada año numerosos materiales
de envasado.
Debido a su flexibilidad, resistencia, bajo peso,
etc., las películas termoplásticas y los envases hechos de las
mismas continúan acaparando un porcentaje siempre creciente del
mercado del envasado. Sin embargo, debido a la naturaleza variada de
los productos que se envasan, se demandan continuamente películas
con propiedades nuevas y mejoradas.
Los productos que contienen humedad han
presentado un problema desde hace mucho tiempo. Una vez que tal
producto se envasa, el agua que se evapora del mismo tiende a
condensarse sobre la superficie interna del envase. Esto es
particularmente cierto cuando el producto envasado se almacena a
temperaturas subambientales como es el caso con, por ejemplo,
productos agrícolas.
Como podría esperarse, los fabricantes y
comerciantes insisten en que los productos se presenten de una
manera que sea estéticamente agradable y proporcione al cliente una
visión clara del producto. Sin embargo, la condensación reduce la
capacidad de los clientes potenciales para ver el producto. Así, se
ha desarrollado una necesidad de que las películas y los envases
resistan esta condensación (a veces llamada "empañamiento").
Durante los últimos años, se han propuesto numerosas soluciones. Sin
embargo, muchas de estas soluciones han provocado otros
problemas.
Los tensioactivos y agentes humectantes (a menudo
denominados agentes antiempañamiento) usados comúnmente para reducir
la cantidad de condensación exhibida en películas y envases
termoplásticos tienden a interferir con la capacidad de la tinta
para adherirse al polímero o los polímeros de la película o el
envase. Debido a que una porción significativa de los envases están
impresos para indicar la fuente, el contenido, etc., particularmente
los diseñados para venta al por menor, la buena adhesión de la tinta
es un requisito previo.
Aunque los agentes antiempañamiento normalmente
se aplican a la superficie de la película o el envase más cercana al
producto alimenticio, tienden a migrar al interior de la película o
el envase. Cuando esta migración continúa hasta la superficie
externa de la película o el envase, el agente antiempañamiento (que
normalmente tiene una tensión superficial baja) puede interferir con
la adhesión entre la tinta y la película. Esta adhesión disminuida
puede dar como resultado una dificultad incrementada al imprimir la
película y/o la formación de manchas de la tinta impresa sobre otros
artículos o los consumidores.
Para exacerbar este problema de adhesión de la
película a la tinta, a menudo se usan aditivos llamados agentes
deslizantes en procedimientos de fabricación de películas. Los
agentes deslizantes son lubricantes internos que exudan hasta la
superficie de una película durante e inmediatamente después de su
fabricación de modo que proporcionan un revestimiento delgado que
reduce el coeficiente de fricción (COF) que de otra manera poseería
la película. Además de esos agentes deslizantes usados en la
fabricación de las materias primas polímeras, los productores de
películas a menudo añaden todavía más agentes deslizantes (tales
como amidas grasas) durante la fabricación de la propia película.
Aunque una película con un COF inferior puede procesarse más
fácilmente, la misma película es más difícil de imprimir y, cuando
se imprime, tiene una adhesión de película a tinta inferior que una
película similar que no contiene agente deslizante.
Así, sigue existiendo una necesidad de una
película que tenga (1) buena adhesión a tinta, (2) un COF
suficientemente bajo para que se fabrique y se procese fácilmente y
(3) una resistencia adecuada al empañamiento. El suministro de tal
película es altamente deseable.
Brevemente, la presente invención proporciona una
película de envasado que incluye una capa termosellable revestida
con uno o más agentes antiempañamiento dispuestos en un aglutinante,
un agente antibloqueo y no más de aproximadamente 800 partes por
millón (ppm) de agente deslizante. La capa termosellable incluye un
polímero que incluye unidades "meras" derivadas de etileno
mientras que el aglutinante incluye un polímero que incluye unidades
"meras" derivadas de un éster de ácido (met)acrílico y/o
monómeros de acetato de vinilo. El agente antibloqueo puede estar en
cualquier capa de la película en la que proporcione el efecto
deseado. La película incluye preferiblemente un agente deslizante en
una cantidad de no más de, en orden ascendente de preferencia,
aproximadamente 750 ppm, aproximadamente 700 ppm, aproximadamente
650 ppm, aproximadamente 600 ppm y aproximadamente 550 ppm. En
ciertas situaciones, la cantidad de agente deslizante presente puede
ser tan baja como aproximadamente 500 ppm, aproximadamente 400 ppm,
aproximadamente 300 ppm, aproximadamente 200 ppm, aproximadamente
100 ppm, aproximadamente 50 ppm, incluso aproximadamente 25 ppm. En
una modalidad, la película de la presente invención puede estar
esencialmente libre de agente deslizante.
La película de la presente invención puede ser
una película de una sola capa, es decir, la capa termosellable es la
única capa. Alternativamente, la película de la presente invención
puede ser una película de varias capas y, para ciertas aplicaciones
de uso final, puede preferirse una película con más de una capa.
Capas que incluyen un polímero con unidades "meras" derivadas
de propileno y/o estireno pueden proporcionar películas con
características de comportamiento que difieren de las de una
película de una sola capa.
En otros aspectos, la presente invención
proporciona un envase formado por la película descrita previamente
así como un método para usar la película descrita previamente que
incluye introducir un producto en una bolsa hecha de la película y a
continuación sellar la bolsa a fin de formar un envase.
Películas tales como las que se acaban de
describir exhiben un COF deseable y resisten el empañamiento,
incluso cuando se usan para envasar productos húmedos. Debido a que
la película de la presente invención incluye menos agente deslizante
del que normalmente está presente en películas usadas para
aplicaciones similares, también puede exhibir excelente adhesión a
cualquier tinta impresa sobre la misma.
La película de la presente invención puede usarse
para envasar una variedad de productos. Puede ser especialmente útil
para envasar productos alimenticios, particularmente productos
alimenticios húmedos tales como, por ejemplo, muchos tipos de
productos agrícolas. La película de la presente invención puede ser
especialmente útil en el envasado de lechuga cortada, mezclas para
ensalada, frutas cortadas, apio y similares.
Se aplican las siguientes definiciones a no ser
que se indique expresamente una intención contraria:
"ácido (met)acrílico" incluye tanto
ácido acrílico como/o ácido metacrílico;
"interpolímero" significa un polímero
formado mediante la reacción de polimerización de dos o más
monómeros diferentes e incluye copolímeros, terpolímeros,
tetrapolímeros, etc.;
"película" se usa en su sentido más genérico
para incluir todos los materiales de banda de plástico, aunque los
que tienen un grosor de 0,25 mm o menos son los más preferidos;
"capa interna" significa una capa de una
película de varias capas que tiene ambas de sus superficies
principales adheridas directamente a otras capas de la película;
"capa externa" significa una capa de una
película que tiene una (o, en el caso de películas de monocapa,
ninguna) de sus superficies principales directamente adherida a otra
capa de la película;
"capa de la cara interior" significa una
capa externa de una película de varias capas que está, con relación
a las otras capas de la película, más cerca del producto que se
envasa;
"capa de la cara exterior" significa la capa
de una película de varias capas que está, con relación a las otras
capas de la película, más lejos del producto que se envasa;
"selladura" significa una unión de una
primera región de una superficie de la película a una segunda región
de una superficie de la película creada calentando (por ejemplo, por
medio de una barra calentada, aire caliente, radiación infrarroja,
selladura ultrasónica, etc.) las regiones hasta al menos sus
temperaturas de iniciación de la selladura respectivas;
"adherir" significa
(a) cuando se usa en relación con dos o más
películas, unir las películas entre sí usando una selladura térmica
u otros medios tales como, por ejemplo, una capa de adhesivo entre
las películas, o
(b) cuando se usa en relación con capas de
película, unir una capa de película sujeto a una capa de película
objeto, sin una capa de ligadura, un adhesivo u otra capa entre
ellas;
"índice del fundido", según se describe en
ASTM D1238, es la cantidad de una resina termoplástica que puede
forzarse a través de un orificio con un diámetro de 0,21 cm (0,0825
pulgadas) cuando se somete a una fuerza de 2160 gramos en 10 minutos
a una temperatura especificada (por ejemplo, 190ºC);
"contracción libre total" significa el
porcentaje de cambio dimensional en una muestra de película de 10 cm
x 10 cm, cuando se contrae a 85ºC, llevándose a cabo la
determinación cuantitativa de acuerdo con ASTM D2732.
