ES2215820T3 - Composicion de poliamida. - Google Patents

Composicion de poliamida.

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ES2215820T3
ES2215820T3 ES01116113T ES01116113T ES2215820T3 ES 2215820 T3 ES2215820 T3 ES 2215820T3 ES 01116113 T ES01116113 T ES 01116113T ES 01116113 T ES01116113 T ES 01116113T ES 2215820 T3 ES2215820 T3 ES 2215820T3
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acid
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Koji Nakamura
Yutaka Yamaguchi
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Abstract

Una composición de poliamida que consiste en: (A) 100 partes en peso de una mezcla de poliamidas que comprende dos o más poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal y (B) de 0, 01 a 1, 0 partes en peso de un propionato hidroxifenilo representado por la fórmula (1), **FORMULA** donde R1 representa un grupo alquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono. teniendo la mezcla de poliamida (A) que comprende dos o más polimidas que difieren en la concentración del grupo terminal una concentración de grupo amino terminal comprendida entre 2, 0 x 10-s a 7, 0 x 10-s eq/g y una concentración de grupo carboxilo terminal comprendida entre 1, 5 x 10-s a 4, 0 x 10-s eq/g, siendo la concentración del grupo amino terminal superior a la concentración del grupo carboxilo terminal,

Description

Composición de poliamida.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una composición de poliamida que incluye una cantidad específica de una mezcla de poliamida que comprende dos o más poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal y una cantidad específica de un antioxidante específico. La invención se refiere además a una película de poliamida para envasar alimentos obtenida a partir de la composición. Más en particular, la presente invención se refiere a una composición de poliamida adecuada para su uso en la producción de una película satisfactoria en cuanto a sus propiedades prácticas, v.g., la propiedad de un reducido deterioro de sus propiedades mecánicas, o transparencia tras el calentamiento en retorta. Esta composición de poliamida es adecuada para su uso como una película de poliamida para el envasado de alimentos, especialmente para una película de envasado para alimentos de bolsa de calentamiento en retorta.
Antecedentes de la invención
Las películas de poliamida son excelentes en lo que se refiere a varias de sus propiedades, entre las que se incluyen propiedades de barrera al gas, tenacidad, ausencia de poros, resistencia térmica y resistencia al aceite. Por esta razón, las poliamidas se utilizan como películas de envasado, en particular, se utilizan como base de películas de una sola capa, películas estratificadas o como un material constituyente para películas de varias capas formadas por coextrución con otras resinas principalmente en la película de envasado de alimentos.
En la etapa de envasado de alimentos, como por ejemplo fideos crudos, alimentos precocinados y verduras saladas, con frecuencia se lleva a cabo el calentamiento en retorta, en virtud de lo cual se tratan los envases para esterilización a una alta temperatura y un alto nivel de humedad con el propósito de conseguir que se pueda almacenar el contenido durante un largo período de tiempo. Recientemente, se tiende a utilizar temperaturas más altas, de aproximadamente 130ºC, para el calentamiento en retorta. Esto supone que las películas para el envasado de alimentos no han de cambiar en sus propiedades mecánicas o transparencia tras el tratamiento con vapor de agua caliente a temperaturas de aproximadamente 130ºC.
Existen casos en los que al someterlas al tratamiento en retorta a una alta temperatura de aproximadamente 130ºC y un alto nivel de humedad, las películas de poliamida experimentan una considerable reducción de sus propiedades mecánicas, en particular en la resistencia a la tracción, o experimentan un rubor que se estropea su transparencia.
En tales circunstancias, se han realizado investigaciones con el fin de desarrollar una poliamida cuyas propiedades mecánicas, transparencia, etc. se deterioren poco en las condiciones de tratamiento en retorta de alta temperatura y alto nivel de humedad.
Por ejemplo, se han propuesto técnicas en las que se estratifica una película de poliéster sobre la superficie de una película de poliamida para prevenir que la película de poliamida quede expuesta directamente a una atmósfera de temperatura alta y humedad alta. No obstante, no solamente quedan sin mejorar las propiedades de la propia película de poliamida, sino que esta técnica presenta también inconvenientes en la productividad, ya que las etapas de producción requieren un prolongado período de tiempo o son complicadas.
En JP-A-4-28727 (el término "JP-A" tal como se utiliza aquí significa "solicitud de patente japonesa publicada sin examinar") se describe una película de envasado para alimentos de bolsa de calentamiento en retorta que comprende una resina de poliamida específica modificada con grupos terminales. No obstante, esta película de poliamida puede deteriorarse en cuanto a sus propiedades mecánicas o su transparencia a través del calentamiento en retorta según las condiciones del mismo y, por consiguiente, su aplicación y uso quedan limitados.
