ES2216353T3

ES2216353T3 - Film milticapa estirable.

Info

Publication number: ES2216353T3
Application number: ES98966660T
Authority: ES
Inventors: Paolo Ciocca; Roberto Forloni; Isabella Ferri
Original assignee: Cryovac LLC
Current assignee: Cryovac LLC
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2004-10-16
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: WO1999033650A1; CA2313472A1; DE69822511T2; CA2313472C; ATE261814T1; DE69822511D1; EP1044103A1; AU2416099A; EP1044103B1; US6517936B1

Abstract

Un film estirable formado por una primera capa exterior termosellante, una segunda capa exterior y, como mínimo, una capa intermedia, caracterizado porque la primera capa exterior termosellante incluye al menos una proporción principal de un TPE-S (elastómero termoplástico a base de copolímero en bloque de estireno).

Description

Film multicapa estirable.

La presente invención se refiere a un film multicapa estirable que puede sellarse térmicamente a material de poliestireno.

Los films estirables son por definición láminas termoplásticas que, aplicadas bajo tensión alrededor de un producto, se dilatan ajustándose al mismo.

Los films estirables se emplean hoy en día para envasar un gran número de productos, incluyendo alimentos tales como queso, carne elaborada, volatería, fruta, verduras, pescado, pizzas, etc. Estos productos suelen venderse en envases formados por una base, tal como un soporte plano o, preferentemente, una bandeja, sobre la cual se coloca el producto y se envuelve con un film estirable, p.ej. láminas estirables de PVC o de poliolefina.

Este tipo de envoltura ajustable se lleva a cabo generalmente, empleando un dispositivo de envolver con film estirable, que puede ser de tipo horizontal o elevador.

En el dispositivo envolvedor horizontal, el film se estira previamente y se aplica sobre el producto, manteniéndolo tensado con un sistema de sujeción adecuado. Después, el film se pliega longitudinalmente alrededor de la base que soporta el producto y se sella por debajo, a lo largo de dicha base, mediante un sellador central. Luego, el tubo de film se corta transversalmente y los faldones delantero y trasero resultantes se pliegan y sueldan sobre dicho tubo, pasando el paquete sobre una cinta transportadora calentada.

En el dispositivo de envolver elevador, el film se mantiene tensado y estirado, subiendo contra dicho film el producto colocado sobre la base apropiada. Después se pliega el film, tanto transversal como longitudinalmente, alrededor de la base que soporta el producto y se sella formando un bulto sobre la superficie inferior de dicha base, al pasar el paquete sobre una cinta transportadora calentada.

Según el tipo de film empleado, el paso sobre una cinta transportadora calentada puede ser insuficiente para cerrar el envase mediante soldadura por pegajosidad. En tal caso se requiere una etapa de soldadura asistida por presión, en la cual un rodillo de apriete accionado por arriba funciona conjuntamente con la cinta transportadora calentada.

En cualquier caso, la hermeticidad del cierre del envase variará en función de las características de soldadura del film (sellado y pegajosidad en frío/caliente).

En función del tipo de material empleado para la base y para el film estirable o su capa de sellado, la etapa de soldadura puede proporcionar una unión más o menos fuerte entre los faldones del film y entre el film estirable y la base. Se preferiría claramente una gran adherencia entre los faldones del film y un buen pegado del film a la bandeja, pues así se disminuiría el riesgo de escape de líquidos (es decir goteo) fuera del envase que contaminan el exterior del mismo y/o los otros envases almacenados cerca de él.

En la solicitud de patente internacional PCT/EP97/3640, también pendiente, y presentada por el mismo solicitante, se ha descrito hace poco un nuevo método de envasado con un film estirable, cuyo contenido se incorpora aquí como referencia.

Dicho brevemente, este nuevo método consiste en colocar el producto que se envasa sobre la superficie superior de un soporte, tipo lámina plana o bandeja, tensar un film termoplástico estirable sobre el producto y soldar el film termoplástico estirable con el soporte, alrededor de todo el producto o con los bordes de la bandeja, formando con dicho soporte un envoltorio herméticamente cerrado para el producto. En este nuevo método se reduce mucho la cantidad necesaria de material de envasado, el paquete terminado queda herméticamente sellado, sin problemas de escapes, goteos y/o contaminación, y su aspecto es mucho más atrayente. Aunque en dicho nuevo método, la soldadura se puede efectuar por cualquier medio, se prefiere la soldadura por sellado en caliente.

Por lo tanto, cuando se usan bases de poliestireno (PS) o de poliestireno espumado o expandido (EPS), muy corrientes en estas operaciones de envasado, se requiere un film estirable que pueda sellarse térmicamente con poliestireno. Aunque en el comercio se dispone de muchos films estirables, con buenas propiedades elásticas, ópticas y mecánicas, ninguno de ellos puede sellarse térmicamente con una superficie de poliestireno. Por otro lado, los films que podrían sellarse térmicamente con materiales basados en poliestireno, por ejemplo los films de poliestireno, no tienen unas propiedades elásticas suficientemente buenas para ser empleados en este tipo de operaciones de envasado.