La película de la presente invención incluye una
capa termosellable y una capa que incluye un agente antibloqueo (es
decir, una capa portadora). En una modalidad, la capa termosellable
y la capa portadora son la misma capa.
La capa termosellable de la película de la
presente invención incluye uno o más polímeros que tienen unidades
"meras" derivadas de etileno. Aunque puede usarse homopolímero
de etileno, se prefieren interpolímeros. Interpolímeros ejemplares
incluyen los que incluyen unidades "meras" derivadas de uno o
más de propileno, \alpha-olefinas de 4 a 20 átomos
de carbono, acetato de vinilo, ácido (met)acrílico y ésteres
de 1 a 20 átomos de carbono de ácido (met)acrílico. También
pueden ser útiles ionómeros. Interpolímeros preferidos son
interpolímeros de etileno/\alpha-olefina. Para
algunas aplicaciones, pueden usarse poliamidas y/o poliésteres en la
capa termosellable. Además, los polímeros pueden ser heterogéneos u
homogéneos. Los polímeros heterogéneos (por ejemplo, los preparados
con catalizadores Ziegler-Natta) tienen una
variación relativamente amplia en la distribución de pesos
moleculares y composiciones. Por otra parte, los polímeros
homogéneos (por ejemplo, los preparados con catalizadores de sitio
único, tales como metalocenos) tienen distribuciones de pesos
moleculares y composiciones relativamente estrechas.
Los interpolímeros de
etileno/\alpha-olefina incluyen tanto materiales
heterogéneos, tales como polietileno de baja densidad (LDPE),
polietileno de densidad media (MDPE), polietileno lineal de baja
densidad (LLDPE) y polietileno de densidad muy baja y ultrabaja
(VLDPE y ULDPE), como materiales homogéneos. Preferiblemente, la
\alpha-olefina es una
\alpha-olefina de 4 a 20 átomos de carbono, más
preferiblemente una \alpha-olefina de 4 a 12
átomos de carbono, aún más preferiblemente una
\alpha-olefina de 4 a 8 átomos de carbono.
\alpha-Olefinas particularmente preferidas
incluyen 1-buteno, 1-hexeno,
1-octeno y mezclas de los mismos. En general, de
aproximadamente 80 a 99 por ciento en peso de etileno y de 1 a 20
por ciento en peso de \alpha-olefina,
preferiblemente de aproximadamente 85 a 95 por ciento en peso de
etileno y de 5 a 15 por ciento en peso de
\alpha-olefina, se dejan polimerizar en presencia
de un catalizador de sitio único. Interpolímeros homogéneos de
etileno/\alpha-olefina que han den usarse en una
capa de la película de la presente invención tienen preferiblemente
una distribución de pesos moleculares de menos de 2,7, más
preferiblemente de aproximadamente 1,9 a 2,5 y lo más
preferiblemente de aproximadamente 1,9 a 2,3. Los interpolímeros
homogéneos de etileno/\alpha-olefina exhiben
típicamente un punto de fusión esencialmente único con un punto de
fusión máximo (T_{m}), según se determina mediante calorimetría de
exploración diferencial (DSC), de aproximadamente 60ºC a 105ºC, más
preferiblemente de aproximadamente 80ºC a 100ºC.
El polímero o los polímeros de la capa
termosellable que contienen unidades "meras" derivadas de
etileno incluyen preferiblemente un interpolímero homogéneo de
etileno/\alpha-olefina que tiene una densidad de
aproximadamente 0,85 a aproximadamente 0,915 g/cm^{3}, más
preferiblemente de aproximadamente 0,88 a aproximadamente 0,912
g/cm^{3} y lo más preferiblemente de aproximadamente 0,902 a
aproximadamente 0,908 g/cm^{3}. El interpolímero de
etileno/\alpha-olefina también tiene
preferiblemente un punto de fusión de aproximadamente 65ºC a
aproximadamente 110ºC, más preferiblemente de aproximadamente 85ºC a
110ºC y lo más preferiblemente de aproximadamente 95ºC a
aproximadamente 105ºC.
Los interpolímeros homogéneos de
etileno/\alpha-olefina son inherentemente más
pegajosos, menos densos, etc., que los correspondientes
interpolímeros heterogéneos de
etileno/\alpha-olefina. Debido a estas
características, generalmente requieren la presencia de más agente
antibloqueo que los interpolímeros heterogéneos de
etileno/\alpha-olefina correspondientes para tener
el mismo grado de capacidad de procesamiento. Sin embargo, según se
muestra más adelante, la película de la presente invención no
necesita contener una gran cantidad de agente antibloqueo para
poderse procesar fácilmente.
En general, cuando la película de la presente
invención tiene más de una capa, la capa termosellable puede tener
un grosor de aproximadamente 1 a aproximadamente 75 \mum,
preferiblemente de aproximadamente 2,5 a aproximadamente 50 \mum,
más preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 40
\mum, aún más preferiblemente de aproximadamente 7 a
aproximadamente 25 \mum y lo más preferiblemente de
aproximadamente 10 a aproximadamente 20 \mum.
Aunque la película de envasado de la presente
invención puede tener una sola capa (es decir, una capa
termosellable según se describe previamente), al menos otra capa
puede preferirse para algunas aplicaciones de uso final. Cuando se
desea una película de varias capas, la película puede tener
cualquier número de capas y cualquier grosor total con tal de que
proporcione las propiedades deseadas para la operación de envasado
particular en la que ha de usarse (por ejemplo, propiedades de
barrera, compresión libre, tensión de compresión, óptica, módulo,
resistencia de selladura, etc.). Preferiblemente, la película tiene
no más de aproximadamente 20 capas, más preferiblemente no más de
aproximadamente 12 capas, lo más preferiblemente no más de
aproximadamente 7 capas.
Las películas termoplásticas se emplean en una
variedad de aplicaciones de envasado alimenticias y no alimenticias.
Las propiedades físicas requeridas de una película para cualquier
aplicación de uso final dada determinan a menudo la composición de
la película y/o las composiciones de las diversas capas de la
película. Cuando se requiere una variedad de propiedades, puede
emplearse, y habitualmente se emplea, una variedad de capas que
contienen diferentes componentes polímeros. Los expertos normales en
la técnica saben que pueden usarse muchos tipos de polímeros en la
capa o las capas distintas a la capa de selladura. Ejemplos de tales
polímeros incluyen homopolímero de etileno, homopolímero de
propileno, interpolímeros de
etileno/\alpha-olefina, interpolímeros de
propileno/etileno, interpolímero de etileno/éster insaturado,
homopolímero de estireno, interpolímeros de estireno e
interpolímeros de etileno/cicloolefina. A menudo, se usan
combinaciones de estos y otros polímeros para optimizar las
propiedades proporcionadas por una sola capa o para proporcionar una
sola capa con múltiples propiedades.
Por ejemplo, cuando se desean propiedades de
barrera para gases, una capa que incluye, por ejemplo, interpolímero
de etileno/alcohol vinílico (EVOH), interpolímero de cloruro de
vinilideno o una o más de ciertas poliamidas puede incluirse en la
estructura de película de varias capas. Se sabe que ciertos
materiales de barrera, tales como por ejemplo EVOH, son sensibles a
la humedad. Cuando una película que contiene tal capa de barrera ha
de exponerse a humedad, entonces también pueden incluirse una o más
capas de barrera para la humedad. Si es probable que la película
esté sometida a abuso durante el manejo y/o el transporte, puede
proporcionase una capa contra el abuso (como una capa interna o
externa). Pueden proporcionarse una o dos capas sellables para
permitir la selladura de la película a sí misma o a otro artículo de
envasado durante la formación de un envase. Pueden proporcionarse
una o más capas nucleares, y las películas con al menos una capa
nuclear se prefieren para muchas aplicaciones.