En JP-A-7-268209 se describe una película de envasado para alimentos de bolsa de calentamiento en retorta que comprende una composición de poliamida que contiene un antioxidante específico. Esta película de poliamida, sin embargo, resulta insuficiente en cuanto a sus propiedades mecánicas y su transparencia tras el tratamiento en retorta.
Por otra parte, en JP-A-59-231089 se describe una composición de poliamida que contiene un propionato de hidroxifenilo. No obstante, no se ofrecen datos sobre las propiedades de esta composición de poliamida. Por otra parte, ni se proporciona una descripción sobre los usos de la película ni se describe la influencia que puede tener el tratamiento en retorta en las propiedades prácticas.
Compendio de la invención
Los autores de la presente invención han realizado un exhaustivo estudio con el fin de desarrollar una poliamida para su uso como material para una película cuyas propiedades mecánicas, transparencia, etc. se deterioran poco, tras el calentamiento en retorta. Como resultado, se ha observado que el objeto de la invención se consigue con una composición de poliamida que incluye una mezcla de poliamida que comprende dos o más poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal y un antioxidante específico. La invención ha sido completada en función de este hallazgo.
La presente invención proporciona, de acuerdo con un primer aspecto de la misma, una composición de poliamida que consiste en:
(A) 100 partes en peso de una mezcla de poliamida que comprende dos o más poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal y
(B) de 0,01 a 1,0 partes en peso de un propionato de hidroxifenilo representado por la fórmula (1),
teniendo la mezcla de poliamida (A) que comprende dos o más poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal una concentración de grupo amino terminal comprendida entre 2,0 x 10^{-5} a 7,0 x 10^{-5} eq/g y una concentración de grupo carboxilo terminal comprendida entre 1,5 x 10^{-5} y 4,0 x 10^{-5} eq/g, siendo la concentración del grupo amino terminal superior a la concentración del grupo carboxilo terminal,
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en la que R^{1} representa un grupo alquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono.
La invención proporciona además, con arreglo a un segundo aspecto de la misma, una película de poliamida para envases de alimentos obtenidos a partir de la composición de poliamida antes descrita.
Descripción detallada de la invención
A continuación se explica la presente invención con mayor detalle.
Las poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal que constituyen la mezcla de poliamina (A) utilizada en la invención se producen por polimerización o copolimerización, como material de partida, de una lactama de tres miembros o superior, un aminoácido o una sal de nilón formada a partir de una diamina y un ácido dicarboxílico. Esta (co)polimerización se lleva a cabo a través de un método conocido como, por ejemplo, polimerización en fundido, polimerización en solución, o polimerización en estado sólido, en presencia o ausencia de una cantidad específica de una amina o una mezcla de amina/ácido carboxílico. Entre los ejemplos de estructura de grupo terminal de las poliamidas que constituyen la mezcla de poliamida se incluyen grupos amino, carboxilo e hidrocarburo que tienen de 1 a 22 átomos de carbono.
Entre los ejemplos de lactamas de tres miembros o superiores se incluyen \varepsilon-caprolactama, \omega-enantolactama,
\omega-laurolactama, \alpha-pirrolidona y \alpha-piperidona. Entre los ejemplos de aminoácidos es incluyen ácido 6-aminocaproico, ácido 7-aminoheptanoico, ácido 9-aminonanoico, ácido 11-aminoundecanoico y ácido 12-aminododecanoico.
Entre los ejemplos de la diamina para constituir la sal de nilón se incluyen aminas alifáticas tales como tetrametilendiamina, hexametilendiamina, heptametilendiamina, octametilendiamina, nonametilendiamina, decametilendiamina, undecametilendiamina, dodecametilendiamina y 2,2,4- o 2,4,4-trimetilhexametilendiamina, diaminas alicíclicas como 1,3- o 1,4-bis(aminometil)ciclohexano, isoforondiamina, piperazina, bis(4-aminociclohexil)metano y 2,2-bis(4'-aminociclohexil)propano, y diaminas aromáticas como m-xililendiamina y p-xililendiamina.
Entre los ejemplos del ácido dicarboxílico para constituir la sal de nilón se incluyen ácidos dicarboxílicos alifáticos tales como ácido malónico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico y ácido undecanodióico y ácidos dicarboxílicos alicíclicos y aromáticos tales como ácido 1,4-ciclohexanodicarboxílico, ácido tereftálico, ácido isoftálico y ácido xililendicarboxílico.
En el caso en el que se utiliza una cantidad específica de una amina o una mezcla de amina /ácido carboxílico para producir las poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal para su uso en la invención, se puede añadir la amina o la mezcla de amina/ácido carboxílico en cualquier etapa que se desee de la reacción de polimerización. No obstante, es preferible añadir la amina o la mezcla en la etapa inicial de la reacción de polimerización.