Por consiguiente sería muy deseable disponer de un film estirable, dotado de buenas propiedades mecánicas, elásticas y ópticas, que también pudiera sellarse con una base de poliestireno o de poliestireno espumado. Un film de este tipo se podría usar adecuadamente tanto en los métodos convencionales de envasado por envoltura, como en el nuevo método descrito en la solicitud de patente internacional PCT/EP97/3640, también pendiente, a fin de proporcionar unos envases mejorados.

Son varias las propiedades que debe tener un film estirable:

buenas propiedades elásticas, es decir, una buena elongación, gran recuperación elástica y baja deformación permanente;

buen aspecto, es decir, poco velado y alto brillo;

buenas propiedades mecánicas, en particular una buena resistencia a los pinchazos y al desgaste;

una buena capacidad de sellado con el material soporte, sobre todo al utilizarlo conforme al método de envasado descrito en la solicitud de patente internacional PCT/EP97/3640, también pendiente;

y, en caso de emplearlo para envolver convencionalmente por estirado, también

una buena pegajosidad en frío y en caliente.

Un primer objeto de la presente invención es por tanto el de proporcionar un film estirable, con buenas propiedades elásticas, ópticas y mecánicas, que pueda sellarse con materiales de poliestireno o basados en poliestireno.

Un segundo objeto de la presente invención es un envase envuelto por estiramiento, cuyo film estirable para envolver sea un film de la presente invención.

Un tercer objeto de la presente invención es un envase herméticamente sellado que comprende una base de material de poliestireno, un producto para envasar soportado en la superficie superior de dicha base y un film estirable conforme a la presente invención, extendido sobre el producto y soldado por todo su alrededor con la base, formando así un envoltorio herméticamente sellado para el producto.

Definiciones

Tal como se usa aquí en relación con un film multicapa, el término "capa exterior" se refiere a cualquier capa que tenga menos de dos de sus caras principales adheridas directamente a otra capa de la estructura; los términos "capa intermedia" o "capa interior" se refieren a cualquier capa que tenga sus dos caras principales adheridas directamente a otra capa de la estructura.

Tal como se usan aquí, los términos "capa termosellable" y "capa termosellante" se refieren a la capa exterior del film estirable implicada en el sellado térmico del film estirable consigo mismo o con la base. El calentamiento puede llevarse a cabo de una o más maneras, entre gran variedad de métodos, tales como el uso de barra(s) calentada(s), cables calientes, cuchillas calientes, aire caliente, radiación infrarroja, sellado por ultrasonidos, por radiación hertziana o de alta frecuencia, etc., según lo apropiado.

Tal como se emplea aquí, el término "film estirable" se refiere a un film que se puede estirar a temperatura ambiente (estirado en frío) en las condiciones de la norma ASTM D-882 (Método A) hasta al menos el 150% de su longitud original sin romperse, aplicando una tensión no superior a 2 Kg/cm.

Tal como se usa aquí, TPE, es decir, elastómero termoplástico, es cualquiera de una familia de polímeros similar a los elastómeros, porque poseen una alta resiliencia y pueden estirarse repetidamente hasta al menos el doble de sus longitudes originales con una rápida recuperación, aunque son verdaderos termoplásticos y, por lo tanto, no requieren curado o vulcanización.

Tal como se usa aquí, TPE-S es un TPE basado en copolímero de poliestireno en bloque (SBC), es decir, un copolímero en bloque lineal o ramificado (de forma estrellada) que lleva estireno. Ejemplos de TPE-S son los terpolímeros en bloque de estireno-butadieno-estireno (SBS), los terpolímeros en bloque de estireno-etileno/buteno-estireno (SEBS) y los terpolímeros en bloque de estireno-isopreno-estireno (SIS). Dentro de este grupo también están incluidos los derivados hidrogenados de los mismos.

Tal como se usa aquí, el término "poliolefina" se refiere a cualquier olefina polimerizada, que puede ser lineal, ramificada, cíclica, alifática, aromática, sustituida o sin sustituir. Más concretamente, el término poliolefina incluye homopolímeros de olefina; copolímeros de olefina; copolímeros de una olefina y un comonómero no olefínico copolimerizable con la olefina, como los monómeros vinílicos; polímeros modificados de los mismos y similares. Se incluyen los polímeros homogéneos y heterogéneos. Los ejemplos específicos incluyen polietileno homopolímero, polipropileno homopolímero, polibuteno, copolímero de etileno-\alpha-olefina, copolímero de propileno-\alpha-olefina, copolímero de buteno-\alpha-olefina, copolímero de etileno-acetato de vinilo, copolímero de etileno-acrilato de etilo, copolímero de etileno-acrilato de butilo, copolímero de etileno-acrilato de metilo, copolímero de etileno-ácido acrílico, copolímero de etileno-ácido metacrílico, resina de poliolefina modificada, resina ionómera, poli(metilpenteno), etc.

Tal como se usa aquí, el término "polímero heterogéneo" se refiere a productos de polimerización con una variación relativamente amplia del peso molecular y de la distribución de la composición.

Tal como se usa aquí, el término "polímero homogéneo" se refiere a productos de polimerización con una distribución relativamente estrecha del peso molecular y de la distribución de la composición.

