ES2668635T3 - Material para tapas que usa fluoropolímeros orientados - Google Patents

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Abstract

Un envase que comprende un recipiente que tiene una abertura superior y un borde periférico alrededor de la abertura, y una tapa despegable que se ajusta a la conformación de la abertura unida alrededor del borde, tapa que comprende una película compuesta que tiene una conformación que se ajusta a la conformación de la abertura cuando está unida al borde, comprendiendo la película al menos una capa que contiene fluoropolímero, estando dicha película orientada y teniendo un grosor después de la orientación de aproximadamente 2,5 μm (0,1 milésimas de pulgada) a aproximadamente 381 μm (15 milésimas de pulgada), y teniendo dicha película una velocidad de transmisión de oxígeno con 90% de humedad relativa igual a o menor de aproximadamente 645 cm2 (0,5 cm3/100 pulgada2)/24 h/atm a 23°C.

Description

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DESCRIPCION
Material para tapas que usa fluoropolímeros orientados Antecedentes de la invención Campo de la invención
La invención se refiere a películas para tapas que contienen fluoropolímeros para envases alimentarios, no alimentarios y médicos. Más particularmente, la invención trata de un envase sellado de dos piezas, que incluye porciones de recipiente y tapa, que son separables entre sí.
Descripción de la técnica relacionada
Se conoce bien en la técnica el suministro de recipientes tales como tubos, vasos, botellas y cubos que son útiles para envasar, distribuir y servir artículos alimentarios, no alimentarios y médicos. Típicamente, estos recipientes se proporcionan con un material para tapas, que cierra su abertura y sin embargo se despega fácilmente para el acceso al contenido del recipiente. Habitualmente, las tapas están formadas por láminas de múltiples capas que se troquelan en una conformación definida o se termosellan a un material de vaso básico y a continuación se troquelan como el procedimiento final de la operación de envasado.
Muchas tapas están formadas por una o más capas de polímeros a fin de alcanzar ciertas propiedades deseadas, particularmente propiedades protectoras frente a la humedad y el oxígeno. Por ejemplo, una película para tapas de múltiples capas puede tener una capa de polímero que sirve como una protección frente a agua o disolventes y una secunda capa de polímero que sirve como una protección frente al oxígeno o el aire. Un polímero protector frente a humedad o disolventes típico es una poliolefina tal como polipropileno o polietileno y un polímero protector frente al oxígeno típico es un poli(alcohol vinílico), un copolímero de etileno-alcohol vinílico, un poli(cloruro de vinilideno), un nailon, un poliacrilonitrilo o un poliéster. También se conoce la estratificación de capas de papel metalizado, tal como papel de aluminio, a capas de polímero para añadir otras propiedades deseables. Procedimientos para producir estos estratificados son muy conocidos. Si dos termoplásticos son compatibles, se pueden combinar mediante coextrusión para formar una estructura compuesta o se pueden estratificar al fundir las superficies de las capas en contacto mutuo y al aplicar presión. Si los dos termoplásticos no son compatibles, se pueden formar como un estratificado al poner una capa de adhesivo entre las capas incompatibles.
Muchos materiales de fluoropolímero, particularmente películas formadas por homopolímeros y copolímeros de poli(clorotrifluoroetileno) (PCTFE), se conocen comúnmente por sus excelentes propiedades protectoras frente a la humedad y el vapor, y por lo tanto son componentes deseables de películas para envasado. Se ha mostrado que las películas de fluoropolímero orientado exhiben propiedades protectoras frente a la humedad mejoradas sobre las películas de fluoropolímero no orientado. Se conocen en la técnica métodos para elaborar películas y estructuras peliculares a partir de polímeros y copolímeros de PCTFE. Estos se muestran, por ejemplo, en las patentes de EE. UU. 6.555.190, 6.432.542, 6.306.503, 5.945.221, 5.874.035, 6.238.607, 6.465.103 y 5.139.878.
La patente de EE. UU. 4.544.721 de Levy divulga películas estiradas u orientadas de homopolímeros y copolímeros de PCTFE. La patente de EE. UU. 4.677.017 divulga películas coextruidas de múltiples capas que incluyen un fluoropolímero y una película termoplástica que están pegados mediante el uso de un polímero adhesivo. La patente de eE. UU. 4.659.625 divulga una estructura pelicular de múltiples capas de fluoropolímero que utiliza una capa adhesiva de polímero de acetato de vinilo. La patente de EE. Uu. 5.139.878 divulga una estructura pelicular de fluoropolímero que usa una capa adhesiva de poliolefinas modificadas.
Estas películas y estructuras formadas a partir de las mismas se han usado en aplicaciones de envasado, pero sin embargo no se han usado todavía en aplicaciones de películas para tapas. Es particularmente deseable tener una tapa que contenga fluoropolímero para un recipiente, tapa que tiene una conformación que se ajusta a la conformación de una abertura del recipiente.