La cantidad de la amina o la mezcla de amina/ácido carboxílico que se añade se determina adecuadamente según un modo conocido al mismo tiempo que se tiene en cuenta la concentración del grupo amino terminal, la concentración del grupo carboxilo terminal y la viscosidad relativa de la poliamida que se va a producir. En general, se añade la amina o la mezcla de amina/ácido carboxílico en una cantidad comprendida entre 1 y 25 meq, preferiblemente de 3,5 a 18 meq, por mol del material de partida para las poliamidas, como por ejemplo una lactama de tres miembros o superior, un amino ácido o una sal de nilón.
Entre los ejemplos de amina que se puede añadir se incluyen aminas alifáticas tales como metilamina, etilamina, propilamina, butilamina, pentilamina, hexilamina, heptilamina, octilamina, 2-etilhexilamina, nonilamina, decilamina y undecilamina, monoaminas alicíclicas tales como ciclohexilamina y metilciclohexilamina, monoaminas alifáticas tales como bencilamina y \beta-fenilmetilamina, aminas secundarias simétricas tales como N,N-dimetilamina, N,N-dietilamina, N,N-dipropilamina, N,N-dibutilamina, N,N-dihexilamina y N,N-dioctilamina, aminas secundarias mixtas tales como N-metil-N-etilamina, N-metil-N-butilamina, N-meti-N-dodecilamina, N-metil-N-octadecilamina, N-etil-N-hexadecilamina, N-etil-N-octadecilamina y N-propil-N-hexadecilamina, diaminas alifáticas tales como etilendiamina, trimetilendiamina, tetrametilendiamina, pentametilendiamina, hexametilendiamina, heptametilendiamina, octametilendiamina, nonametilendiamina, decametilendiamina, undecametilendiamina, dodecametilendiamina, tridecametilendiamina, hexadecametilendiamina, octadecametilendiamina y 2,2,4- o 2,4,4-trimetilhexametilendiamina, diaminas alicíclicas tales como ciclohexanodiamina, metilciclohexanodiamina, 1,3- o 1,4-bis(aminometil)ciclohexano, isoforondiamina, piperazina, bis(4,4'-aminociclohexil)metano, y 2,2-bis(4'-aminociclohexil)propano, y diaminas aromáticas como m-xililendiamina y p-xililendiamina.
Entre los ejemplos de ácidos carboxílicos se incluyen ácidos monocarboxílicos alifáticos tales como ácido acético, ácido propiónico, ácido butírico, ácido valérico, ácido caproico, ácido enántico, ácido cáprico, ácido undecanoico, ácido láurico, ácido tridecanoico, ácido palmítico y ácido esteárico, ácidos monocarboxílicos alicíclicos, tales como ácido ciclohexanocarboxílico y ácido metilciclohexanocarboxílico, ácidos monocarboxílicos aromáticos como ácido benzoico, ácido toluico, ácido etilbenzoico y ácido fenilacético, ácidos dicarboxílicos alifáticos tales como ácido malónico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido undecanodióico, ácido dodecanodióico, ácido hexadecanodióico, ácido hexadecenodióico, ácido octadecanodióico, ácido octadecenodióico, ácido eicosanodióico, ácido eicosenodióico, ácido docosanodióico, ácido diglicólico, y ácido 2,2,4-trimetiladípico, ácidos dicarboxílicos alicíclicos tales como ácido 1,4-ciclohexanodicarboxílico, y ácidos dicarboxílicos aromáticos como ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido ftálico, ácido m-xililendicarboxílico y ácido p-xililendicarboxílico.
La mezcla de poliamida (A) tiene una concentración de grupo amino terminal comprendida entre 2,0 x 1^{-5} y 7,0 x 10^{-5} eq/g, preferiblemente entre 3,0 x 10^{-5} y 6,5 x 10^{-5} eq/g, y una concentración del grupo carboxilo terminal comprendida entre 1,5 x 10^{-5} y 4,0 x 10^{-5} eq/g, preferiblemente entre 2,0 x 10^{-5} y 3,5 x 10^{-5} eq/g. Por otra parte, la concentración del grupo amino terminal de la mezcla de poliamida es superior a la concentración del grupo carboxilo terminal del mismo. Dado que la mezcla de poliamida (A) comprende dos o más poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal, la concentración del grupo amino terminal y la concentración del grupo carboxilo terminal de la mezcla de poliamida (A) se determinan según la concentración del grupo amino terminal y la concentración del grupo carboxilo terminal de cada constituyente de poliamida y según las proporciones de los mismos.
Si la mezcla de poliamida (A) no satisface ninguno de los requisitos antes citados, por ejemplo, si la concentración del grupo amino terminal o la concentración del grupo carboxilo terminal de la mezcla de poliamida (A) está fuera del intervalo antes indicado, o la concentración del grupo carboxilo terminal del mismo es superior a la concentración del grupo amino terminal, entonces hay casos en los que la película de poliamida experimenta una considerable reducción de las propiedades mecánicas o transparencia a través del tratamiento en retorta.