Tal como se emplea aquí, el término "copolímero de etileno-\alpha-olefina" incluye un grupo diverso de polietileno copolimérico. Más concretamente, abarca materiales heterogéneos tales como polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polietileno de muy baja y ultrabaja densidad (VLDPE y ULDPE), así como polímeros homogéneos del tipo EXACT® y EXCEED®, resinas de copolímero etileno-\alpha-olefina, lineal y homogéneo, catalizado con metaloceno, que pueden adquirirse de la Exxon Chemical Company; ENGAGE® y ELITE®, resinas de copolímero etileno-\alpha-olefina, lineal y homogéneo, catalizado con metaloceno, que se pueden adquirir de la Dow Chemical Company, y TAFMER®, resinas de copolímero etileno-\alpha-olefina, lineal y homogéneo, que pueden adquirirse de la Mitsui Petrochemical Corporation. También se incluyen otros tipos de copolímeros homogéneos de etileno-\alpha-olefina, como los de etileno-\alpha-olefina de cadena larga ramificada, conocidos como resinas AFFINITY®, que se pueden adquirir de la Dow Chemical Company.

Tal como se usa aquí, la frase "sobre el producto" se refiere a la posición de un componente del envase, situado por encima del producto cuando éste o la bandeja que lo contiene está en posición vertical.

Descripción detallada de la presente invención

El film estirable multicapa según la presente invención consta, al menos, de una primera capa exterior termosellante, de una segunda capa exterior y de una capa intermedia, y se caracteriza porque dicha primera capa exterior termosellante comprende un TPE-S.

Tal como se ha indicado arriba, hay diferentes tipos de TPE-S y cualquiera de estos polímeros o de sus mezclas puede emplearse en la primera capa exterior termosellante.

No obstante, en una primera forma de ejecución, la primera capa exterior termosellante contiene polímeros SBS o sus derivados hidrogenados.

Se pueden preparar copolímeros en bloque SBS adecuados mediante el proceso descrito, entre otras, en las patentes BE-A-824.226, GB-A-2.138.009 y WO-A-9535335.

Se prefieren concretamente los copolímeros en bloque de SBS que contienen de 1 a 40% en volumen de una fase dura formada por un bloque de poliestireno con Tg mayor de 25ºC, y de 99 a 60% en volumen de una fase blanda formada por un bloque de copolímero estireno-butadieno con Tg menor de 25ºC.

Son ejemplos de polímeros adecuados p.ej. el Stiroflex® BX6104 de BASF y el Tuftec® H 1052 o H 1041 de Asahi Chemical Industry.

El TPE-S se puede emplear como tal en la primera capa exterior termosellante del film estirable de la presente invención o puede mezclarse con otras resinas compatibles, como es sabido del estado técnico. Cuando se emplea una mezcla de TPE-S con otras resinas compatibles, el TPE-S suele ir en un mayor porcentaje, p.ej. de al menos 75 y preferiblemente de al menos 90% en peso sobre el peso total de la capa.

No obstante, en una forma preferida de la presente invención, la primera capa exterior termosellante de los films según la presente invención comprende básicamente uno o más TPE-S.

Estos TPE-S utilizados para la primera capa exterior termosellante pueden contener los aditivos corrientes conocidos del estado técnico, tales como agentes antivelado, absorbentes de UV, pigmentos, antioxidantes, estabilizadores, etc. Parte de estos aditivos se incorpora directamente al TPE-S en la planta de fabricación de la resina, p.ej. los antioxidantes y los estabilizadores, mientras que otros, como p.ej. los agentes antivelado, pigmentos, absorbentes de UV, etc. pueden agregarse antes de la extrusión, en forma de "masterbatch", es decir un concentrado de los aditivos en la misma resina o en otra resina compatible con la de TPE-S, según el uso final del film.

En el film conforme a la presente invención, la primera capa exterior termosellante constituye como mínimo el 25% en peso de la estructura total, con mayor preferencia al menos el 35% en peso y sobre todo al menos el 45%.

La primera capa exterior termosellante de los films de la presente invención puede sellarse térmicamente a cualquier superficie formada por poliestireno y/o copolímeros o terpolímeros basados en estireno, así como a cualquier superficie de poliestireno y/o de copolímeros o terpolímeros espumados, basados en estireno.

El film según la presente invención contiene al menos 3 capas.

Las capas adicionales deben servir para aportar al film el cuerpo necesario y para mejorar sus propiedades mecánicas, es decir, mayor resistencia a los pinchazos, mayor resistencia al desgaste, etc., y también para evitar que el film se pegue a las barras selladoras. Dichos objetivos deben alcanzarse sin empeorar las propiedades elásticas de la estructura global y, si es posible, mejorándolas.

Por tanto, la segunda capa exterior debe tener en general propiedades de resistencia al calor, para evitar que el film se pegue a las barras selladoras. La resina o resinas empleadas para dicha segunda capa exterior termorresistente se escogen, con preferencia, del grupo de las poliolefinas y, más concretamente, entre el grupo formado por copolímeros de etileno-acetato de vinilo, copolímeros de etileno-ácido acrílico, copolímeros de etileno-ácido metacrílico, copolímeros de etileno-\alpha-olefina, homogéneos o heterogéneos, polietileno de baja densidad, y mezclas de estos polímeros. Cuando según una forma de ejecución preferida de la presente invención, la segunda capa exterior comprende un polímero elegido entre los copolímeros de etileno-acetato de vinilo y los copolímeros homogéneos o heterogéneos de etileno-\alpha-olefina con una densidad \leq 0,915 g/cm^{3}, el film también adquiere las deseadas propiedades de pegajosidad en frío y en caliente, que permiten su uso en los métodos convencionales de envolver el envase.