Sumario de la invención
La invención proporciona un envase que comprende un recipiente que tiene una abertura superior y un borde periférico alrededor de la abertura, y una tapa despegable que se ajusta a la conformación de la abertura unida alrededor del borde, tapa que comprende una película compuesta que tiene una conformación que se ajusta a la conformación de la abertura cuando está unida al borde, comprendiendo la película al menos una capa que contiene fluoropolímero, teniendo dicha película un grosor después de la orientación de aproximadamente 2,5 pm (0,1 milésimas de pulgada) a aproximadamente 381 pm (15 milésimas de pulgada), y teniendo dicha película una
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velocidad de transmisión de oxígeno con 90% de humedad relativa igual a o menor de aproximadamente 645 cm2 (0,5 cm3/100 pulgada2)/24 h/atm a 23°C.
La invención proporciona además un procedimiento para producir un producto envasado que comprende:
a) proporcionar un recipiente que tiene paredes laterales encerradas, un suelo y una abertura superior que define una cavidad central, parte superior abierta que tiene un borde periférico,
b) llenar la cavidad central con un producto; y
c) sellar la parte superior abierta al unir una tapa despegable alrededor de una circunferencia del borde, tapa que comprende una película que tiene una conformación que se ajusta a la conformación de la abertura cuando está unida al borde, comprendiendo la película al menos una capa de fluoropolímero, teniendo dicha película un grosor después de la orientación de aproximadamente 2,5 pm (0,1 milésimas de pulgada) a aproximadamente 381 pm (15 milésimas de pulgada), y teniendo dicha película una velocidad de transmisión de oxígeno con 90% de humedad relativa igual a o menor de aproximadamente 645 cm2(0,5 cm3/100 pulgada2)/24 h/atm a 23°C.
Descripción de las realizaciones preferidas
Las películas usadas en la invención son adecuadas para el uso en recipientes y preferiblemente son despegables con buenas propiedades de propagación de la tracción, y comprenden al menos una capa que contiene fluoropolímero.
La capa de fluoropolímero puede estar comprendida por homopolímeros o copolímeros o combinaciones de los mismos que son bien conocidos en la técnica y se describen, por ejemplo, en las patentes de EE. UU. número 4.510.301, 4.544.721 y 5.139.878. De estos, fluoropolímeros particularmente preferidos adecuados para formar películas protectoras de múltiples capas incluyen homopolímeros y copolímeros de clorotrifluoroetileno, copolímeros de etileno-clorotrifluoroetileno; copolímeros de clorotrifluoroetileno y fluoruro de vinilideno; y copolímeros de clorotrifluoroetileno y tetrafluoroetileno. Estos copolímeros de clorotrifluoroetileno pueden contener hasta 10%, y preferiblemente hasta 8% en peso de los otros comonómeros tales como fluoruro de vinilideno y tetrafluoroetileno. Según se usa en la presente, copolímeros incluyen polímeros que tiene dos o más componentes monoméricos. Los más preferidos son los homopolímeros de clorotrifluoroetileno. Estos están disponibles como resina ACLON® de Honeywell International Inc. de Morristown, New Jersey.
La película también puede ser una película de múltiples capas en la que al menos una capa polimérica o no polimérica adicional está unida a la capa de fluoropolímero.
Capas adicionales incluyen no exclusivamente las formadas a partir de homopolímeros de poliamida, copolímeros de poliamida, poliolefinas incluyendo homopolímeros de poliolefinas lineales o ramificadas, copolímeros de poliolefinas lineales o ramificadas, homopolímeros de olefinas cíclicas, copolímeros de olefinas cíclicas, copolímeros de olefinas cíclicas y homopolímeros de poliolefinas lineales o ramificadas, y copolímeros de olefinas cíclicas y copolímeros de poliolefinas lineales o ramificadas, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, copolímeros de etileno- alcohol vinílico tales como poli(tereftalato de etileno), poli(cloruro de vinilo), poli(cloruro de vinilideno), poliestireno, copolímeros estirénicos, poliisopreno, poliuretanos, copolímeros de etileno-acrilato de etilo, etileno-ácido acrílico, fluoropolímeros y combinaciones de los materiales anteriores. La capa de fluoropolímero también puede estar unida a una capa no polimérica tal como un papel metalizado, p. ej. papel de aluminio, o un papel, como es conocido en la técnica.
Poliaminas (nailones) adecuadas dentro del alcance de la invención incluyen no exclusivamente homopolímeros o copolímeros seleccionados de poliamidas alifáticas y poliamidas alifáticas/aromáticas que tienen un peso molecular de aproximadamente 10.000 a aproximadamente 100.000. Procedimientos generales útiles para la preparación de poliamidas son muy conocidos en la técnica. Estos incluyen los productos de reacción de diácidos con diaminas. Diácidos útiles para elaborar poliamidas incluyen ácidos dicarboxílicos que están representados por la fórmula general
HOOC--Z--COOH
en la que Z es representativo de un radical alifático divalente que contiene al menos 2 átomos de carbono, tal como ácido adípico, ácido sebácico, ácido octadecanodioico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido acelaico, ácido dodecanodioico y ácido glutárico. Los ácidos dicarboxílicos pueden ser ácidos alifáticos, o ácidos aromáticos tales como ácido isoftálico y ácido tereftálico. Diaminas adecuadas para elaborar poliamidas incluyen las que tienen la fórmula
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en la que n tiene un valor entero de 1-16, e incluye compuestos tales como trimetilendiamina, tetrametilendiamina, pentametilendiamina, hexametilendiamina, octametilendiamina, decametilendiamina, dodecametilendiamina, hexadecametilendiamina, diaminas aromáticas tales como p-fenilendiamina, 4,4'-diaminodifenil-éter, 4,4'- diaminodifenilsulfona, 4,4'-diaminodifenilmetano, diaminas alquiladas tales como 2,2-dimetilpentametilendiamina, 2,2,4-trimetilhexametilendiamina y 2,4,4 trimetilpentametilendiamina, así como diaminas cicloalifáticas, tales como diaminodiciclohexilmetano, y otros compuestos. Otras diaminas útiles incluyen heptametilendiamina, nonametilendiamina y similares.