Especialmente cuando se envasan productos
sensibles al oxígeno (es decir, productos que exhiben una vida de
almacenamiento inferior en presencia de demasiado o demasiado poco
oxígeno en el envase, tales como, por ejemplo, hortalizas, frutas y
queso), proporcionar una película que transmite adecuadamente el
oxígeno (y a veces el dióxido de carbono) es un asunto importante.
Por ejemplo, en el envasado de lechuga precortada, la presencia de
demasiado oxígeno da como resultado el pardeamiento enzimático de
las superficies cortadas, conocido como formación de bordes rosas.
Por otra parte, si la concentración de oxígeno es demasiado baja, la
lechuga tiende a deteriorarse debido a la anaerobiosis. De acuerdo
con esto, cuando el producto que ha de envasarse es sensible al
oxígeno, debe tenerse cuidado de asegurar que la combinación de
capas elegidas provea a la película o el envase resultante de una
permeabilidad al oxígeno suficientemente alta.
Especialmente cuando se usa para envasar
productos tales como, por ejemplo, productos agrícolas, la película
de la presente invención tiene preferiblemente una permeabilidad al
oxígeno, a temperatura y presión estándar (STP), de aproximadamente
0,006 a aproximadamente 0,6 cm^{3}/m^{2}\cdots, más
preferiblemente de aproximadamente 0,009 a aproximadamente 0,25
cm^{3}/m^{2}\cdots, aún más preferiblemente de aproximadamente
0,01 a aproximadamente 0,12 cm^{3}/m^{2}\cdots, y lo más
preferiblemente de aproximadamente 0,02 a aproximadamente 0,09
cm^{3}/m^{2}\cdots. Una película con una OTR en uno de los
intervalos precedentes puede usarse en muchas aplicaciones de
envasado de productos agrícolas. Para otras aplicaciones de
envasado, podrían preferirse permeabilidades al oxígeno
inferiores.
Muchos polímeros que incluyen unidades
"meras" derivadas de propileno o estireno pueden usarse para
proporcionar capas de película con altas permeabilidades al oxígeno.
Ejemplos de polímeros que contienen unidades "meras" derivadas
de propileno incluyen hompolímero de propileno (particularmente
polipropileno que ha sido orientado) y copolímero de
etileno/propileno; de los precedentes, se prefieren los copolímeros
de polipropileno orientado y etileno/propileno. Preferidos entre los
copolímeros de etileno/propileno están los que contienen de
aproximadamente 0,1 a 6% en peso de unidades "meras" derivadas
de etileno. Ejemplos de polímeros que contienen unidades
"meras" derivadas de estireno incluyen hompolímero de estireno
e interpolímeros de estireno/butadieno; de estos, se prefieren los
copolímeros de estireno/butadieno. Cuando tales polímeros están
presentes en una capa dada, preferiblemente comprenden al menos
aproximadamente 50% (en peso), más preferiblemente al menos
aproximadamente 75% (en peso) de esa capa.
En general, cualquier capa o capas nucleares
presentes pueden tener un grosor de aproximadamente 2,5 a
aproximadamente 150 \mum, preferiblemente de aproximadamente 5 a
aproximadamente 100 \mum, más preferiblemente de aproximadamente 6
a aproximadamente 60 \mum, aún más preferiblemente de
aproximadamente 7,5 a aproximadamente 25 \mum, y lo más
preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 20
\mum.
Cuando la película de la presente invención
incluye más de una capa, especialmente cuando ha de usarse para
aplicaciones tales como envasado de productos agrícolas,
preferiblemente tiene una de las siguientes estructuras: A/B, A/B/A
O A/B/C/B/A. En las estructuras precedentes, A representa una capa
que incluye un polímero que contiene unidades "meras" derivadas
de etileno, mientras que B y C representan capas que incluyen al
menos un polímero que contiene unidades "meras" derivadas de
propileno o estireno. Adicionalmente, una película que tiene
cualquiera de las estructuras precedentes puede estratificarse a
otra película de monocapa o varias capas que tiene cualquier
estructura deseada. Tal estratificación puede ser mediante la
aplicación de adhesivo o mediante estratificación en corona, ambas
de las cuales son bien conocidas en la técnica.
Ejemplos de estructuras de películas de varias
capas preferidas son estructuras A/B tales como las descritas en la
Patente de EE.UU. Nº 5.523.136 (Fischer y otros), estructuras A/B/A
tales como las descritas en la Patente de EE.UU. Nº 5.421.019 (Kuo)
y estructuras A/B/A y A/B/C/B/A tales como las descritas en la
solicitud de Patente de EE.UU. en co-tramitación Nº
08/597.790. Las descripciones de cada uno de los documentos
precedentes se incorporan aquí mediante referencia.
La película de la presente invención tiene
preferiblemente un grosor total de aproximadamente 12,5 a
aproximadamente 250 \mum, más preferiblemente de aproximadamente
15 a aproximadamente 125 \mum, aún más preferiblemente de
aproximadamente 20 a aproximadamente 75 \mum y lo más
preferiblemente de aproximadamente 25 a aproximadamente 50
\mum.
Cuando la película de la presente invención
incluye tres o más capas, al menos una capa interna tiene
preferiblemente un módulo de Young mayor que el de la capa
termosellable. La película de la presente invención tiene
preferiblemente un módulo de Young global de al menos
aproximadamente 275 a aproximadamente 1400 MPa, más preferiblemente
de aproximadamente 350 a aproximadamente 1025 MPa, aún más
preferiblemente de aproximadamente 500 a aproximadamente 875 MPa y
lo más preferiblemente de aproximadamente 550 a aproximadamente 775
MPa.
Independientemente del número de capas presentes
en la película de la presente invención, al menos una de las capas
incluye un agente antibloqueo dispersado. Los agentes antibloqueos
se reconocen generalmente como sólidos infusibles finamente
divididos que, cuando se incorporan a una película, proporcionan
asperezas que sobresalen de una o ambas de la superficies
principales de la película. Se cree que los espacios aéreos
resultantes de estas asperezas interfieren con la superficie o las
superficies de la película que se adhieren entre sí. Además, los
agentes antibloqueo ofrecen un efecto beneficioso de "cojinete de
rodillos" cuando la película se pasa a través de partes metálicas
en un equipo de envasado comercial típico.
Los agentes antibloqueo pueden incorporarse en
una capa externa para proporcionar las asperezas mencionadas
previamente. Sin embargo, partículas relativamente grandes usadas
con propósitos antibloqueo pueden incorporarse en una capa interior
de una película. Agentes antibloqueo útiles en la película de la
presente invención pueden incluir materiales inorgánicos basados en
minerales y/o sintéticos. Agentes antibloqueo basados en minerales
incluyen tanto los que se basan en sílice (por ejemplo, tierra
diatomácea, silicatos de aluminio, dióxido de silicio, cuarzo,
vidrio y arena de sílice) como otros tales como caolín, talco,
feldespato y carbonato cálcico. Agentes antibloqueo sintéticos
incluyen sílices sintéticAs de tipo gel y de tipo precipitado.
Agentes antibloqueo inorgánicos preferidos incluyen silicato de
aluminio (es decir, arcilla), sílice, aluminosilicato
sódico-cálcico, silicato magnésico (talco) y
silicato cálcico, particularmente silicato de aluminio, sílice,
aluminosilicato sódico-cálcico y silicato
magnésico.
Agentes antibloqueo útiles en la película de la
presente invención también pueden incluir materiales orgánicos
reticulados o no reticulados. Ejemplos incluyen poliésteres, EVOH,
poliamida 6, poliamida 66, poliestireno sindiotáctico,
poli(metacrilato de metilo), resinas industriales, polímeros
cristalinos líquidos y aramidas. Seleccionar un agente antibloqueo
orgánico apropiado depende al menos en parte de la naturaleza de la
capa en la que ha de incluirse el agente antibloqueo. Por ejemplo,
el punto de reblandecimiento de Vicat de cualquier agente
antibloqueo orgánico usado preferiblemente es superior que el del
polímero o los polímeros de la capa portadora.