La mezcla de poliamida (A) tiene una viscosidad relativa, tal como se mide con arreglo a JIS K 6810:1977 generalmente de 2,0 a 5,0, preferiblemente de 2,5 a 4,0. La viscosidad relativa de la mezcla de poliamida (A) se determina según la viscosidad relativa de cada una de las poliamidas que constituyen la mezcla de poliamida y por sus proporciones. Si la viscosidad relativa de la mezcla de poliamida es inferior a 2,0, la película de poliamida obtenida a partir de la composición presenta un deterioro de las propiedades mecánicas. Por el contrario, si la viscosidad relativa excede 5,0, la composición presenta una viscosidad de fundido demasiado alta, con lo que resulta difícil llevar a cabo la formación de la película y obtener una película lisa.
Al constituir la mezcla de poliamida, se pueden mezclar las dos o más poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal en cualquier proporción que se desee siempre y cuando la mezcla de poliamida resultante satisfaga los requisitos específicos antes descritos en lo que se refiere a la concentración del grupo amino terminal y la concentración del grupo carboxilo terminal.
Es preferible una mezcla de poliamidas que incluya poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal al menos en cierto grado como mezcla de poliamida (A) en relación con una mezcla de poliamida que incluya poliamidas que son similares en cuanto a la concentración del grupo terminal. Por ejemplo, dicha mezcla de poliamida preferible es la que se prepara por mezclado de poliamidas que difieren en la concentración del grupo amino terminal en al menos 1,0 x 10^{-5} eq/g, preferiblemente al menos 2,0 x 10^{-5} eq/g, más preferiblemente al menos 3,0 x 10^{-5} eq/g.
Desde el punto de vista de alcanzar el objeto de la invención, al menos una de las poliamidas que constituyen la mezcla de poliamida (A) es preferiblemente una poliamida rica en amino en la que la diferencia entre la concentración del grupo amino terminal y la concentración del grupo carboxilo terminal es 1,0 x 10^{-5} eg/g o superior, preferiblemente 2,0 x 10^{-5} eq/g o superior.
Desde el punto de vista de la facilidad de mezclado y la facilidad de formación de película, las poliamidas que constituyen la mezcla de poliamida son preferiblemente del mismo tipo. Por ejemplo, es preferible utilizar poliamidas que consisten en nilón-6, un copolímero de nilón-6/nilón-12, un copolímero de nilón-6/nilón-6,6/nilón-12 o similares.
Es posible obtener una poliamida simple que tiene concentraciones de grupo terminal y una viscosidad relativa dentro de los mismos intervalos correspondientes que la mezcla de poliamida para su uso en la invención. No obstante, existen casos en los que el uso de dicha poliamida simple tiene como resultado no solamente el deterioro de las propiedades mecánicas o la transparencia a través del calentamiento en retorta, sino también otros fenómenos, como por ejemplo que, durante la producción de la película continua, vienen a generarse muchas partículas de gel a medida que se prolonga el tiempo de producción de la película, si bien las razones de dichos fenómenos no están claros. Por lo tanto, resulta difícil alcanzar el objeto de la invención con una sola poliamida.
El propionato de hidroxifenilo (B) representado por la fórmula (1) (en adelante denominado simplemente propionato de hidroxifenilo) que se utiliza en la invención se puede producir haciendo reaccionar ácido 3-(3-alquil-5-t-butil-4-hidroxifenil)propiónico o un derivado reactivo del mismo, v.g., el cloruro de ácido o el anhídrido ácido del mismo con 3,9-bis(1,1-dimetil-2-hidroxietil)-2,4,8,10-tetraoxa-espiro[5.5]undecano o un derivado del mismo a través de un método conocido.
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En la fórmula (1), R^{1} representa un grupo alquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono.
En el propionato de hidroxifenilo representado por la fórmula (1), R^{1} representa un grupo metilo, un grupo etilo, o un grupo propilo, si bien es preferiblemente un grupo metilo desde el punto de vista de la estabilidad térmica y la resistencia a la oxidación. Entre los ejemplos específicos de propionato de hidroxifenilo se incluyen 3,9-bis[2-[3-(3-t-butil-4-hidroxi-5-metilfenil)propioniloxi]-1,1-dimetiletil]-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecano, 3,9-bis[2-[3-(3-t-butil-4-hidroxi-5-etilfenil)propioniloxi]-1,1-dimetiletil]-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecano, y 3,9-bis[2-[2-(3-t-butil-4-hidroxi-5-isopropilfenil]-propioniloxi]-1,1-dimetiletil]-2,4,8,10-tetraoxaspiro-[5.5]undecano. Entre ellos se prefiere 3,9-bis[2[3-(3-t-butil-4-hidroxi-5-metilfenil)propioniloxi]-1,1-dimetil-etil]-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecano.