Homopolímeros de poliamida útiles incluyen poli(ácido 4-aminobutírico) (nailon 4), poli(ácido 6-aminohexanoico) (nailon 6, también conocido como poli(caprolactama)), poli(ácido 7-aminoheptanoico) (nailon 7), poli(ácido 8- aminooctanoico) (nailon 8), poli(ácido 9-aminononanoico) (nailon 9), poli(ácido 10-aminodecanoico) (nailon 10), poli(ácido 11-aminoundecanoico) (nailon 11), poli(ácido 12-aminododecanoico) (nailon 12), nailon 4,6, poli(hexametilenadipamida) (nailon 6,6), poli(hexametilensebacamida) (nailon 6,10), poli(heptametilenpimelamida) (nailon 7,7), poli(octametilensuberamida) (nailon 8,8), poli(hexametilenacelamida) (nailon 6,9),
poli(nonametilenacelamida) (nailon 9,9), poli(decametilenoacelamida) (nailon 10,9), poli(tetrametilendiamina-co-ácido oxálico) (nailon 4,2), la poliamida de ácido n-dodecanodioico y hexametilendiamina (nailon 6,12), la poliamida de dodecametilendiamina y ácido n-dodecanodioico (nailon 12,12) y similares. Copolímeros de poliamidas alifáticas útiles incluyen copolímero de caprolactama/hexametilenadipamida (nailon 6,6/6), copolímero de
hexametilenadipamida/caprolactama (nailon 6/6,6), copolímero de trimetilenadipamida/hexametilenacelaiamida (nailon trimetílico 6,2/6,2), copolímero de hexametilenadipamida-hexametilenacelaiamida-caprolactama (nailon 6,6/6,9/6) y similares. También se incluyen otros nailones que no se indican particularmente aquí.
De estas poliamidas, poliamidas preferidas incluyen nailon 6, nailon 6,6, nailon 6/6,6 así como mezclas de los mismos. De estas, el nailon 6 es la poliamida más preferida.
Poliamidas alifáticas usadas en la práctica de esta invención se pueden obtener de fuentes comerciales o preparar según técnicas preparativas conocidas. Por ejemplo, la poli(caprolactama) se puede obtener de Honeywell International Inc., Morristown, New Jersey bajo la marca comercial CAPRON®.
Ejemplares de poliamidas alifáticas/aromáticas incluyen poli(tetrametilendiamina-co-ácido isoftálico) (nailon 4,1), polihexametilenisoftalamida (nailon 6,1), hexametilenadipamida/hexametilenisoftalamida (nailon 6,6/61), hexametilenadipamida/hexametilentereftalamida (nailon 6,6/6T), poli(2,2,2-trimetilhexametilentereftalamida), poli(m- xililenadipamida) (MXD6), poli(p-xililenadipamida), poli(hexametilentereftalamida), poli(dodecametilentereftalamida), poliamida 6T/61, poliamida 6/MXDT/I, poliamida MXDI, y similares. También se pueden usar combinaciones de dos o más poliamidas alifáticas/aromáticas. Las poliamidas alifáticas/aromáticas se pueden preparar mediante técnicas preparativas conocidas a partir de fuentes comerciales. Otras poliamidas adecuadas se describen en las patentes de EE. UU. 4.826.955 y 5.541.267.
Poliolefinas adecuadas para el uso en la presente incluyen polímeros de monómeros alfa-olefínicos que tienen de aproximadamente 3 a aproximadamente 20 átomos de carbono e incluyen honropolímeros, copolímeros (incluyendo copolímeros de injerto) y terpolímeros de alfa-olefinas. Ejemplos ilustrativos de homopolímeros incluyen polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno de densidad ultrabaja (ULDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), metaloceno-polietileno lineal de baja densidad (m-LLDPE), polietileno de media densidad (MDPE) y polietileno de alta densidad (HDPE), polipropileno, polibutileno, polibuteno-1, poli-3-metilbuteno-1, polipenteno-1, poli-4,4- dimetilpenteno-1, poli-3-metilpenteno-1, poliisobutileno, poli-4-metilhexeno-1, poli-5-etilhexeno-1, poli-6- metlailhepteno-1, polihexeno-1, poliocteno-1, polinoneno-1, polideceno-1, polidodeceno-1 y similares.