Como alternativa, cuando el film tiene que sellarse con faldones, puede ser conveniente que la segunda capa exterior lleve un TPE-S.

Si en un proceso con etapa de termosellado se emplea un film según la presente invención, con una segunda capa exterior que contiene un TPE-S, para controlar el problema del pegado de dicha segunda capa exterior con las mordazas selladoras o consigo misma cuando se enrolla el film, la cantidad de aditivos minerales, tales como sílice, silicatos, cargas minerales, contenida en dicha segunda capa exterior puede ser muy superior a la comúnmente usada. Concretamente, se pueden emplear porcentajes en peso de hasta 5%, preferiblemente de hasta 4%, para evitar el pegado sin empeorar las propiedades ópticas del film. De cualquier modo, en tal caso, las condiciones de sellado, p.ej. la temperatura de las barras selladoras o de la cinta transportadora calentada, y la presión ejercida en la etapa de sellado, deberían ajustarse de manera adecuada para evitar problemas de pegado.

La composición de la capa intermedia sirve en general para mejorar las propiedades elásticas del film. En general estará formada por polímeros de bajo módulo. Preferiblemente, el módulo de la capa intermedia será de hasta 5.000 Kg/cm^{2}, con mayor preferencia hasta 4.000 Kg/cm^{2} y, sobre todo, hasta 3.000 Kg/cm^{2}.

Puede llevar p.ej. elastómeros termoplásticos de poliolefina (TPE-O), como los tipos Exact® de la Exxon Chemical Company y las poliolefinas Engage® de Dow Chemical Company; polibuteno; elastómeros olefínicos como los de etileno-propileno (EPM) o etileno-propileno-dieno (EPDM), en que el dieno conjugado puede ser por ejemplo 1,4-hexadieno,diciclopentadieno o etiliden-norborneno; elastómeros tales como los poliisobutilenos (PIB), los cauchos de isobutileno-isopreno (IIR) y los derivados halogenados de los mismos, mezclas de estos elastómeros olefínicos con un homopolímero o copolímero de etileno, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, preferiblemente con un alto contenido de acetato de vinilo, poliuretanos termoplásticos (TPE-U), y resinas análogas.

También puede haber más de una capa intermedia. Si hay dos o más capas intermedias, pueden tener la misma o distinta composición.

Si la selección de las resinas o de las mezclas de resinas para la(s) capa(s) intermedia(s) no permite obtener una unión suficiente entre las diferentes capas de la estructura, habrá que emplear capas intermedias adherentes, cuya función primordial es la de mejorar la unión.

Las resinas adecuadas para las capas adherentes están en función de las capas, cuya unión debe mejorarse. Las capas adherentes suelen contener copolímeros de etileno-acetato de vinilo o copolímeros de etileno-\alpha-olefina modificados opcionalmente con ácido carboxílico o con grupos anhídridos.

En general no hace falta que los films estirables tengan propiedades de barrera a los gases. Por el contrario, en algunos casos se prefiere una gran permeabilidad a los gases (p.ej. para envasar productos alimenticios que deben transpirar, como hortalizas, queso y similares). No obstante, si se desean propiedades de barrera a los gases, el film estirable de la presente invención puede llevar una capa intermedia de PVDC plastificado, para impartir al film dichas propiedades de barrera a los gases.

Preferentemente, el espesor del film estirable será inferior a 50 \mum. Los films destinados al envase y al método de envasado de la presente invención tienen normalmente un espesor de unas 8 a 30 \mum y preferiblemente de unas 10 a 25 \mum.

Los films estirables preferidos, conforme a la presente invención, son aquellos que pueden alargarse en frío hasta, como mínimo, el 180% de su longitud inicial, sin romperse, aplicando una fuerza de tensión no superior a 2 Kg/cm.

Los films estirables mayormente preferidos de la presente invención son los que pueden alargarse en frío hasta, como mínimo, el 180% de su longitud inicial, sin romperse, aplicando una fuerza de tensión no superior a 1,5 Kg/cm.

Asimismo, los films estirables preferidos son aquellos que combinan una gran elongación con una pequeña deformación permanente.

Un film de una baja deformación permanente es aquel que puede recuperar su estado inicial (plano) tras haberlo sometido a una tensión, como la ejercida por una fuerza de deformación de un dedo que lo aprieta. Un film de baja deformación permanente mantendrá con mayor facilidad su aspecto original, estéticamente atractivo, incluso después del desgaste debido al uso.

Concretamente, los films estirables preferidos son los que presentan una deformación permanente menor del 15% y, con mayor preferencia, menor del 10%.

Estos films estirables pueden fabricarse por el proceso de soplado (o de soplado en caliente), en el cual se forma un tubo multicapa que, cuando aún está fundido, se infla como si fuera una burbuja, para generar un tubo de gran diámetro partiendo de un cabezal circular relativamente pequeño.

De modo alternativo y preferente, esos films estirables se fabrican mediante moldeo por coextrusión o mediante laminado por extrusión, utilizando un cabezal plano o circular, que permite moldear el polímero fundido en forma de film o de tubo delgado.