Los agentes antibloqueo precedentes pueden tener
un tamaño (diámetro) de partícula mediano de aproximadamente 0,1 a
aproximadamente 10 \mum, más comúnmente de aproximadamente 1 a
aproximadamente 8 \mum y preferiblemente de aproximadamente 2 a
aproximadamente 6 \mum. Independientemente de la identidad y el
tamaño, el agente antibloqueo está preferiblemente en la forma de
partículas aproximadamente esféricas, aunque también pueden usarse
partículas de conformaciones irregulares y angulares.
Las partículas cerámicas de aluminosilicato
alcalino son un tipo preferido de agente antibloqueo,
particularmente las partículas cerámicas que tienen un índice de
refracción de aproximadamente 1,52. Partículas cerámicas de
aluminosilicato alcalino útiles como agentes antibloqueo de acuerdo
con la presente invención están disponibles en una variedad de
tamaños y distribuciones de tamaños. Partículas cerámicas de
aluminosilicato alcalino preferidas son microesferas ZEEOSPHERE™
(Zeelan Industries, Inc.; St. Paul, Minnesota).
El agente antibloqueo preferiblemente está
presente en la película de la presente invención a un nivel de 0,025
a aproximadamente 6% (en peso), más preferiblemente de
aproximadamente 0,05 a aproximadamente 4% (en peso) y lo más
preferiblemente de aproximadamente 0,075 a aproximadamente 2,5% (en
peso), basándose cada uno de los porcentajes precedentes en el peso
de la capa portadora. Sin embargo, cuando se usan partículas
cerámicas de aluminosilicato alcalino como el agente antibloqueo,
preferiblemente constituyen solo hasta aproximadamente 0,1% (en
peso) de la capa portadora y no más de aproximadamente 0,3% (en
peso) de la película global. (Pueden usarse niveles de carga
inferiores debido al tamaño relativamente grande de tales
partículas). Un nivel de carga preferido es de aproximadamente 0,5 a
aproximadamente 0,75% (en peso), más preferiblemente de
aproximadamente 0,075 a aproximadamente 0,5% (en peso) de la
película. Lo más preferiblemente, cuando se usan microesferas
cerámicas, están presente en una cantidad de aproximadamente 0,1 a
aproximadamente 0,3% (en peso). Adicionalmente, la cantidad de
agente antibloqueo incluida en la capa o las capas portadoras puede
depender del COF deseado y los valores de turbidez para la película
y del tamaño de las partículas empleadas. Específicamente, cuando
las partículas tienen un diámetro medio de hasta aproximadamente 5,5
\mum (tales como, por ejemplo, microesferas ZEEOSPHERE™
W-210, que se da cuenta de que tienen un diámetro
mediano de aproximadamente 3,5 \mum), están presentes
preferiblemente en una cantidad de al menos aproximadamente 0,05 por
ciento en peso. Sin embargo, cuando las partículas tienen un
diámetro medio de más de aproximadamente 5,5 \mum (tales como, por
ejemplo, microesferas ZEEOSPHERE™ W-410 que se da
cuenta de que tienen un diámetro mediano de aproximadamente 4,5 a
aproximadamente 5,0 \mum), al menos aproximadamente 0,01 por
ciento en peso de las partículas pueden proporcionar el equilibrio
deseado de COF y propiedades de turbidez.
Las partículas (es decir, microesferas) cerámicas
de aluminosilicato alcalino pueden producir una reducción
relativamente grande en el COF y una película en la que se
incorporan a niveles de carga relativamente bajos. Reducir la
cantidad de agente antibloqueo usado puede disminuir
substancialmente la recarga perjudicial. En general, la recarga es
la acumulación de aditivos de película sobre una o más superficies
del equipo de envasado provocada por la fricción repetida entre la
superficie o las superficies y la película, particularmente cuando
el equipo de envasado se está haciendo funcionar a altas
velocidades. La recarga a menudo presenta un problema significativo
durante una operación de envasado debido a que tiende a desprenderse
de la superficie o las superficies del equipo dentro de y/o sobre
los envases que se forman. Como mínimo, esto da como resultado
envases poco atractivos, y, en el caso de envases para alimentos,
puede dar como resultado problemas legales para los alimentos.
Aditivos de película que pueden contribuir a la recarga incluyen una
variedad de aditivos pero, en particular, agentes antibloqueo y
agentes deslizantes. Las superficies del equipo pueden limpiarse a
menudo para evitar el defecto de los envases provocado por la
recarga; sin embargo, una limpieza repetida puede dar como resultado
una cantidad significativa de tiempo inactivo para muchas
operaciones de envasado. Así, disminuir la cantidad de agente
antibloqueo y agente deslizante presente en una película de envasado
mientras se retiene una buena capacidad de procesamiento de la
película global es altamente deseable.
Ciertos tipos de partículas cerámicas de
aluminosilicato alcalino pueden parecer blancas a simple vista.
Estas partículas cerámicas particulares tienen un índice de
refracción de aproximadamente 1,52. De acuerdo con esto, en ciertas
modalidades preferidas, puede preferirse proporcionar una capa
portadora y/o una película entera con un índice de refracción de al
menos aproximadamente 1,50, más preferiblemente un índice de
refracción de aproximadamente 1,50 a aproximadamente 1,54, lo más
preferiblemente un índice de refracción de aproximadamente 1,52 (es
decir, tan cercano como sea posible a las partículas cerámicas). Los
materiales poliolefínicos tienen generalmente índices de refracción
en el intervalo de aproximadamente 1,46 a aproximadamente 1,54 y,
por lo tanto, son materiales preferidos para las diversas capas de
la película. Más específicamente, los interpolímeros que incluyen
unidades "meras" derivadas de etileno tienen ventajosamente
índices de refracción en la vecindad de los de las partículas
cerámicas descritas previamente. Cuando la capa termosellable es
también la capa portadora, el índice de refracción de la capa
termosellable preferiblemente es al menos aproximadamente 1,50, más
preferiblemente de aproximadamente 1,50 a aproximadamente 1,54. Tal
similitud en los índices de refracción entre la capa portadora y el
agente antibloqueo da como resultado normalmente una película con
excelentes propiedades ópticas (es decir, claridad y opacidad).
Según se menciona previamente, la película de la
presente invención requiere una cantidad significativamente inferior
de agente deslizante para alcanzar el mismo grado de capacidad de
procesamiento que las películas previamente disponibles. En algunas
circunstancias, la película de la presente invención puede incluir
agente deslizante en una cantidad de no más de aproximadamente 500
ppm, no más de aproximadamente 400 ppm, no más de aproximadamente
300 ppm, no más de aproximadamente 200 ppm, no más de
aproximadamente 100 ppm, no más de aproximadamente 50 ppm e incluso
no más de aproximadamente 25 ppm. En una modalidad, la película de
la presente invención puede estar esencialmente libre de agente
deslizante. En ningún caso la película de la presente invención
incluye más de aproximadamente 800 ppm, preferiblemente no más de
aproximadamente 750 ppm, más preferiblemente no más de
aproximadamente 700 ppm, aún más preferiblemente no más de
aproximadamente 650 ppm, todavía más preferiblemente no más de
aproximadamente 600 ppm y lo más preferiblemente no más de
aproximadamente 550 ppm. Cuando la película de la presente invención
incluye al menos tres capas, el agente deslizante puede estar
presente (si lo está) en una capa interna o externa de la
película.
Agentes deslizantes usados comúnmente que también
pueden estar presentes en la película de la presente invención
incluyen amidas grasas, ceras, politetrafluoroetileno y similares.
Cuando se usa una amida grasa como el agente deslizante, puede ser
una amida primaria, secundaria o terciaria; una alcanolamida grasa o
una bisamida grasa. Preferiblemente, cualquier amida grasa usada se
selecciona de erucamida, estearamida, oleamida, behenamida y
etilenbisestearamida. Un análisis más detallado de las amidas grasas
puede encontrarse en McKenna, Fatty Amides, 1992 (Witco
Chemical Corp.) a la que se remite al lector para más información
sobre el tema de las amidas útiles.