Copolímeros y terpolímeros ilustrativos incluyen copolímeros y terpolímeros de alfa-olefinas con otras olefinas tales como copolímeros de etileno-propileno; copolímeros de etileno-buteno; copolímeros de etileno-penteno; copolímeros de etileno-hexeno; y copolímeros de etileno-propileno-dieno (EPDM). El término poliolefina, según se usa en la presente, también incluye polímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), copolímeros con acetato de vinilo, acrilatos y metacrilatos y similares. Poliolefinas preferidas son las preparadas a partir de alfa-olefinas, lo más preferiblemente polímeros, copolímeros y terpolímeros de etileno. Las poliolefinas anteriores se pueden obtener mediante cualquier procedimiento conocido. Las poliolefinas pueden tener un peso molecular medio en peso de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 1.000.000 y preferiblemente de aproximadamente 10.000 a aproximadamente 500.000 según se mide mediante cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC). Poliolefinas preferidas son polietileno, polipropileno, polibutileno y copolímeros y combinaciones de los mismos. La poliolefina más preferida es el polietileno. Los polietilenos más preferidos son polietilenos de baja densidad.
Polímeros (homopolímeros, copolímeros o combinaciones) de (ciclo)olefinas adecuados se describen, por ejemplo, en las patentes de EE. UU. 5.218.049, 5.783.273 y 5.912.070. La patente de EE. UU. 5.218.049 divulga películas compuestas por olefinas cíclicas. La patente de EE. UU. 5.783.273 divulga materiales de envasado para blísteres de presión que comprenden una lámina de un copolímero de olefina cíclica. La patente de EE. UU. 5.912.070 divulga un material de envasado que comprende una capa de una olefina cíclica, una capa de un poliéster y un adhesivo intermedio. En la realización más preferida de la invención, la capa de polímero termoplástico comprende un
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copolímero de olefina cíclica. Las olefinas cíclicas se pueden obtener comercialmente de Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. de Tokio, Japón, o Ticona de Summit, New Jersey.
Los compuestos de etileno-alcohol vinílico son muy conocidos en la técnica y están fácilmente disponibles comercialmente. Copolímeros de etileno y alcohol vinílico adecuados para el uso en la presente invención se pueden preparar, por ejemplo, mediante los métodos divulgados en las patentes de EE. UU. 3.510.464, 3.560.461, 3.847.845, 3.595.740 y 3.585.177. El copolímero de etileno-alcohol vinílico puede ser un copolímero de etileno- acetato de vinilo hidrolizado. El grado de hidrólisis puede variar de aproximadamente 85% a aproximadamente 99,5%. El copolímero de etileno-alcohol vinílico contiene preferiblemente de aproximadamente 15 a aproximadamente 65 por ciento en moles de etileno y Más preferiblemente de aproximadamente 25 a aproximadamente 50 por ciento en moles de etileno. Los copolímeros de menos de 15 por ciento en moles de etileno tienden a ser difíciles de extruir mientras que aquellos por encima de 65 por ciento en moles tienen un comportamiento reducido de protección frente al oxígeno. El término "copolímero de etileno/alcohol vinílico" o "EVOH" está destinado a comprender además los copolímeros de etileno/acetato de vinilo hidrolizados o saponificados y se refiere a un copolímero de alcohol vinílico que tiene un comonómero de etileno, que se puede obtener, por ejemplo, mediante la hidrólisis de un copolímero de etileno/acetato de vinilo o mediante la reacción química de monómeros de etileno con alcohol vinílico.
En la realización preferida de la invención, capas adyacentes están unidas a través de una capa de adhesivo intermedia, también denominada en la técnica una capa "de ligazón", entre cada capa de película. Se puede usar en la presente cualquier material adhesivo conocido convencionalmente. Polímeros adhesivos adecuados incluyen composiciones de poliolefinas modificadas que tienen al menos un resto funcional seleccionado del grupo que consiste en ácidos policarboxílicos insaturados y anhídridos de los mismos Tales ácido carboxílico insaturado y anhídridos incluyen ácido y anhídrido maleico, ácido y anhídrido fumárico, ácido y anhídrido crotónico, ácido y anhídrido citracónico, ácido y anhídrido itacónico y similares. De estos, el más preferido es el anhídrido maleico. Las poliolefinas modificadas adecuadas para el uso en esta invención incluyen las composiciones descritas en las patentes de EE. UU. 3.481.910, 3.480.580, 4.612.155 y 4.751.270. Otras capas de adhesivo incluyen no exclusivamente copolímeros de éster alquílico de olefinas y ésteres alquílicos. de ácidos carboxílicos a,13- etilénicamente insaturados tales como los descritos en la patente de EE. UU. 5.139.878. La composición de poliolefina modificada preferida comprende de aproximadamente 0,001 y aproximadamente 20 por ciento en peso del resto funcional, basado en el peso total de la poliolefina modificada. Más preferiblemente, el resto funcional comprende de aproximadamente 0,05 y aproximadamente 10 por ciento en peso, y lo más preferiblemente de aproximadamente 0,1 y aproximadamente 5 por ciento en peso. La composición de poliolefina modificada también puede contener hasta aproximadamente 40 por ciento en peso de elastómeros termoplásticos y ésteres alquílicos según se describe en la patente de EE. UU. 5.139.878.