Sin embargo, el método mayormente preferido es el laminado plano mediante coextrusión.

La presente invención se ilustra mediante los siguientes ejemplos, que se ofrecen de modo representativo, sin pretender limitar el alcance de la presente invención. A no ser que se indique de otro modo, todos los porcentajes revelados anteriormente están referidos al peso. El índice de fluidez (MFI) está medido según la norma ASTM D-1238, condición E, a 190ºC, y se expresa en gramos por 10 minutos.

Ejemplos 1 a 4

Se preparan por soplado en caliente unos films de tres capas, con una primera capa exterior termosellante (de 7 \mum de espesor) de un copolímero en bloque de estireno-butadieno-estireno (Stiroflex® BX6104 de BASF), una segunda capa exterior (de 4 \mum de espesor) de un copolímero heterogéneo de etileno-\alpha-olefina con una densidad de 0,911 g/cm^{3} y un MFI de unos 6 g/10 minutos (Stamylex® 08-076F de DSM), y una capa intermedia A (de 4 \mum de espesor), tal como se indica en la siguiente tabla I. Se empleó un cabezal circular de 15 cm de diámetro, con una relación de soplado (entre diámetro final e inicial del tubo) de aproximadamente 4,5:1.

TABLA I

Ejemplo nº	Capa intermedia A

1	EVA, 14% e.p. de VA y MFI 0,4 g/10 min.
	(Evatane® 1003VN4 de ELF-ATOCHEM)
2	EVA, 18% e.p. de VA y MFI 2 g/10 min.
	(Evatane® 1020VN5 de ELF-ATOCHEM)
3	Polibutileno, MFI 2 g/10 min.
	(Polibutileno 0200 de SHELL)
4	EVA, 28% e.p. de VA y MFI 4 g/10 min.
	(Evatane® 2803 de ELF-ATOCHEM)

Ejemplos 5 a 7

Se preparan por soplado en caliente unos films de tres capas, con una primera capa exterior termosellante (de 8 \mum de espesor) de un copolímero en bloque de estireno-butadieno-estireno (Stiroflex® BX6104 de BASF), una segunda capa exterior (de 3 \mum de espesor) de un copolímero heterogéneo de etileno-\alpha-olefina con una densidad de 0,911 g/cm^{3} y un MFI de unos 6 g/10 minutos (Stamylex® 08-076F de DSM), que contiene 0,3% de erucamida y 0,09% de sílice, y una capa intermedia A (de 6 \mum de espesor) como se indica en la siguiente tabla II.

TABLA II

Ejemplo nº	Capa intermedia A

5	EVA, 28% e.p. de VA y MFI 4 g/10 min.
	(Evatane® 2803 de ELF-ATOCHEM)
6	Copolímero de etileno-propileno (EPR)
	(Catalloy EXPE2226M de MONTELL)
7	93,3% de EVA, 18% e.p. de VA y MFI 2 g/10 min.
	(Evatane® 1020VN5 de ELF-ATOCHEM)
	4% de mono y dioleato de glicerina
	2% de éteres polioxietilénicos con alcoholes
	grasos C_{12}-C_{14}
	0,7% de sílice

\newpage

Ejemplos 8 y 9

Mediante laminación plana por coextrusión, se preparan unos films de tres capas, con una primera capa exterior termosellante (de 8 \mum de espesor) de un copolímero en bloque de estireno-butadieno-estireno (Stiroflex® BX6104 de BASF), una segunda capa exterior (de 3 \mum de espesor) de un copolímero de etileno-\alpha-olefina con una densidad de 0,911 g/cm^{3} y un MFI de unos 6 g/10 minutos (Stamylex® 08-076F de DSM), que contiene 0,3% de erucamida y 0,09% de sílice, y una capa intermedia A (de 4 \mum de espesor) como se indica en la siguiente tabla III.

TABLA III

Ejemplo nº	Capa intermedia A

8	EVA, 18% e.p. de VA y MFI 2 g/10 min.
	(Evatane® 1020VN5 de ELF-ATOCHEM)
9	Poliuretano con MFI 22,4 g/10 min.
	(Estane® 58271 de BF Goodrich)

Ejemplo 10

El film del ejemplo 10 se obtiene siguiendo el mismo procedimiento del ejemplo 8, pero empleando como segunda capa exterior, en lugar de un copolímero heterogéneo de etileno-\alpha-olefina, una mezcla de 85% de un copolímero homogéneo de etileno-\alpha-olefina, con una densidad de 0,902 g/cm^{3} y un MFI de aproximadamente 1,0 g/10 min. (Affinity® PL1880 de DOW), con 15% de un concentrado del mismo polímero, que contiene 3% de erucamida y 0,9% de sílice.

Ejemplo 11

El film del ejemplo 11 se obtiene siguiendo el procedimiento del ejemplo anterior, pero reemplazando el EVA usado en la capa intermedia con un copolímero de etileno-propileno (EPR) (Catalloy EXPE2226M de MONTELL).

Ejemplo 12

El film del ejemplo 11 se obtiene siguiendo el procedimiento del ejemplo 10, pero reemplazando el copolímero homogéneo de etileno-\alpha-olefina por el copolímero heterogéneo de etileno-\alpha-olefina de los ejemplos 1 a 4.