La composición de poliamida de la invención incluye 100 partes en peso de la mezcla de poliamida y de 0,01 a 1,0 partes en peso, preferiblemente de 0,01 a 0,5 partes en peso, más preferiblemente de 0,05 a 0,25 partes en peso del propionato de hidroxifenilo. Si la cantidad incorporada de propionato de hidroxifenilo es inferior a 0,01 partes en peso, el tratamiento en retorta a alta temperatura puede tener como resultado una disminución de las propiedades mecánicas y una prolongación del tiempo de producción de la película tenderá a tener como resultado la generación de partículas de gel. Incluso cuando se incorpora propionato de hidroxifenilo en una cantidad que excede 1,0 partes en peso, no se puede esperar una mejora del efecto en correspondencia con dicha gran cantidad de éster, con la única consecuencia de una desventaja económica.
Para alcanzar el objeto de la invención, es esencial utilizar una mezcla de poliamida que comprenda dos o más poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal y que tenga una concentración de grupo amino terminal y una concentración de grupo carboxilo terminal en los intervalos específicos correspondientes, e incorporar una cantidad específica de propionato de hidroxifenilo específica en la mezcla de poliamida.
Puede haber varios aditivos contenidos en la composición de poliamida de la invención siempre y cuando dichos aditivos no deterioren las propiedades de la composición. Entre los ejemplos de ellos se incluyen antioxidantes fenólicos conocidos distintos al propionato de hidroxifenilo (B), antioxidantes de compuesto de fósforo como tris(2,4-di-t-butilfenil)fosfito y tetraquis(2,4-di-t-butilfenil)-4,4'-bifenileno fosfito, antioxidantes de compuesto de azufre, agentes antidesgaste incluyendo absorbentes de luz ultravioleta, jabones metálicos como estearato cálcico y estearato de magnesio, compuestos de bisamida como bisamidas de metileno y bisamidas de etileno, agentes antiestáticos como poli(oxietilen)alquilaminas, sulfonatos de alquilo y sulfatos de amonio cuaternario, diversas cargas como sílice, talco y montmorilonitas, agentes antibloqueo, tintes y pigmentos.
La composición de poliamida de la invención se puede producir añadiendo el propionato de hidroxifenilo y diversos aditivos opcionales a la mezcla de poliamida y mezclando estos ingredientes según una técnica conocida. Entre los ejemplos de métodos de producción que se pueden aplicar se incluyen un método que incluye el mezclado en seco de la mezcla de poliamida con el propionato de hidroxifenilo por medio de un aparato de mezclado conocido, v.g., un tambor o una mezcladora, para producir la composición, un método que consiste en la disolución del propionato de hidroxifenilo en un disolvente en el que es soluble el éster, el pulverizado de la solución resultante sobre la mezcla de poliamida, y después la evaporación del disolvente para producir la composición, y un segundo método que consiste en el amasado en fundido de la mezcla de poliamida junto con el propionato hidroxifenilo por medio de una extrusora de tuerca simple o de doble tuerca conocida para producir la composición. Se puede obtener fácilmente la mezcla de poliamida mezclando dos o más poliamidas que difieren en cuanto a la concentración del grupo terminal a través de una técnica conocida, como por ejemplo mezclado en seco o mezclado en fundido.
Para producir una película a partir de la composición de poliamida de la invención, se puede aplicar un proceso conocido para la producción de películas de poliamida. Entre los ejemplos se incluyen: un proceso de colada que consiste en el amasado en fundido de la composición de poliamida de la invención con una extrusora, la extrusión del fundido en una forma de película plana con una boquilla en T o una boquilla de soporte colgante, la colada del extrudato en un rodillo de colada, y el enfriado del extrudato para producir una película; y un proceso tubular que consiste en la extrusión de un fundido de la composición de poliamida en una forma tubular con una boquilla de anillo y el enfriado del extrudato tubular con aire o agua para producir una película. Aunque se puede utilizar sin estirar, la película producida se utiliza normalmente como una película estirada en la mayoría de los casos. Entre los ejemplos de película estirada se incluyen una película estirada uniaxial, una película estirada biaxial formada por un estirado biaxial simultáneo y una película estirada biaxialmente formada por sucesivos estirados biaxiales. Estas películas se producen a través de técnicas de estirado conocidas como por ejemplo estirado uniaxial con rodillos, estirado biaxial sucesivo con un tendedor, estirado biaxial simultáneo con un tendedor y estirado de película tubular. Dicha etapa de estirado se puede llevar a cabo después de la producción de la película de poliamida, o se puede llevar a cabo por separado después de enrollar temporalmente la película de poliamida formada.