La película de la presente invención también
incluye un agente antiempañamiento revestido sobre la capa
termosellable. Los expertos normales en la técnica saben que los
agentes antiempañamiento normalmente se ponen sobre la superficie de
un envase que está más cerca del producto (es decir, la superficie
de la cara interior). Debido al modo en el que se forman muchos
envases a partir de películas, la superficie apropiada normalmente
es la capa termosellable.
Agentes antiempañamiento que pueden usarse junto
con la película de la presente invención están generalmente dentro
de clases amplias tales como ésteres de alcoholes alifáticos,
poliésteres, alcoholes polihidroxilados, ésteres de alcoholes
alifáticos polihidroxilados y alcoholes aromáticos polietoxilados
(incluyendo fenoles). Agentes antiempañamiento usados comúnmente
incluyen materiales tales como polioxietileno, monoestearato de
sorbitán, monolaurato de polioxietilensorbitán, monopalmitato de
polioxietileno, triestearato de polioxietilensorbitán, trioleato de
polioxietilensorbitán, poli(oxipropileno), alcoholes grasos
polietoxilados, 4-nonilfenol polietoxilado, alcohol
polihidroxilado, propilendiol, propilentriol y etilendiol. Agentes
antiempañamiento que están presentes en la película de la presente
invención incluyen ésteres de monoglicérido de aceite vegetal o
grasa animal, polietoxilato de monofenol, monooleato de glicidilo
destilado o no destilado y monolaurato de sorbitán. Particularmente
preferido es el monolaurato de sorbitán, solo o en combinación con
uno o más de los precedentes.
En lugar de aplicarse directamente sobre la capa
termosellable o combinarse en la mezcla a partir de la cual se
deriva la capa termosellable, el agente antiempañamiento es atrapado
en un aglutinante. Más específicamente, el agente antiempañamiento
está unido a un material polímero que se aplica a la superficie
externa de la capa termosellable. Aunque pueden usarse muchos tipos
de polímeros potencialmente como el aglutinante, se ha encontrado
que los que contienen unidades "meras" derivadas de un éster de
ácido (met)acrílico o acetato de vinilo son particularmente
útiles. Preferiblemente, el aglutinante incluye un polímero que
contiene unidades "meras" derivadas de un éster de ácido
acrílico y/o un polímero que contiene unidades "meras"
derivadas de etileno y acetato de vinilo (por ejemplo, un copolímero
de etileno/acetato de vinilo). Polímeros que contienen unidades
"meras" derivadas de un éster de ácido acrílico son
particularmente preferidos como los aglutinantes en la película de
la presente invención. Independientemente del tipo de polímero o
polímeros en el aglutinante, el polímero o los polímeros incluyen
preferiblemente agente deslizante en una cantidad no mayor que la
especificada previamente.
Las cantidades relativas de agente
antiempañamiento a aglutinante pueden variar mucho y, hasta cierto
punto, dependen de la identidad del agente antiempañamiento y el
aglutinante elegidos. Sin embargo, la relación de agente
antiempañamiento a aglutinante normalmente puede variar de
aproximadamente 1:10 a aproximadamente 10:1, preferiblemente de
aproximadamente 2:3 a aproximadamente 5:1 y más preferiblemente de
aproximadamente 1:1 a aproximadamente 2:1.
Aunque es innecesario para la eficacia de la
combinación de aglutinante-agente antiempañamiento,
pueden estar presentes uno o más disolventes. En algunas
circunstancias, cualquier disolvente presente tiene un punto de
ebullición relativamente bajo y es relativamente no polar. Ejemplos
de disolventes preferidos incluyen diversos acetatos (por ejemplo,
acetato de etilo, acetato de n-propilo y similares)
y diversos alcoholes (por ejemplo, etanol).
Además, aunque es innecesario para la eficacia de
la combinación de aglutinante-agente
antiempañamiento, puede incluirse sílice en la combinación. Las
combinaciones que contienen sílice pueden proporcionar al
revestimiento propiedades similares al antibloqueo.
La combinación antiempañamiento puede aplicarse a
la película mediante cualquier método de revestimiento conocido
incluyendo, pero no limitado a, flexográfico, huecograbado, placa y
similares. Independientemente de cómo se aplique la película de la
presente invención, un revestimiento de la combinación
antiempañamiento puede tener un grosor de aproximadamente 0,025 a
aproximadamente 5 \mum, preferiblemente de aproximadamente 0,1 a
aproximadamente 2,5 \mum, más preferiblemente de aproximadamente
0,25 a aproximadamente 1 \mum.
Una película especialmente preferida de acuerdo
con la presente invención tiene agente antiempañamiento presente
sobre una primera superficie externa de la película e impresión
sobre la otra superficie externa de la misma. Debido a que la
película de la presente invención incluye una cantidad relativamente
pequeña de agente deslizante e incluye agente antiempañamiento que
está unido en una matriz polímera sobre la cara opuesta de la
película, la tinta impresa normalmente se adhiere bien a (es decir,
no se elimina por frotamiento) la película o un envase hecho de la
misma. Además, el tratamiento superficial de la película en el
momento de o después de la fabricación (es decir, tratamiento en
corona, plasmático o similar) puede dar como resultado una película
que tiene adhesión mejorada de la tinta. Preferiblemente, la
película de la presente invención tiene una superficie externa (es
decir, una superficie sobre la que ha de producirse la impresión)
que tiene una energía superficial de al menos aproximadamente 0,038
J/m^{2}, más preferiblemente al menos aproximadamente 0,040
J/m^{2} y lo más preferiblemente al menos aproximadamente 0,042
J/m^{2}. Generalmente, la tinta impresa se adhiere a tales
películas hasta un nivel de al menos aproximadamente 80% según se
mide mediante una prueba de cinta piezosensible estándar conocida
por los expertos normales en la técnica.
Para proteger imágenes impresas sobre la
superficie de la cara exterior de una película de la presente
invención, la película puede estratificarse a otra película de modo
que la imagen esté atrapada entre las dos películas.
Alternativamente, la película impresa puede protegerse con
sobrerrevestimiento polímero delgado. Cualquiera de tales
sobrerrevestimientos incluye preferiblemente un polímero con
unidades "meras" derivadas de un éster de ácido
(met)acrílico, particularmente un éster de ácido acrílico.
Además, tal sobrerrevestimiento puede incluir hasta 1 por ciento en
peso de sílice basado en el peso total del sobrerrevestimiento. La
sílice puede ayudar a espaciar la capa revestida de la capa
adyacente cuando la película de la presente invención se
arrolla.
La película de la presente invención en una forma
no tratada (es decir cuando no se trata en corona) presenta
preferiblemente un COF cinético cuando está en contacto con una
superficie metálica (según se mide de acuerdo con ASTM D
1894-95, incorporado aquí mediante referencia) de no
más de aproximadamente 0,50, más preferiblemente no más de
aproximadamente 0,40, aún más preferiblemente no más de
aproximadamente 0,35 y lo más preferiblemente no más de
aproximadamente 0,33. Los COFs cinéticos en el intervalo de 0,30 a
0,032 pueden alcanzarse fácilmente con películas de acuerdo con la
presente invención.
Dependiendo del número y el tipo de capas
incluidas y la manera en la que se elabora, la película de envasado
de la presente invención puede usarse para una variedad de
propósitos. La película de la presente invención puede fabricarse
mediante una variedad de procedimientos conocidos en la técnica. El
procedimiento particular elegido dependerá normalmente del uso final
definitivo para el material. Por ejemplo, cuando el material ha de
usarse como una película de contracción, pueden emplearse diversas
técnicas de fabricación de burbujas por soplado. Diversos
procedimientos de soplado de películas, extrusión libre de
películas, revestimiento por extrusión, etc. pueden preverse por un
experto normal en la técnica.