Las películas para tapas de múltiples capas preferidas comprenden estructuras bien de tres o bien de cinco capas, estando las capas adyacentes unidas preferiblemente por una capa de ligazón de adhesivo. Sin embargo, estas películas para tapas de múltiples capas no se limitan a construcciones de tres o cinco capas. Películas de tres capas particularmente preferidas incluyen una construcción de fluoropolímero/adhesivo/poliolefina en la que el fluoropolímero es la capa más externa de la tapa, poliolefina que, por ejemplo, es un homopolímero o copolímero de polietileno, polipropileno u olefina cíclica, y una construcción de fluoropolímero/adhesivo/poliamida, siendo el fluoropolímero la capa pelicular más externa, poliamida que, por ejemplo, es un polímero de nailon 6, nailon 6,6 o nailon 6,6,6. Otras construcciones preferidas incluyen, por ejemplo, fluoropolímero/adhesivo/poli(cloruro de vinilo) y fluoropolímero/adhesivo/poli(cloruro de vinilideno). También se prefieren construcciones de cinco capas tales como fluoropolímero/adhesivo/poliolefina o poliamida/adhesivo/fluoropolímero, fluoropolímero/adhesivo/poliolefina o poliamida/adhesivo/poliolefina o poliamida, etc. Preferiblemente, al menos una de las capas externas tiene una superficie imprimible. Estas construcciones simplemente son ejemplares y no limitativas, y cada una o las capas dentro de las construcciones de múltiples capas de la invención puede comprender generalmente cualquier material polimérico o no polimérico que sea adecuado para el uso en una película de múltiples capas con la condición de que al menos una capa pelicular comprenda una capa que contiene fluoropolímero. Así, el estratificado pelicular tiene al menos tres capas, y puede comprender cuatro, cinco o más capas según se desee por el experto.
Cada una de las capas de la película para capas usada en la invención también puede incluir opcionalmente uno o más aditivos convencionales cuyos usos son muy conocidos por los expertos en la técnica. El uso de estos aditivos puede ser deseable para potenciar el procesamiento de las composiciones así como mejorar los productos o artículos formados a partir de las mismas. Ejemplos de estos incluyen: estabilizantes oxidativos y térmicos, lubricantes, agentes de liberación, agentes pirorretardantes, inhibidores de la oxidación, eliminadores de la oxidación, tintes, pigmentos y otros agentes colorantes, absorbentes y estabilizantes frente a la luz ultravioleta, cargas orgánicas o inorgánicas incluyendo cargas en partículas y fibrosas, agentes de refuerzo, agentes de nucleación, plastificantes, así como otros aditivos convencionales conocidos en la técnica. Estos se pueden usar en cantidades, por ejemplo, de hasta aproximadamente 10% en peso de la composición global de la capa. Estabilizantes frente a luz ultravioleta representativos incluyen diversos resorcinoles sustituidos, salicilatos, benzotriazol, benzofenonas y similares. Lubricantes y agentes de liberación adecuados incluyen ácido esteárico, alcohol estearílico y estearamidas. Pirorretardantes ejemplares incluyen compuestos halogenados orgánicos, incluyendo éter decabromodifenílico y similares, así como compuestos inorgánicos. Agentes colorantes adecuados
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incluyendo tintes y pigmentos incluyen sulfuro de cadmio, selenuro de cadmio, dióxido de titanio, ftalocianinas, azul de ultramar, nigrosina, negro de carbono y similares. Estabilizantes oxidativos y térmicos representativos incluyen los haluros de metales del Grupo I de la Tabla Periódica de los Elementos, tales como haluros de sodio, haluros de potasio, haluros de litio; así como haluros cuprosos; y, además, cloruros, bromuros, yoduros. Además, fenoles impedidos, hidroquinonas, aminas aromáticas así como miembros sustituidos de los grupos mencionados anteriormente y combinaciones de los mismos. Plastificantes ejemplares incluyen lactamas tales como caprolactama y lauril-lactama, sulfonamidas tales como o,p-toluenosulfonamida y N-etil,N-butilbenilnesulfonamida, y combinaciones de cualesquiera de los anteriores, así como otros plastificantes conocidos en la técnica.
La tapa descrita en la presente se puede formar mediante cualquier técnica convencional para formar películas, incluyendo estratificación y coextrusión. En el método más preferido, las películas de múltiples capas se forman mediante coextrusión. Por ejemplo, el material para las capas individuales se alimenta a tolvas de alimentación de las extrusoras de número similar, manejando cada extrusora el material para una o más de las capas. Las corrientes fundidas y plastificadas procedentes de las extrusoras individuales se alimentan a un boquilla de coextrusión de un solo colector. Mientras están en la boquilla, las capas se yuxtaponen y se combinan, y a continuación emergen de la boquilla como una sola capa múltiple de material polimérico. Después de salir de la boquilla, la película se cuela sobre un primer rodillo de colada de temperatura controlada, pasa alrededor del primer rodillo y a continuación sobre un segundo rodillo de temperatura controlada, que normalmente está más frío que el primer rodillo. Los rodillos de temperatura controlada controlan en gran medida la velocidad de enfriamiento de la película después de que salga de la boquilla. La temperatura de los diversos rodillos se selecciona para alcanzar las propiedades deseadas de la película y también se basa en el tipo de polímero empleado. Típicamente, la temperatura del primer rodillo de colada está en el intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente 121°C (50 a 250°F), preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 24 a aproximadamente 93°C (75 a 200°F), y más preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 38 a aproximadamente 79°C (100 a 175°F). La temperatura del segundo rodillo de temperatura controlada (también llamado rodillo de precalentamiento) está típicamente en el intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente 121°C (50 a 250°F), preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 24 a aproximadamente 93°C (75 a 200°F), y más preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 38 a 79°C (l00 a 175°F). La temperatura de los rodillos no necesita ser la misma. Un rodillo frío se puede emplear para proporcionar estabilidad dimensional a la película. Típicamente, la temperatura de este rodillo está en el intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente 149°C (50 a 300°F), preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 38 a aproximadamente 121°C (100 a 250°F), y más preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 66 a aproximadamente 107°C (150 a 225°F).