La relación de estirado de la película estirada varía dependiendo del uso pretendido de la película. No obstante, en el caso de una película estirada uniaxialmente, la relación de estirado oscila generalmente entre 1,5 y 5, preferiblemente, entre 1,8 y 3,5. En el caso de una película estirada biaxialmente con un tendedor, la relación de estirado de la misma en la dirección de enrollado (dirección de la máquina) es generalmente de 1,5 a 4 y la relación de estirado de la misma en dirección perpendicular a la dirección de enrollado (dirección transversal) es generalmente de 1,5 a 5. En el caso de una película biaxialmente estirada obtenida a través del estirado de película tubular, las relaciones de estirado en las direcciones de máquina y transversal son generalmente de 1,5 a 4.
La película obtenida a partir de la composición de poliamida de la invención se puede utilizar como estrato con otra película de polímero, hoja de aluminio, etc. Entre los ejemplos de otras películas de polímero para estratificado se incluyen películas formadas a partir de polietileno de baja densidad, polietileno de alta densidad, polipropileno, copolímeros de etileno/acetato de vinilo y resinas de ionómero.
Para producir un estratificado de la película de poliamida con otra(s) película(s) de polímero, se puede aplicar un método conocido. Entre los ejemplos se incluyen: un método en el que se une la película de poliamida con una o más películas de polímero con un adhesivo; un método en el que se funden y co-extruyen la composición de poliamida y uno o más polímeros para formar una o más películas de polímero a partir de un orificio de varias capas a través de una resina adhesiva.
La película obtenida a partir de la composición de poliamida de la invención tiene una excelente estabilidad térmica y se deteriora poco en cuanto a sus propiedades prácticas tras el tratamiento en retorta. En consecuencia, la película es adecuada para su uso como material para envasado de alimentos, tales como fideos crudos, comidas procesadas, verduras saladas y carnes. La película es especialmente adecuada para su uso como material de envasado para alimentos de bolsa de calentamiento en retorta.
La composición de poliamida de la invención se deteriora poco en cuanto a sus propiedades mecánicas o su transparencia incluso cuando se somete a un tratamiento en retorta a alta temperatura y se puede configurar satisfactoriamente en películas. Esta composición de poliamida es adecuada para su uso como película para el envasado de alimentos, sobre todo como película de envasado para alimentos de bolsa de calentamiento en retorta.
La presente invención quedará explicada a continuación con mayor detalle haciendo referencia a los ejemplos y ejemplos comparativos. No obstante, no deberá considerarse que la invención queda limitada con estos ejemplos. A continuación se indican los métodos utilizados para sintetizar las poliamidas utilizadas en los ejemplos y ejemplos comparativos, junto con los antioxidantes utilizados y los métodos empleados para evaluar las películas de poliamida.
1. Síntesis de poliamida (nilón) (1) Síntesis de A-1 (nilón 6)
Se introdujeron en un autoclave de 70 litros 20 kg de \varepsilon-caprolactama, 1,0 kg de agua y 83 g (6,9 meq por mol de caprolactama) de m-xililendiamina. Se reemplazó la atmósfera del polimerizador con nitrógeno. A continuación, se calentó el contenido a 100ºC y se agitó a esta temperatura para mantener homogéneo el sistema de reacción. A continuación, se elevó la temperatura del polimerizador a 260ºC y se polimerizó la mezcla de reacción durante 2 horas con agitación al mismo tiempo que se regulaba la presión interna del reactor a 17,5 kgf/cm^{2}. A continuación, se redujo la presión interna a la presión ordinaria durante aproximadamente 2 horas y después a 400 mmHg, y se llevó a cabo la polimerización a la presión reducida durante 2 horas más. A continuación, se introdujo nitrógeno en el autoclave y se retornó la presión interna a la presión ordinaria. Se descargó la mezcla de reacción resultante en forma de una hebra a través de una tobera dispuesta en la parte inferior del reactor y se cortó la hebra para obtener pellets. Se sumergieron los pellets en agua caliente para eliminar aproximadamente un 10% de los monómeros sin reaccionar por extracción y a continuación se secaron al vacío. El polímero así obtenido tenía una viscosidad relativa de 2,6, una concentración de grupo amino terminal de 9,7 x 10^{-5} eq/g, y una concentración de grupo carboxilo terminal de 2,3 x 10^{-5} eq/g.
(2) Síntesis de A-2 (nilón-6)
Se introdujeron en un autoclave de 70 litros 20 kg de \varepsilon-caprolactama y 1,0 kg de agua. Se sustituyó la atmósfera del polimerizador por nitrógeno. A continuación, se calentó el contenido a 100ºC y se agitó a esta temperatura para mantener homogéneo el sistema de reacción. A continuación, se elevó la temperatura del polimerizador a 260ºC y se polimerizó la mezcla de reacción durante 2 horas con agitación al mismo tiempo que se regulaba la presión interna del reactor a 17,5 kgf/cm^{2}. A continuación, se redujo la presión interna a la presión ordinaria durante aproximadamente 2 horas, y se llevó a cabo la polimerización a la presión ordinaria durante otras 2 horas más en una corriente de nitrógeno al mismo tiempo que se volatilizaba el agua del reactor. Una vez completada la reacción, se descargó la mezcla de reacción resultante en forma de una hebra a través de una tobera dispuesta en la parte inferior del reactor y se cortó la hebra para obtener pellets. Se sumergieron los pellets en agua caliente para eliminar aproximadamente un 10% de monómeros sin reaccionar por extracción y después se secó al vacío. El polímero así obtenido tenía una viscosidad relativa de 3,6, una concentración de grupo amino terminal de 4,1 x 10^{-5} eq/g, y una concentración del grupo carboxilo terminal de 4,2 x 10^{-5} eq/g.