La película de la presente invención puede
orientarse y, cuando lo es, preferiblemente es orientada
biaxialmente. Tal película preferiblemente es tanto orientada
biaxialmente como termocontraíble. Una película que está orientada
se ha sometido a elongación, generalmente a una temperatura elevada
(es decir, la temperatura de orientación) y a continuación se ha
ajustado o se ha fijado en la configuración sometida a elongación
mediante enfriamiento. Esta combinación de elongación a temperatura
elevada seguido por enfriamiento provoca un alineamiento de las
cadenas de polímero hasta una configuración más paralela, alterando
de ese modo drásticamente las propiedades mecánicas de la película.
Cuando una película orientada, no restringida, no recocida
subsiguientemente se calienta hasta su temperatura de orientación,
la película se contrae casi hasta sus dimensiones originales, es
decir antes de la elongación. Se dice que tal película es
termocontraíble.
A menudo, el término relación de orientación (es
decir, el producto de la extensión a la que se orienta una película
en varias direcciones, habitualmente dos direcciones perpendiculares
entre sí) se usa cuando se describe el grado de orientación de una
película dada. La orientación en la dirección de la máquina se
denomina "alargamiento", mientras que la orientación en la
dirección transversal se denomina "estiramiento". Para
películas extruidas a través de una boquilla anular, el estiramiento
se obtiene soplando la película para producir una burbuja. Para
tales películas, el alargamiento se obtiene haciendo pasar la
película a través de dos grupos de cilindros prensores accionados,
teniendo el grupo aguas abajo una velocidad superficial superior que
el grupo aguas arriba. La relación de alargamiento resultante es la
velocidad superficial del grupo aguas abajo de rodillos prensores
dividida por la velocidad superficial del grupo aguas arriba de
rodillos prensores.
Cuando la película de la presente invención está
orientada biaxialmente, puede usarse para producir bolsas para
envasar carne roja fresca, carne ahumada y procesada, cerdo, queso,
pollo y similares, según se describe en, por ejemplo, las Patentes
de EE.UU. Nº 3.741.253 (Brax y otros), 3.891.008 (D'Entremont),
4.048.428 (Baird) y 4.284.458 (Schirmer). Además, puede usarse como
una película de contracción en aplicaciones de envasado para envasar
artículos alimenticios y no alimenticios tal como se describe en,
por ejemplo, las Patentes de EE.UU. Nº 4.551.380 y 4.643.943 (ambas
de Schoenberg).
La película de envasado de la presente invención
puede tener una funcionalidad de barrera para el oxígeno, la humedad
o los olores, según se describe en, por ejemplo, las Patentes de
EE.UU. Nº 4.064.296 (Bornstein y otros), 4.724.185 (Shah), 4.839.235
(Shah) y 5.004.647 (Shah). Cuando se incluye una capa de barrera, la
película de envasado de la presente invención puede usarse en
aplicaciones en las que el producto o los productos que se envasan
preferiblemente han de protegerse de uno o más materiales
perjudiciales (por ejemplo, O_{2} atmosférico). Más
particularmente, el material de la presente invención puede tomar la
forma de película estirada, película adecuada para uso final de
formación-llenado y selladura vertical u horizontal,
película para materiales para tapas ("lidstock"), película
adecuada para envasado de capa fina ("skin packaging") a vacío,
película adecuada para usar como una bolsa de barrera, película
adecuada para usar como una bolsa reforzada ("patch bag") según
se describe en, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. Nº 4.755.403 y
4.770.731 (ambas de Ferguson), película adecuada para usar en el
envasado listo para colocar en la nevera ("case ready
packaging"), película adecuada para usar en un recipiente
termoconformado (particularmente en una película usada como una
envuelta en una bandeja termoconformada, tal como una bandeja de
poliestireno), película de barrera para aromas/olores, película
adecuada para usar en aplicaciones de uso final de cocción
(especialmente, bolsas termocontraíbles, coberturas termocontraíbles
y no termocontraíbles y recipientes termoconformados a partir de
películas y láminas no termocontraíbles) y película médica.
La película de la presente invención puede
irradiarse para inducir la reticulación. En el procedimiento de
irradiación, la película se somete a un tratamiento de radiación
energética, tal como descarga en corona, plasma, llama,
ultravioleta, rayos X, rayos gamma, rayos beta y tratamiento
electrónico de alta energía, que induce la reticulación entre las
moléculas del material irradiado. El nivel de dosificación apropiado
puede determinarse mediante métodos dosimétricos estándar conocidos
por los expertos normales en la técnica, y la cantidad precisa de
radiación que ha de usarse depende por supuesto de la estructura
particular y su uso final. Cuando la película se irradia,
preferiblemente se expone a de aproximadamente 0,5 a aproximadamente
15 megarradianes (MR), más preferiblemente de aproximadamente 1 a
aproximadamente 12 MR.
Las permeabilidades a los gases para producir
películas de envasado tradicionalmente se han adaptado a un nivel
deseado variando el grosor global de la película de múltiples capas.
Esto es, para alcanzar una permeabilidad a oxígeno relativamente
alta deseada, se produce una película más delgada. Tal calibración a
la baja se realiza a menudo a costa de la resistencia de la película
y la resistencia a los abusos. A la inversa, las estructuras de
película que son resistentes a los abusos y trabajables generalmente
carecen del nivel deseado de permeabilidad a los gases y las
propiedades de selladura requeridos para aplicaciones tales como un
equipo de
formación-llenado-selladura vertical
(VFFS). Sin embargo, la película de la presente invención combina
resistencia a los abusos con una permeabilidad al oxígeno
relativamente alta.
Por otra parte, el uso de la película de la
presente invención en un equipo VFFS da como resultado un porcentaje
muy bajo de envases que tienen selladuras defectuosas. Las
características de procesamiento deseables de la película de varias
capas de la presente invención permiten mayores velocidades de
envasado en un equipo VFFS, así como otra maquinaria de envasado.
Estas características de procesamiento deseables se extienden a
otras operaciones de envasado en las que la película se usa como
material para tapas, envoltura externa, etc. Las velocidades de
envasado mayores se deben a la baja temperatura de selladura y las
altas características de resistencia de pegado en caliente de la
película de varias capas de la presente invención. Al llevar a cabo
el procedimiento de envasado de la presente invención, cualquier
máquina VFFS usada preferiblemente forma, llena y sella al menos 15
envases por minuto sin expulsión substancial a través de la película
en las selladuras. Un equipo de VFFS es bien conocido por los
expertos normales en la técnica del envasado.
Según se menciona previamente, la película de la
presente invención está adaptada particularmente para usar con
productos sensibles al oxígeno. Ejemplos de productos sensibles al
oxígeno que pueden envasarse en la película de la presente invención
incluyen, pero no se limitan a, cogollos de lechuga, hojas de
lechuga, col, brécol, judías verdes, coliflor, espinaca, beza común,
zanahoria, cebolla y rábano. Cuando la película de la presente
invención tiene una permeabilidad al oxígeno (a STP) de
aproximadamente 0,02 a aproximadamente 0,12
cm^{3}/m^{2}\cdots, más preferiblemente de aproximadamente
0,03 a aproximadamente 0,07 cm^{3}/m^{2}\cdots, el producto
que ha de envasarse incluye preferiblemente al menos uno de cogollos
de lechuga, hojas de lechuga, col, judías verdes, beza común,
zanahoria, cebolla y rábano.
Los objetivos y las ventajas de esta invención se
ilustran adicionalmente mediante los siguientes ejemplos. Los
materiales particulares y las cantidades de los mismos, así como
otras condiciones y detalles, citados en estos ejemplos, no deben
usarse para limitar excesivamente esta invención.
Una película no orientada coextruida que tiene un
grosor promedio de aproximadamente 51 \mum se produjo en un equipo
para películas sopladas en caliente convencional equipado con una
boquilla anular para varias capas para producir una película que
tenía una estructura tipo A/B/A.