En otro método, el aparato formador de películas puede ser uno que se denomina en la técnica un aparato de "película soplada" e incluye un cabezal de boquilla circular de múltiples colectores para película soplada en burbuja a través de la cual se fuerza la composición de película plastificada y se forma como una burbuja pelicular que finalmente se puede colapsar y formar como una película. Se conocen generalmente procedimientos de coextrusión para formar estratificados de películas y láminas. Véanse, por ejemplo, en "Modern Plastics Encyclopedia", Vol. 56, No. 10A, pp. 131-132, McGraw Hill, octubre de 1979.
Alternativamente, las capas individuales se pueden formar en primer lugar como capas separadas y a continuación se pueden estratificar entre sí bajo calor y presión con o sin capas de adhesivo intermedias. Las técnicas de estratificación son muy conocidas en la especialidad. Típicamente, la estratificación se realiza al colocar las capas individuales una sobre otra bajo condiciones de calor y temperatura suficientes para combinarlas en una película unitaria. Típicamente, las capas individuales se colocan una sobre otra, y la combinación se hace pasar a través de la línea de contacto de un par de rodillos estratificadores calentados mediante técnicas muy conocidas en la especialidad. El calentamiento de la estratificación se puede realizar a temperaturas que varían de aproximadamente 120°C a aproximadamente 175°C, preferiblemente de aproximadamente 150°C a aproximadamente 175 °C, a presiones que varían de aproximadamente 0,034 MPa (5 psig) a aproximadamente 0,69 MPa (100 psig), durante de aproximadamente 5 segundos a aproximadamente 5 minutos, preferiblemente de aproximadamente 30 segundos a aproximadamente 1 minuto.
Las películas usadas en esta invención se orientan en cualquier dirección, usando métodos conocidos por los expertos en la técnica. En esta operación de estiramiento, la película se puede estirar bien en la dirección coincidente con la dirección de movimiento de la película que se retira del rodillo de colada, también denominada en la una "dirección de la máquina", es decir la dirección que es perpendicular a la dirección de la máquina, y denominada en la técnica la "dirección transversal" donde la película resultante está orientada "uniaxialmente"; o bien la dirección de la máquina así como la transversal, donde la película resultante está orientada "biaxialmente". Típicamente, para el uso en la presente invención, la película orientada formada a partir de la composición de la invención se producen preferiblemente con relaciones de alargamiento de aproximadamente 1,5:1 a aproximadamente 10:1, y preferiblemente a una relación de alargamiento de aproximadamente 1,5:1 a aproximadamente 4:1. El término "relación de alargamiento", según se usa en la presente, indica el incremento de dimensión en la dirección del alargamiento. Por lo tanto, una película que tenga una relación de alargamiento de 2:1 ha doblado su longitud durante el procedimiento de alargamiento. Generalmente, la película se alarga al hacerla pasar sobre una serie de rodillos de precalentamiento y calentamiento. La película calentada se mueve a través de
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un grupo de rodillos prensadores aguas abajo a una velocidad más rápida que la película que entra en los rodillos prensadores en una posición aguas arriba. El cambio de velocidad es compensado por el estiramiento de la película.
Un procedimiento y una gama de condiciones típicos para películas de poliamida orientadas monoaxialmente se divulgan, por ejemplo, en Pat. EE. UU. N° 4.362.385. El estratificado pelicular de la presente invención se puede orientar biaxialmente usando un aparato para tubos soplados o un aparato de marco tensor, y se puede orientar biaxialmente bien secuencialmente o bien simultáneamente. El estratificado pelicular de la presente invención también se puede abollonar después de la orientación.
La película puede tener un grosor después de la orientación de 2,5 pm (0,1 milésimas de pulgada) a aproximadamente 381 pm (15 milésimas de pulgada), más preferiblemente de aproximadamente 5,1 pm (0,2 milésimas de pulgada) a aproximadamente 127 pm (5 milésimas de pulgada), y lo más preferiblemente de aproximadamente 12,7 pm (0,5 milésimas de pulgada) a aproximadamente 50,8 ptm (2 milésimas de pulgada). Aunque se hace referencia a estos grosores, se ha de entender que se pueden producir otros grosores de las capas para satisfacer una necesidad particular y no obstante están dentro del alcance de la presente invención. El grosor de la película antes del estiramiento se selecciona de modo que se alcance el grosor deseado después del estiramiento, basándose en la relación de estiramiento empleada, como se sabe en la técnica.