(3) Síntesis de A-3 (nilón-6)
Se introdujeron en un autoclave de 70 litros 20 kg de \varepsilon-caprolactama y 1,0 kg de agua. Se reemplazó la atmósfera en el polimerizador con nitrógeno. A continuación, se calentó el contenido a 100º C y se agitó a esta temperatura para mantener homogéneo el sistema de reacción. A continuación, se elevó la temperatura del polimerizador a 260ºC y se polimerizó la mezcla de reacción durante 2 horas con agitación al mismo tiempo que se regulaba la presión interna del reactor a 17,5 kgf/cm^{2}. A continuación, se redujo la presión interna a la presión ordinaria durante aproximadamente 2 horas, y se llevó a cabo la polimerización a la presión ordinaria durante 3 horas más en una corriente de nitrógeno al mismo tiempo que se volatilizaba el agua del reactor. Una vez completada la reacción, se descargó la mezcla de reacción resultante en forma de una hebra a través de una tobera dispuesta en la parte inferior del reactor y se cortó la hebra para obtener pellets. Se sumergieron los pellets en agua caliente para eliminar aproximadamente un 10% de los monómeros sin reaccionar por extracción y después se secó al vacío. El polímero así obtenido tenía una viscosidad relativa de 4,4, una concentración del grupo amino terminal de 3,3 x 10^{-5} eq/g, y una concentración de grupo carboxilo terminal de 3,1 x 10^{-5} eq/g.
2. Antioxidantes utilizados
B-1: 3,9-bis[2-[3-(3-t-butil-4-hidroxi-5-metilfenil)-propioniloxi]-1,1-dimetiletil]-2,4,8,10-tetraoxaspiro-[5.5]undecano; antioxidante fabricado por Sumitomo Chemical Co., Ltd.; marca registrada, Sumilizer GA-80
B-2: tetraquis[3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxifenil)propionato] de pentaeritritilo; antioxidante fabricado por Ciba Specialty Chemicals Incl.; marca registrada, Irganox 1010.
3. Medida de viscosidad relativa de poliamida
Se midió la viscosidad relativa \eta_{r} de una poliamida con arreglo a JIS K 6810:1977 en ácido sulfúrico al 98% en condiciones de una concentración de poliamida de 1% y una temperatura de 25%.
4. Medición de las concentraciones del grupo terminal de poliamida
Se determinó la concentración del grupo amino terminal de una poliamida por valoración de una solución de 1 g de la poliamida en un disolvente mixto de fenol/metanol con ácido clorhídrico 0,02N.
Se determinó la concentración de grupo carboxilo terminal de una poliamida por valoración de una solución de 1 g de la poliamida en alcohol bencílico con solución de hidróxido sódico 0,05N.
5. Formación de la película para su evaluación
Se introdujeron una o más poliamidas y un antioxidante en una extrusora de doble tuerca (Tipo TEX 30, fabricada por The Japan Steel Works, Ltd) y se amasó en fundido en condiciones de una temperatura del barril de la extrusora de 250ºC y una velocidad de rotación de tuerca de 100 rpm. Se formaron pellets de la composición resultante y se secaron. Se introdujeron los pellets en una extrusora de tuerca simple (Plabor \varphi40 Tipo Ex, fabricada por Research Laboratory of Plastics Technology Co., Ltd.) equipada con una boquilla en T para producir una película de poliamida sin estirar que tenía un espesor de 100 \mum en condiciones de una temperatura del barril de la extrusora de 250ºC, una velocidad de rotación de la tuerca de 40 rpm, y una temperatura del rodillo de enfriado de 30ºC. Se cortó una muestra que tenía una longitud de 90 mm y una anchura de 90 mm de la película y se unió a una máquina de estirado biaxial fabricada por Iwamoto Seisakusho K.K. Se estiró biaxialmente simultáneamente la mezcla a una temperatura de 70ºC en una relación de estirado de 2,8 en cada dirección, y se fijó el estado estirado por calentamiento a 210ºC para producir una película biaxialmente estirada. Se cortaron películas de muestra que se iban a evaluar a partir de esta película biaxialmente estirada.