Ejemplos 13 a 16

Se preparan por soplado en caliente unos films de tres capas, con una primera capa exterior termosellante (de 8 \mum de espesor) de un copolímero en bloque de estireno-butadieno-estireno (Stiroflex® BX6104 de BASF) que lleva 0,3% de erucamida y 0,03% de sílice, una segunda capa exterior (de 3 \mum de espesor) de un copolímero heterogéneo de etileno-\alpha-olefina con una densidad de 0,911 g/cm^{3} y un MFI de unos 6 g/10 minutos (Stamylex® 08-076F de DSM) que lleva 0,3% de erucamida y 0,09% de sílice, y una capa intermedia A (de 4 \mum de espesor), tal como se indica en la siguiente tabla IV.

TABLA IV

Ejemplo nº	Capa intermedia A

13	EVA, 18% e.p. de VA y MFI 2 g/10 min.
	(Evatane® 1020VN5 de ELF-ATOCHEM)
14	Copolímero EBA, 17% e.p. de BA y MFI 4 g/10 min.
	(NCPE-6440 de BOREALIS)
15	SBS (Stiroflex® BX6104 de BASF)
16	Copolímero etileno-propileno
	(Dutral® C0034 PL de Enichem)

Ejemplo 17

El film del ejemplo 17 se obtiene siguiendo el mismo procedimiento del ejemplo 15, pero reemplazando el polímero empleado en la segunda capa exterior por un copolímero en bloque de estireno-butadieno-estireno (Stiroflex® BX6104 de BASF), que lleva 0,3% de erucamida y 0,03% de sílice. El film obtenido con ambas capas exteriores de SBS es fácil de sellar por los faldones.

Ejemplo 18

Se prepara por soplado en caliente un film de cuatro capas, con una primera capa exterior termosellante (de 8,5 \mum de espesor) de una mezcla de 60% e.p. de un copolímero en bloque de estireno-butadieno-estireno (Stiroflex® BX6104 de BASF) y 40% e.p. de un concentrado que contiene 4% de mono y dioleato de glicerina y 2% de éteres polioxietilénicos con alcoholes grasos C_{12}-C_{14} (composición antivelado) en la misma resina de SBS; una segunda capa exterior (de 3 \mum de espesor) de un copolímero heterogéneo de etileno-\alpha-olefina, con una densidad de 0,911 g/cm^{3} y un MFI de aproximadamente 6 g/10 minutos (Stamylex® 08-076F de DSM), que contiene 0,3% de erucamida y 0,09% de sílice; una capa intermedia A (de 1,5 \mum de espesor) con la misma composición de la primera capa exterior termosellante y otra capa intermedia B (de 3 \mum de espesor) de EVA, 18% e.p. de VA y MFI 2 g/10 min. (Evatane® 1020VN5 de ELF-ATOCHEM).

Ejemplo 19

Se prepara por soplado en caliente un film de cinco capas con la estructura general H/A/B/A/O, en la cual H es una primera capa exterior termosellante (de 7 \mum de espesor), de un copolímero en bloque de estireno-butadieno-estireno (Stiroflex® BX6104 de BASF); O es la segunda capa exterior (de 3 \mum de espesor) de un copolímero heterogéneo de etileno-\alpha-olefina, con una densidad de 0,911 g/cm^{3} y un MFI de aproximadamente 6 g/10 minutos (Stamylex® 08-076F de DSM), que contiene 0,3% de erucamida y 0,09% de sílice; A son dos capas intermedias (cada una de 1,5 \mum de espesor) de Evatane® 1020VN5 de ELF-ATOCHEM, que contienen 4% de mono y dioleato de glicerina y 2% de éteres polioxietilénicos con alcoholes grasos C_{12}-C_{14}, y B es otra capa intermedia (de 3 \mum de espesor), formada por un copolímero etileno-propileno (EPR) (Catalloy EXPE 2226 M de MONTELL).

Ejemplo 20

Mediante laminación plana por coextrusión se prepara un film de cinco capas, con la estructura general H/A'/B'/A'/
O, en la cual H y O son las capas definidas en el ejemplo 19, las capas intermedias A (cada una de 1 \mum de espesor) son de EVA, 18% e.p. de VA y MFI 2 g/10 min. (Evatane® 1020VN5 de ELF-ATOCHEM) y la capa intermedia B (de 2 \mum de espesor) es de poliuretano, con un MFI 22,4 g/10 min. (Estane® 58271 de BF Goodrich).

Se han evaluado las propiedades elásticas, mecánicas y ópticas de films representativos de la presente invención, y los resultados se indican en las tablas V y VI siguientes.

Concretamente, las propiedades elásticas se han expresado en % de alargamiento a la rotura (tabla V) y deformación permanente (tabla VI); las propiedades mecánicas se han evaluado según el ensayo de resistencia a la punción (tabla V); y las propiedades ópticas midiendo el velado y el brillo de los films (tabla V).

Esos ensayos se han realizado tal como se indica a continuación:

% de alargamiento a la rotura: el porcentaje de extensión necesario para romper una muestra del film se ha medido según la norma ASTM D 882.