La velocidad de transmisión de vapor de agua (WVTR) de estas películas de la invención se puede determinar a través del procedimiento indicado en ASTM F1249. En la realización preferida, la película tiene una WVTR por 2,5 x 10-3 cm (milésima de pulgada) de película preferiblemente menor de aproximadamente 0,775 g/m2/día o menos (0,05 g/100 pulgadas2/día a 37,8°C y 100% de HR, más preferiblemente menos de aproximadamente 0,465 g/m2/día (0,03 g/100 pulgadas2/día), y lo más preferiblemente menos de aproximadamente 0,233 g/m2/día (0,015 g/100 pulgadas2/día), según se determina mediante un equipo de medida de la velocidad de transmisión de vapor de agua disponible de, por ejemplo, Mocon. Preferiblemente, las películas tienen velocidades de transmisión de vapor de agua que son al menos menores de aproximadamente 20%, más preferiblemente al menos menores de aproximadamente 25% y lo más preferiblemente al menos menores de aproximadamente 30%, de las velocidades de transmisión de vapor de agua de películas similares que no están orientadas.
Las películas para tapas también tienen preferiblemente buenas propiedades de protección frente al oxígeno con 90% de humedad relativa (HR). La resistencia a la protección frente al oxígeno se puede medir usando el procedimiento de ASTM D-3985. Las películas usadas en esta invención tienen una velocidad de transmisión de oxígeno (VT 02) con 90% de humedad relativa igual a o menor de aproximadamente 645 cm2 (0,5 cm3/100 pulgadas2)/24 h/atm a 23°C. Preferiblemente, la película para tapas tiene una velocidad de transmisión de oxígeno menor que o igual a la del material del recipiente. Las propiedades de protección frente al oxígeno superiores de las tapas de esta invención las hacen especialmente útiles en aplicaciones en tapas para alimentos.
A fin de producir una tapa de recipiente para alimentos, una lámina de la película se corta, preferiblemente se troquela, en el tamaño y la conformación deseados. Preferiblemente, la tapa tiene una lengüeta para tirar a fin de facilitar el despegue con los dedos. Preferiblemente, la película es opaca y está abollonada. La tapa debe tener la cantidad de grosor y rigidez que permita el despegue fácil del recipiente al que está unida, sin desgarro.
La invención comprende además un envase que comprende un recipiente con conformación de vaso que tiene paredes laterales encerradas, un suelo y una abertura superior que define una cavidad central, parte superior abierta que tiene un borde periférico, y la tapa despegable descrita anteriormente que se ajusta a la conformación de la abertura unida alrededor del borde. Preferiblemente, el borde es sustancialmente plano o contorneado, pero puede ser de cualquier conformación adecuada para la unión de una película para tapas sobre el mismo. El recipiente puede comprender un material tal como cartón, cartulina, cartoncillo, un plástico y combinaciones de los mismos. Plásticos preferidos incluyen una cualquiera de varias resinas termoestables cualesquiera de las cuales son capaces de sellarse al material para tapas. Ejemplos de materiales incluyen acrilonitrilo, un polímero acrílico, poli(tereftalato de etileno) (PET), poli(cloruro de vinilo), policarbonato, copolímeros de "PET", poliestireno y polipropileno.
La tapa se puede termosellar tal como por medio de un material termosellable situado alrededor de un canto periférico de la tapa para unirla al borde de un recipiente. La tapa se puede adherir al borde del recipiente por medio de un adhesivo, tal como un adhesivo termoplástico termofusible, por ejemplo una capa de una cera de petróleo- etileno-acetato de vinilo o cualquier composición de copolímero poliolefínico adecuada que sirva como un adhesivo termoactivado o material sellador cuando sea sometida posteriormente a calor y presión por el envasador. Típicamente, después de que el recipiente se haya rellenado, la tapa se presiona contra el borde del recipiente mientras se aplican calor y presión para proporcionar una selladura despegable entre ellos.
Una ventaja significativa del envase de la presente invención es que la producción del envase completo es menos costosa que la de envases convencionales de la técnica anterior, y sin embargo proporciona excelentes igualdades de selladura para que un producto envasado prolongue su fecha de caducidad. Además, se adapta para facilitar una apertura fácil por el consumidor, que puede despegar rápidamente la tapa del recipiente para abrir el envase.
Durante el uso, el recipiente con conformación de vaso que se describe anteriormente se rellena a través de su cavidad central con un producto tal como un alimento a través de la parte superior abierta. La parte superior se cierra a continuación al sellar la tapa despegable alrededor del borde. Alternativamente, el vaso se puede rellenar con el producto después de que la tapa se adhiera al recipiente, con lo que el recipiente se sella posteriormente por 5 medio de otra tapa. Aunque se contempla que el recipiente contenga un producto alimenticio, también podría contener una composición farmacéutica, un componente electrónico o un dispositivo médico.
Los siguientes ejemplos no limitativos sirven para ilustrar la invención.