6. Calentamiento en retorta
Se colocaron la película sin estirar (150 mm x 150 mm) y la película estirada (150 mm x 150 mm) antes obtenidas en un autoclave para preparar alimentos en bolsa de calentamiento en retorta (SR-240, fabricado por Tomy Seiko Co., Ltd.) y se trataron durante 30 minutos en condiciones de una temperatura de 135ºC, una presión total de 3,2 kg/cm^{2} (presión manométrica) y una presión de aire parcial de 1,0 kg/cm^{2}.
7. Medida de la retención de la resistencia a la tracción
Se midió la resistencia a la tracción con arreglo a ASTM D-882.
Se determinó la retención de la resistencia a la tracción calculando el valor de [(resistencia a la tracción después del calentamiento en retorta)/(resistencia a la tracción antes del calentamiento en retorta)] x 100 (%). Cuanto más alta es la retención de la resistencia a la tracción, menor es la influencia del calentamiento en retorta.
8. Medida de la turbiedad
Se determinó la turbiedad, que es una medida de la transparencia, con arreglo a ASTM D-1003 utilizando un ordenador para medir la turbiedad de lectura directa (HGM-2DP) fabricado por Suga Test Instruments Co., Ltd. Se examinó una película para determinar la turbiedad antes y después del calentamiento en retorta, y se calculó el cambio de la turbiedad a través del calentamiento en retorta.
Cambio de turbiedad = (turbiedad después del tratamiento en retorta) / (turbiedad antes del tratamiento en retorta)
Ejemplos 1 a 4
Ejemplos Comparativos 1 a 4
Se mezclaron una o más poliamidas con un antioxidante con arreglo a cada una de las formulaciones indicadas en la tabla 1. A partir de las composiciones resultantes, se produjeron las películas que se iban a evaluar a través del método antes descrito. Se examinaron las películas obtenidas para determinar su resistencia a la tracción y la turbiedad antes y después del calentamiento en retorta. En la tabla 1 se muestran las resistencias a la tracción antes y después del calentamiento en retorta, la retención de la resistencia a la tracción, la turbiedad y el cambio de turbiedad.
TABLA 1
3
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 * \+ \begin{minipage}[t]{153mm} Valores encontrados de
resistencia a la tracción y turbiedad antes del calentamiento en 
retorta/después del calentamiento en
retorta.\end{minipage} \cr}
Si bien la presente invención ha sido descrita en detalle y en referencia a modos de realización específicos, los especialistas en este campo entenderán que se pueden introducir diversos cambios y modificaciones sin alejarse del espíritu y marco de la misma.

Claims (6)

1. Una composición de poliamida que consiste en:
(A) 100 partes en peso de una mezcla de poliamidas que comprende dos o más poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal y
(B) de 0,01 a 1,0 partes en peso de un propionato hidroxifenilo representado por la fórmula (1),
4
donde R^{1} representa un grupo alquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono.
teniendo la mezcla de poliamida (A) que comprende dos o más polimidas que difieren en la concentración del grupo terminal una concentración de grupo amino terminal comprendida entre 2,0 x 10^{-5} a 7,0 x 10^{-5} eq/g y una concentración de grupo carboxilo terminal comprendida entre 1,5 x 10^{-5} a 4,0 x 10^{-5} eq/g, siendo la concentración del grupo amino terminal superior a la concentración del grupo carboxilo terminal,
2. La composición de poliamida según la reivindicación 1, en la que la mezcla de poliamida (A) que comprende dos o más poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal tiene una viscosidad relativa de 2,0 a 5,0.
3. La composición de poliamida según la reivindicación 1, en la que el propionato hidroxifenilo (B) es 3,9-bis[2-[3-(3-t-butil-4-hidroxi-5-metilfenil)propioniloxi]-1,1-dimetil-etil]-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecano.
4. Una película de poliamida para envasado de alimentos obtenida a partir de una composición de poliamida que consiste en:
(A) 100 partes en peso de una mezcla de poliamidas que comprende dos o más poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal y
(B) de 0,01 a 1,0 partes en peso de un propionato hidroxifenilo representado por la fórmula (1),
5
donde R^{1} representa un grupo alquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono.
teniendo la mezcla de poliamida (A) que comprende dos o más poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal una concentración de grupo amino terminal comprendida entre 2,0 x 10^{-5} a 7,0 x 10^{-5} eq/g y una concentración de grupo carboxilo terminal comprendida entre 1,5 x 10^{-5} a 4,0 x 10^{-5} eq/g, siendo la concentración del grupo amino terminal superior a la concentración del grupo carboxilo terminal.
5. La película de poliamida según la reivindicación 4, en la que la mezcla de poliamida (A) que incluye dos o más poliamidas que difieren en la concentración del grupo terminal tiene una viscosidad relativa de 2,0 a 5,0.
6. La película de poliamida según la reivindicación 4, en la que el propionato hidroxifenilo (B) es 3,9-bis[2-[3-(3-t-butil-4-hidroxi-5-metilfenil)propioniloxi]-1,1-dimetil-etil]-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecano.
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