Deformación permanente: la deformación permanente de los films estirables se ha medido con un dispositivo formado por a) un marco metálico que sujeta una muestra de film estirable y está colocado como tapa superior de una celda transparente; b) una varilla metálica perpendicular al marco metálico, cuya punta redonda descansa sobre el centro del film de muestra, la cual puede moverse libremente en sentido vertical dentro de un cilindro transparente graduado colocado sobre el marco metálico; c) un aparato para meter aire comprimido en la celda situada debajo del marco y para extraer dicho aire comprimido.

El ensayo se ha realizado colocando en el marco una muestra del film, tensado un 15% en cada dirección (longitudinal y transversal); montando el marco encima de la celda y luego el cilindro graduado, con su varilla interior de libre movimiento, encima del marco; leyendo la posición inicial de la punta redonda (en contacto con el film) dentro del cilindro graduado; introduciendo lentamente aire comprimido en la celda, hasta que la muestra del film alcanza una posición 15 mm más alta que la inicial; dejando escapar el aire fuera de la celda y leyendo 1 minuto más tarde la posición de la punta redonda de la varilla metálica.

La diferencia, en mm, entre las posiciones inicial y final del film (medida por referencia a la posición de la punta redonda de la varilla metálica en el cilindro graduado) representa la deformación permanente del film estirable.

El peso de la varilla metálica era de 3,7 g y el diámetro de la punta redonda de aproximadamente 1 cm, mientras que las medidas del marco eran de 20 cm \times 20 cm.

La tabla VI también indica el % de deformación permanente, que se calcula sencillamente multiplicando la deformación permanente (en mm) por 100/15, y la deformación máxima (en mm), es decir, la altura alcanzada por la punta redonda de la varilla metálica al introducir aire comprimido en la celda, justo antes de romperse el film.

Resistencia a la punción: es la fuerza que se opone a la penetración de un punzón empujado contra la superficie de un film flexible.

No hay ningún ensayo normalizado para medir esta propiedad.

El método de ensayo empleado en estas evaluaciones se describe brevemente a continuación: una muestra de film (de 65 mm \times 65 mm) se fija en un bastidor conectado a una celda de compresión (de 1-50 Kg de sensibilidad normal) montada en un dinamómetro (un medidor de tensión Instron); al poner en marcha el dinamómetro, un punzón (una esfera perforadora, de 5 mm de diámetro, soldada sobre un émbolo) se dirige a velocidad constante (300 mm/minuto) contra la muestra del film, y la fuerza necesaria para perforar la muestra se registra gráficamente. La resistencia a la punción se expresa en gramos.

Velado: se define como el porcentaje de luz trasmitida que al pasar a través de la muestra se desvía del rayo incidente por dispersión frontal, y se mide según la norma ASTM D 1003 (Procedimiento A).

Brillo: el brillo especular de los films, es decir, el factor de reflectancia luminosa relativa de una muestra en la dirección del espejo, se ha medido aplicando la norma ASTM 2457 - 90 con un ángulo de brillo de 60º.

TABLA V

1

TABLA VI

2

El film comparativo A es un film monocapa, de 15 \mum de espesor, basado en un copolímero en bloque de estireno-butadieno-estireno (Stiroflex® BX6104 de BASF). Como se deduce de los resultados indicados en la tabla anterior, el film monocapa tiene un buen estiramiento, que sin embargo, no va acompañado de una deformación permanente aceptable.

La capacidad de estirado del film del ejemplo 1 también se ha evaluado en comparación con PVC. Se puede obtener una buena indicación de la capacidad de estirado de un film estudiando las curvas de tensión frente a elongación. En las figuras 1 y 2 se muestran las curvas obtenidas con el film del ejemplo 1 y con PVC (normalizado para un espesor de film de 15 \mum). Estas curvas demuestran que el film del ejemplo 1 de la presente invención se puede estirar en ambas direcciones, transversal y longitudinal, un 30-60% más que el PVC, aplicando una fuerza mucho menor.

Se ha establecido otro método de ensayo para evaluar la resistencia al desgaste de los films estirables. Dicho ensayo es particularmente adecuado para evaluar la resistencia del film cuando se envasan objetos de cantos agudos, como sucede con los huesos en el caso de la carne envasada. El film se tensó sobre una bandeja que contenía un bloque de madera más alto que las paredes de aquella, el cual llevaba unas grapas punzantes en su parte superior. Se empleó una máquina de envolver estándar, tipo elevadora, Automac A55, y se evaluó la resistencia al desgaste por la aparición de perforaciones y/o desgarros en las partes del film próximas a las grapas. Como films representativos de la presente invención se ensayaron los de los ejemplos 2 y 10, en comparación con PVC, y también se probaron cinco envases para cada film estirable. Mientras que con los films de la presente invención no se apreció ningún desgarro, solo un pequeño agujero sobre los cantos agudos en uno de los cinco envases (ejemplo 2) o en dos de los cinco envases (ejemplo 10), la integridad del envase empeoró drásticamente con el PVC, pues en todos los envases era evidentes los agujeros en los bordes de las grapas y los desgarros que se iniciaban en estas perforaciones.

La sellabilidad de los films de la presente invención a materiales basados en poliestireno se ha confirmado mediante el uso de cinco bandejas de EPS (de 230 mm de largo, 145 mm de ancho y 50 mm de alto), cada una de ellas cargada con un pollo entero (1,1 Kg). El film del ejemplo 10 se estiró, y se selló térmicamente al borde de la bandeja con un marco termosellante. Las condiciones de sellado fueron las siguientes:

tiempo de sellado: 2 minutos

temperatura de sellado: 120ºC

presión de sellado: 5 bar.