La capa "A" estaba formada por una
combinación que contenía 71,6% (en peso) de copolímero homogéneo de
etileno/hexeno D 139 (Phillips Chemical Co.; Houston, TX) que tenía
una densidad de 0,918 g/cm^{3} y un índice de flujo del fundido
(190ºC, 2,16 kg) de 0,9 g/10 minutos; 25,0% (en peso) de LDPE 607A
(Dow Chemical Co.; Freeport, TX) que tiene una densidad de 0,924
g/cm^{3} y un índice de flujo del fundido de 2,0 g/10 minutos;
1,4% (en peso) de mezcla madre de agente antideslizante/agente
antibloqueo/adyuvante de procesamiento
SSABC-2575TTD-2 (Polyfil Corp.;
Rockaway, NJ); y 2,0% (en peso) de LR-89602 (Ampacet
Corp., Tarrytown, NY). Esta capa se trató en corona en línea en la
etapa de procesamiento de extrusión con soplado de modo que la capa
tuviera una energía superficial de aproximadamente 0,037 a 0,040
J/m^{2}, haciendo así a la superficie receptiva a sistemas de
tinta de impresión superficial basados en disolventes.
La capa "B" estaba formada por copolímero
aleatorio de propileno/etileno PP 9122™ (Exxon Chemical Co.;
Baytown, TX) que tiene una densidad nominal de 0,900 g/cm^{3}, un
índice de flujo del fundido (230ºC, 2,16 kg) de 2,1 g/10 minutos y
un contenido de "mero" de etileno de (nominalmente) 2,0 por
ciento en peso.
La capa "C" estaba formada por una
combinación que incluía 69,8% (en peso) de copolímero homogéneo de
etileno/hexeno Exact™ SLX-9107 (Exxon Chemical Co.)
que tenía una densidad de 0,910 g/cm^{3} y un índice de flujo del
fundido (190ºC, 2,16 kg) de 1,2 g/10 minutos; 25,0% (en peso) de
LDPE 607A que tenía una densidad de 0,924 g/cm^{3} y un índice de
flujo del fundido de 2,0 g/10 minutos; 3,2% (en peso) de mezcla
madre de agente deslizante/agente antibloqueo/adyuvante de
procesamiento; y 2,0% (en peso) de concentrado antibloqueo 10917
(Ampacet Corp.).
Las combinaciones para las capas A, B y C se
alimentaron a extrusoras separadas. Las capas homogeneizadas
fundidas se coextruyeron a través de una boquilla de coextrusión
anular y se soplaron hasta una anchura deseada mientras se enfriaban
simultáneamente tanto con un anillo neumático externo como con un
refrigerador de gradas de burbujeo interno. La película de varias
capas enfriada se colapsó, se separó en estratos y se arrolló sobre
tubos para el procesamiento adicional.
Una película de monocapa que tenía un grosor
promedio de aproximadamente 56 \mum se produjo mediante un
procedimiento de extrusión con soplado convencional. La combinación
incluía 72,5% (en peso) de copolímero homogéneo de etileno/hexeno
D139 (Phillips Chemical Co.); 25,0% (en peso) de LDPE 607A (Dow
Chemical Co.); 1,5% (en peso) de mezcla madre de agente deslizante/
agente antibloqueo/adyuvante de procesamiento; y 1,0% (en peso) de
concentrado antibloqueo 10917.
La combinación homogeneizada fundida se extruyó a
través de una boquilla de extrusión para películas soplada anular y
se sopló hasta una anchura deseada mientras se enfriaba
simultáneamente con un anillo neumático externo. La aleatorización
del calibre se efectuó con una boquilla oscilante mientras un marco
de listones de madera cubierto convencional alcanzaba el colapso de
la burbuja. El tubo colapsado relativamente frío se trató a
continuación en corona hasta una energía superficial de
aproximadamente 0,037 a 0,040 J/m^{2}, haciendo la superficie
receptiva a sistemas de tinta de impresión superficial basados en
disolventes.
La película enfriada se separó en estratos y se
arrolló sobre tubos para el procesamiento adicional. La película
exhibía un excelente equilibrio de óptica, capacidad de selladura,
tenacidad y coste.
Una película de BOPP 343 AA22 de 23 \mum de
grosor (Amtopp Corp.; Livingston, NJ) con una cara impresa tratada
se estratificó a una película soplada de monocapa de 43 \mum
similar a la descrita inmediatamente antes. La última película
estaba formada por una combinación de 70,75% (en peso) de copolímero
homogéneo de etileno/hexeno Exceed™ 350D60 (Exxon Chemical Co) que
tenía una densidad de 0,917 g/cm^{3} y un índice de flujo del
fundido (190ºC, 2,16 kg) de 1,0 g/10 minutos, 17,0% (en peso) de
LDPE que tenía una densidad de 0,924 g/cm^{3} y un índice de flujo
del fundido de 2,0 g/10 minutos, 10,0% (en peso) de copolímero
homogéneo de etileno/hexeno Exact™ SLX-9090 (Exxon
Chemical Co.) que tenía una densidad de 0,902 g/cm^{3} y un índice
de flujo del fundido (190ºC, 2,16 kg) de 1,2 g/10 minutos, y 2,25%
(en peso) de mezcla madre de agente deslizante/agente
antibloqueo/agente de procesamiento.
Las dos películas se estratificaron usando un
adhesivo de dos componentes sin disolvente. El adhesivo incluía 1,7
partes de componente de isocianato Liofol™ 7975 (Liofol Co.; Cary,
NC) y 1,0 partes de componente de poliol Liofol™ 7276 (Liofol Co.).
El adhesivo se aplicó a la superficie de BOPP impresa por medio de
un rodillo aplicador con un peso de revestimiento de 1,8 a 2,2 kg
por resma. La otra película se puso en contacto con la superficie de
BOPP revestida con adhesivo en un rodillo prensor. El estratificado
se arrolló en rodillos maestros y se dejó curar de 24 a 48 horas
antes de cortar hasta la anchura del material en rollo.
Se preparó una película coextruida de dos capas a
partir de dos combinaciones diferentes. La primera capa de 18,5
\mum de grosor se elaboró a partir de una combinación que contenía
98% (en peso) de copolímero de estireno/butadieno Styrolux™
684D-Q188 (BASF; Mount Olive, NJ) y 2,0% (en peso)
de concentrado deslizante SKRH-10 (A. Schulman Co.,
Akron, OH). La segunda capa de 8,2 \mum se elaboró a partir de una
combinación de 84,5% (en peso) de copolímero homogéneo de
etileno/buteno Exact™ 3125 (Exxon Chemical Co) que tenía una
densidad de 0,910 g/cm^{3} y un índice de flujo del fundido de 1,2
g/10 minutos, 10,0% (en peso) de LDPE que tenía una densidad de
0,924 g/cm^{3} y un índice de flujo de fundido de 2,0 g/10
minutos, 3,5% (en peso) de mezcla madre de agente deslizante/agente
antibloqueo/agente de procesamiento, y 2,0% (en peso) de una mezcla
madre de adyuvante de procesamiento de polímero (Ampacet Corp.). La
superficie externa de la segunda capa se trató en corona en línea en
la etapa de procesamiento de coextrusión con soplado de modo que la
capa tenía una energía superficial de aproximadamente 0,04 a 0,044
J/m^{2}, haciendo así la superficie receptiva a sistemas de tinta
de impresión inversos basados en disolventes. La película se
imprimió inversamente subsiguientemente de forma flexográfica sobre
la superficie tratada.
La película coextruida impresa se estratificó a
continuación adhesivamente a una película de monocapa de 51 \mum
de grosor elaborada a partir de una combinación de 77% (en peso) de
copolímero homogéneo de etileno/hexeno Exceed™ 350D60 que tenía una
densidad de 0,900 g/cm^{3} y un índice de flujo del fundido de 1,2
g/10 minutos, 20,0% (en peso) de LDPE que tenía una densidad de
0,924 g/cm^{3} y un índice de flujo del fundido de 2,0 g/10
minutos, 2,25% (en peso) de mezcla madre de agente deslizante/agente
antibloqueo/adyuvante de procesamiento, y 0,75% (en peso) de
concentrado antibloqueo 10917.
Las dos películas se estratificaron y se
procesaron como se describe previamente.
Las cuatro películas del Ejemplo 1 se probaron de
diversos modos. Los resultados de esas pruebas se dan en la Tabla
inmediatamente siguiente.