Ejemplos 10 Ejemplo 1
Una capa de homopolímero de PCTFE (Aclon® HP1120 de Honeywell International) de 2,5 pm (1 milésima de pulgada), revestida por extrusión con una capa de 2,5 pm (1 milésima de pulgada) de etileno-ácido acrílico (EAA), se termosella a un blíster de presión de PVC después de que una dosis unitaria oral se haya colocado en la cavidad del blíster. El material para tapas de PCTFE/EAA se sella a la lámina del blíster a temperaturas de 107 a 143°C (225°F 15 a 290°F), proporcionando una protección frente a la humedad, translúcida, flexible y resistente al agrietamiento para el contenido del blíster.
Ejemplos
20 Una película de multiestratificada de tres capas se coextruye a partir de homopolímero de PCTFE (Aclon® HP1120), una capa de ligazón de plastómero poliolefínico y un polietileno lineal de baja densidad. El polietileno lineal de baja densidad se sella a una bandeja termoconformada proporcionando una protección frente a la humedad, transparente y resistente a la perforación para un dispositivo médico.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un envase que comprende un recipiente que tiene una abertura superior y un borde periférico alrededor de la abertura, y una tapa despegable que se ajusta a la conformación de la abertura unida alrededor del borde, tapa que comprende una película compuesta que tiene una conformación que se ajusta a la conformación de la abertura cuando está unida al borde, comprendiendo la película al menos una capa que contiene fluoropolímero, estando dicha película orientada y teniendo un grosor después de la orientación de aproximadamente 2,5 pm (0,1 milésimas de pulgada) a aproximadamente 381 pm (15 milésimas de pulgada), y teniendo dicha película una velocidad de transmisión de oxígeno con 90% de humedad relativa igual a o menor de aproximadamente 645 cm2(0,5 cm3/100 pulgada2)/24 h/atm a 23°C.
  2. 2. El envase según la reivindicación 1, cuya película comprende una película de múltiples capas que comprende al menos una capa de polímero unida a dicha capa de fluoropolímero, capas que opcionalmente están pegadas a través de una capa de ligazón de adhesivo intermedia.
  3. 3. El envase según la reivindicación 2, en el que dicha al menos una capa de polímero comprende un material seleccionado del grupo que consiste en fluoropolímeros, homopolímeros de poliamidas, copolímeros de poliamidas, poliolefinas, homopolímeros y copolímeros de olefinas cíclicas, copolímeros de etileno-alcohol vinílico, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, poliésteres, poli(tereftalato de etileno), poli(cloruro de vinilo), poli(cloruro de vinilideno), poliestireno, copolímeros estirénicos, poliisopreno, poliuretanos, copolímeros de etileno-acrilato de etilo, etileno- ácido acrílico y combinaciones de los mismos.
  4. 4. El envase según la reivindicación 2, en el que dicha película de múltiples capas comprende una pluralidad de capas de polímero unidas a dicha capa de fluoropolímero, en donde las capas adyacentes opcionalmente están pegadas a través de una capa de ligazón de adhesivo intermedia.
  5. 5. El envase según la reivindicación 2, en el que la película se produce mediante coextrusión.
  6. 6. El envase según la reivindicación 2, en el que la película se produce mediante estratificación.
  7. 7. El envase según la reivindicación 1, en el que dicha capa de fluoropolímero comprende un homopolímero de clorotrifluoroetileno o un copolímero que contiene poli(clorotrifluoroetileno).
  8. 8. El envase según la reivindicación 1, en el que la tapa está unida al borde del recipiente por medio de un material termosellable alrededor de un canto periférico de la tapa.
  9. 9. El envase según la reivindicación 1, en el que la tapa está unida al borde del recipiente por medio de un adhesivo alrededor de un canto periférico de la tapa.
  10. 10. El envase según la reivindicación 1, que contiene un producto.
  11. 11. El envase según la reivindicación 1, que contiene un producto que comprende un alimento, una composición farmacéutica, un componente electrónico o un dispositivo médico.
  12. 12. El envase según la reivindicación 1, recipiente que comprende un blíster.
  13. 13. Un procedimiento para producir un producto envasado que comprende:
    a) proporcionar un recipiente que tiene paredes laterales encerradas, un suelo y una abertura superior que define una cavidad central, parte superior abierta que tiene un borde periférico,
    b) llenar la cavidad central con un producto; y
    c) sellar la parte superior abierta al unir una tapa despegable alrededor de una circunferencia del borde, tapa que comprende una película que tiene una conformación que se ajusta a la conformación de la abertura cuando está unida al borde, comprendiendo la película al menos una capa de fluoropolímero, teniendo dicha película un grosor después de la orientación de aproximadamente 2,5 pm (0,1 milésimas de pulgada) a aproximadamente 381 pm (15 milésimas de pulgada), y teniendo dicha película una velocidad de transmisión de oxígeno con 90% de humedad relativa igual a o menor de aproximadamente 645 cm2(0,5 cm3/100 pulgada2)/24 h/atm a 23°C.
  14. 14. El procedimiento según la reivindicación 13, en el que el producto es un alimento.
  15. 15. El procedimiento según la reivindicación 13, en el que dicha película comprende además al menos una capa de polímero unida a dicha capa de fluoropolímero, capas que opcionalmente están pegadas a través de una capa de ligazón de adhesivo intermedia.
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