Según una inspección visual, los envases quedaron perfectamente sellados. Se cogieron firmemente con una mano y se sostuvieron por la base y las paredes laterales de la bandeja, se giraron hacia abajo y se aguantaron en esta posición durante al menos 1 minuto. No se observó ningún despegado de los sellados ni cualquier otro deterioro de los envases, así como tampoco ningún goteo de los mismos.

Las tasas de transmisión de oxígeno (O_{2}TR) y de dióxido de carbono (CO_{2}TR) de algunos de los films representativos de la presente invención se han evaluado frente al PVC y se han encontrado comparables con él. La O_{2}TR se ha evaluado según la norma ASTM método D-3985 a 23ºC y 0% de H.R. Para evaluar la CO_{2}TR se ha utilizado una modificación del mismo método, empleando un detector IR.

Claims

1. Un film estirable formado por una primera capa exterior termosellante, una segunda capa exterior y, como mínimo, una capa intermedia, caracterizado porque la primera capa exterior termosellante incluye al menos una proporción principal de un TPE-S (elastómero termoplástico a base de copolímero en bloque de estireno).

2. Un film estirable como en la reivindicación 1, cuya primera capa exterior termosellante comprende un TPE-S escogido del grupo constituido por terpolímero en bloque de estireno-butadieno-estireno (SBS), terpolímero en bloque de estireno-etileno/buteno-estireno (SEBS), terpolímero en bloque de estireno-isopreno-estireno (SIS) y los derivados hidrogenados de los mismos.

3. Un film estirable como en la reivindicación 2, cuya primera capa exterior termosellante comprende un terpolímero en bloque de estireno-butadieno-estireno (SBS) o un derivado hidrogenado del mismo.

4. Un film estirable como en la reivindicación 1, cuya segunda capa exterior comprende una poliolefina.

5. Un film estirable como en la reivindicación 4, cuya segunda capa exterior comprende un polímero seleccionado entre los copolímeros de etileno-acetato de vinilo, los copolímeros de etileno-ácido acrílico, los copolímeros de etileno-ácido metacrílico, los copolímeros de etileno-\alpha-olefina homogéneos o heterogéneos, el polietileno de baja densidad y las mezclas de estos polímeros.

6. Un film estirable como en la reivindicación 1, cuya segunda capa exterior comprende un TPE-S.

7. Un film estirable como en la reivindicación 6, en que dicha segunda capa exterior comprende un TPE-S que contiene hasta un 5% en peso de aditivos minerales o cargas.

8. Un film estirable como en la reivindicación 1, cuya capa intermedia tiene un módulo de hasta 5.000 Kg/cm^{2}, con preferencia de hasta 4.000 Kg/cm^{2} y con mayor preferencia de hasta 3.000 Kg/cm^{2}.

9. Un film estirable como en la reivindicación 8, cuya capa intermedia comprende elastómeros termoplásticos de etileno-\alpha-olefina, polibuteno, elastómeros de etileno-propileno (EPM), elastómeros de etileno-propileno-dieno (EPDM) en que el dieno conjugado puede ser por ejemplo 1,4-hexadieno, diciclopentadieno o etiliden-norborneno; poliisobutilenos (PIB), cauchos de isobutileno-isopreno (IIR) y los derivados halogenados de los mismos, mezclas de estos elastómeros con un homopolímero o copolímero de etileno, copolímeros de etileno-acetato de vinilo con un alto contenido de acetato de vinilo y poliuretanos termoplásticos.

10. Un film estirable como en la reivindicación 1, caracterizado porque puede estirarse en frío hasta al menos el 180% de su longitud inicial, sin romperse, aplicando una fuerza de estiramiento no superior a 2 Kg/cm.

11. Un film estirable como en la reivindicación 10, caracterizado porque puede estirarse en frío hasta al menos el 180% de su longitud inicial, sin romperse, aplicando una fuerza de estiramiento no superior a 1,5 Kg/cm.

12. Un film estirable como en la reivindicación 1, caracterizado por una deformación permanente menor del 15% y, con preferencia, menor del 10%.

13. Un envase envuelto con film estirable, que consta de una base sobre la que se coloca el producto y se envuelve con un film estirable, caracterizado porque dicho film es del tipo correspondiente a la reivindicación 1.

14. Un envase herméticamente sellado que comprende una base, un producto para envasar situado en la superficie superior de dicha base, y un film termoplástico estirable que se extiende sobre el producto y se suelda, alrededor de todo el producto, con la base, formando con ella un envoltorio herméticamente sellado para el producto, caracterizado porque la base es de un material basado en poliestireno y el film termoplástico estirable es el de la reivindicación 1.

15. Un envase herméticamente sellado como el de la reivindicación 14, cuya base es una bandeja con una cavidad o porción central ahuecada, con unas paredes laterales que se extienden hacia arriba y un reborde continuo alrededor del canto superior de dichas paredes, y cuyo film termoplástico estirable de la reivindicación 1 se sella térmicamente al reborde de la bandeja por todo su perímetro.