Películas de monocapa tales como las descritas en
la sección B del Ejemplo 1 que contenían 200 ppm de agente
deslizante de erucamida se trataron en corona en línea para alcanzar
una energía superficial de 0,034 a 0,040 J/m^{2} antes del
revestimiento. Usando una prensa de impresión estándar, estas
películas se revistieron con las formulaciones descritas en la Tabla
2 más adelante. Los aglutinantes polímeros empleados en los
revestimientos eran resina de acrilato Contax™ V OPV (Sun Chemical
Corp.; Winston-Salem, NC), resina de copolímero de
etileno/acetato de vinilo (EVA) Adcote™ 33-131
(Morton International, Inc.; Chicago, IL) o, como una comparación,
resina de poli(acetato de vinilo) (PVA) AYAT™ (Union Carbide
Corp.; Danbury, CT). Los agentes antiempañamiento empleados eran
monooleato de glicerilo (Patco Polymer Additives Division of
American Ingredientes Co.; Kansas City, MO), más adelante aquí GMO,
monolaurato de sobitán S-MAZ™ 20 (Sun Chemical
Corp.), más adelante aquí SMO; y (3) nonilfenol polietoxilado
Trycol™ 6961 (Henkel Co.; Ambler, PA), más adelante aquí PNP. Se usó
sílice Syloid™ W500 (W.R. Grace & Co.; Baltimore, MD) como un
agente antibloqueo en ciertas películas.
Se prepararon formulaciones de revestimiento
mezclando aglutinante, agente o agentes antiempañamiento y aditivos,
seguido por la dilución con una combinación de disolventes volátiles
tales como, por ejemplo, una combinación 50:50 de acetato de etilo y
acetato de n-propilo.
Después de que las películas se revistieran, se
evaluó el comportamiento antiempañamiento de los revestimientos. Las
películas se formaron como envases y se rellenaron con lechuga
usando una máquina VFFS. Sus comportamientos se evaluaron en una
variedad de tiempo sobre una escala de 1 a 5 en la que una
valoración de 3,5 a 4,0 indica una resistencia destacada al
empañamiento y una valoración de 4,0 o superior indica una
resistencia excelente al empañamiento. (Esta es una prueba bien
conocida publicada por ICI.).
Los datos de la Tabla 2 muestran que los diversos
revestimientos, todos los cuales tenían valoraciones en el intervalo
de "destacado" a "excelente", superaban el comportamiento
de la muestra de control no revestida. Las películas revestidas que
no incluían agente antibloqueo en el revestimiento eran algo
adherentes, siendo el revestimiento de PVA demasiado adherente para
procesar normalmente en un equipo de envasado estándar. Las
películas con sílice añadida al revestimiento tenían adherencia
reducida y una tendencia disminuida al bloqueo. En general, las
películas eran difíciles de procesar sobre maquinaria VFFS debido al
nivel relativamente bajo de agente deslizante añadido a las
películas durante la extrusión.
Estratificados similares a los descritos en las
secciones C y D del Ejemplo 1 y películas de varias capas
coextruidas similares a las descritas en la sección A del Ejemplo 1
exhibían comportamiento y características de procesamiento similares
a las películas indicadas previamente.
Se prepararon películas tales como las probadas
en el Ejemplo 3, pero que incorporaban 2000 ppm de microesferas
cerámicas huecas Zeeosphere™ mientras se reducía la cantidad de
agente deslizante de erucamida. Se prepararon cuatro películas, que
contenían las siguientes cantidades de aditivos deslizante y
antibloqueo:
\newpage
| Sílice (ppm) | Talco (ppm) | Erucamida (ppm) |
| 2400 | 0 | 400 |
| 0 | 3600 | 0 |
| 0 | 3600 | 200 |
| 0 | 3600 | 400 |
Estas películas se revistieron como en el Ejemplo
3 con la siguiente formulación antiempañamiento:
25 partes en peso (pep) de acrilato Contax™ V
OPV
4 pep de SML
0,6 pep de sílice Syloid™ W500
70,4 pep de una combinación 50:50 de acetato de
etilo y acetato de n-propilo
Las películas se imprimieron sobre una cara y se
revistieron en línea sobre la otra cara, usando una prensa de
impresión equipada con un revestidor en línea. El nivel de
tratamiento sobre la cara del revestimiento se ajustó a fin de dar
una energía superficial de aproximadamente 0,036 J/m^{2}. Se
encontró que estas películas tenían una fricción de metal a película
reducida durante el procesamiento a máquina de la película sobre el
equipo VFFS.
Las películas se apartaron a continuación durante
tres días antes de cortarse. Durante el corte, las películas se
controlaron con respecto al bloqueo o la transferencia (del
revestimiento desde la superficie a la que se ha aplicado hasta la
superficie opuesta de la película) sobre el rodillo. (La
transferencia del revestimiento se produce generalmente cuando el
bloqueo es intenso). No era visible transferencia de revestimiento
con ninguna de las películas. La película que no contiene agente
deslizante mostraba alto de bloqueo pero no transferencia de
revestimiento a la cara de enfrente.
Se prepararon dos películas similares a las del
Ejemplo 4, con la excepción de que se usaba hidroxierucamida como
agente deslizante en lugar de erucamida. (La hidroxierucamida migra
a las superficies de la película más lentamente que la erucamida).
Estas películas tenían 2000 ppm de microesferas y 3600 ppm de
sílice. Una de las películas incluía 200 ppm de hidroxierucamida
mientras que la otra incluía 400 ppm.
Las películas se revistieron del mismo modo que
las películas del Ejemplo 4. No se observó transferencia de
revestimiento, aunque se apreció una ligera cantidad de bloqueo con
la película que contenía 200 ppm de hidroxierucamida. Se cree que
esto se debe a su velocidad de migración relativamente baja a la
superficie de la película.
Diversas modificaciones y alteraciones que no se
apartan del alcance y el espíritu de esta invención serán evidentes
para los expertos en la técnica. Esta invención no debe limitarse
excesivamente a las modalidades ilustrativas indicadas aquí.
Claims (10)
1. Una película de envasado que comprende una o
más capas, comprendiendo dicha película:
- a)
- una capa termosellable que comprende un polímero que comprende unidades "meras" derivadas de etileno;
- b)
- revestido sobre dicha capa termosellable, al menos un agente antiempañamiento dispuesto en un aglutinante, comprendiendo dicho aglutinante un polímero que comprende unidades "meras" derivadas de al menos uno de un éster de ácido (met)acrílico y monómeros de acetato de vinilo; y
- c)
- agente antibloqueo dispersado en al menos una capa de dicha película,
comprendiendo dicha película no más de
aproximadamente 800 partes por millón de agente deslizante.
2. La película de acuerdo con la reivindicación
1, en la que dicho agente deslizante está presente en una cantidad
de no más de aproximadamente 750 partes por millón.
3. La película de acuerdo con la reivindicación
1, en la que dicho agente deslizante está presente en una cantidad
de no más de aproximadamente 500 partes por millón.
4. La película de acuerdo con la reivindicación
1, en la que dicho agente deslizante está presente en una cantidad
de no más de aproximadamente 200 partes por millón.
5. La película de acuerdo con la reivindicación
1, en la que dicho agente antibloqueo está presente en dicha capa
termosellable.
6. La película de acuerdo con la reivindicación
1, en la que dicho agente antibloqueo está presente en una cantidad
de entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 6% en peso, basado en
el peso total de la capa de película en la que está dispuesto dicho
agente antibloqueo.
7. La película de acuerdo con la reivindicación
1, en la que dicho agente antibloqueo son partículas cerámicas de
aluminosilicato alcalino.
8. La película de acuerdo con la reivindicación
1, en la que dicho aglutinante comprende un polímero que comprende
unidades "meras" derivadas de un éster de ácido acrílico.
9. La película de acuerdo con la reivindicación
1, en la que dicho aglutinante comprende además sílice.
10. Un método para envasar un producto, que
comprende:
- a)
- introducir el producto en una bolsa elaborada a partir de la película de acuerdo con la reivindicación 1; y
- b)
- sellar la bolsa a fin de formar un envase.
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