ES2951192T3

ES2951192T3 - Película multicapa

Info

Publication number: ES2951192T3
Application number: ES17771254T
Authority: ES
Inventors: Anand Sundararaman; Eric Bender
Original assignee: Jindal Innovation Center SRL
Current assignee: Jindal Innovation Center SRL
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2023-10-18
Anticipated expiration: 2037-03-24
Also published as: CN108602298A; US20180297338A1; WO2017165798A1; PL3397474T3; EP3397474C0; EP3397474A1; EP3397474A4; EP3397474B1

Abstract

Se describe una película de embalaje transparente que está libre de cloruro de polivinilideno y al mismo tiempo conserva una excelente maquinabilidad, propiedades de barrera y resistencia al deterioro visual tal como arrugas u hoyuelos. La película comprende una capa de barrera protectora que comprende alcohol etileno vinílico, alcohol polivinílico, poliamidas o combinaciones de los mismos, dispuestas encima de un núcleo de polipropileno orientado biaxialmente. Esta capa de barrera está recubierta superiormente con un recubrimiento acrílico para mejorar la maquinabilidad, la sellabilidad y la apariencia de la película. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Película multicapa

CAMPO

Esta descripción generalmente se refiere a estructuras sustancialmente transparentes que no son de cloruro de polivinilideno ("PVDC") que tienen barreras de sabor y aroma excepcionales y poco o ningún deterioro de la vida útil. La invención reivindicada se refiere a una película multicapa.

ANTECEDENTES

Tradicionalmente, las películas basadas en PVDC se han utilizado como envases para dulces debido a su transparencia y altas propiedades de barrera. Sin embargo, estas películas se están volviendo cada vez menos aceptables para los usuarios finales actuales debido a los problemas de contaminación que surgen de la presencia de halógenos (es decir, elementos del Grupo VII y compuestos de los mismos).

Existen películas de barrera sin PVDC; pero estas películas tienen importantes inconvenientes en comparación con los envases tradicionales de PVDC. Pueden tener mala maquinabilidad, propiedades de barrera de aroma y sabor más bajas, o mostrar defectos visuales como arrugas o hoyuelos cuando se usan en productos que tienen una vida útil prolongada.

Por lo tanto, existe la necesidad de películas de barrera transparentes sin PVDC que sean respetuosas con el medio ambiente pero que reduzcan los inconvenientes.

US 2013/004674 divulga una película revestida de poli(alcohol vinílico) (PVA) modificada para uso en el envasado y un método de preparación de la misma. Dicha película comprende una capa de revestimiento, una capa de imprimación y un sustrato de la misma. Dicha capa de revestimiento de PVA modificada entra en contacto con la capa de imprimación.

WO 96/16799 divulga una película sellable térmica multicapa: (a) una capa de sustrato de película de poliolefina; (b) un revestimiento polimérico acrílico sellable térmico; y (c) una capa de PVA entre (a) y (b).

RESUMEN

La invención reivindicada proporciona una película multicapa como se ha definido en la reivindicación 1.

La presente divulgación describe más generalmente métodos, aplicaciones, composiciones, estructuras, etiquetas, paquetes, rótulos, etc., asociados con estructuras al menos sustancialmente claras que no son de cloruro de polivinilideno ("PVDC") que tienen barreras excepcionales de sabor y aroma y poca o ninguna capacidad de deterioro de la vida de almacenamiento, como arrugas o hoyuelos, desde una perspectiva visual, junto con un excelente rendimiento de maquinabilidad.

La película multicapa reivindicada incluye una capa central orientada biaxialmente que comprende polipropileno y que tiene una primera superficie y una segunda superficie. La película multicapa reivindicada también incluye una capa de barrera que comprende alcohol etileno-vinílico, alcohol polivinílico, poliamida o combinaciones de los mismos, donde la capa de barrera es adyacente a la primera superficie de la capa central. La capa barrera se coextruye con la capa de núcleo.

La película multicapa reivindicada también incluye una primera capa de polímero acrílico adyacente a la segunda superficie de la capa de núcleo, y una segunda capa de polímero acrílico adyacente a la capa de barrera. La capa de barrera se recubre luego con un recubrimiento acrílico, que puede mejorar la maquinabilidad, la capacidad de sellado y/o la apariencia de la(s) estructura(s), ya sea que se use, por ejemplo, directa o indirectamente en etiquetas, paquetes, rótulos u otros.

DIBUJOS

La FIG. 1 representa una película de embalaje multicapa típica.

La FIG. 2 representa la prueba de las diversas formas de realización descritas en el presente documento. La FIG. 3 representa los resultados de una prueba de arrugas realizada en varias formas de realización descritas en este documento.

La FIG. 4 representa los resultados de una prueba de holgura realizada en varias formas de realización descritas en este documento.

Las FIGS. 5-7 representan varios defectos visuales y táctiles presentes en una película de embalaje multicapa típica.

Las FIGS. 8-9 representan dos formas de realización de la presente invención que resisten los defectos visuales y táctiles ilustrados en las FIGS. 5-7.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

A continuación, los términos direccionales, como "arriba", "abajo", "superior", "inferior", "delante", "atrás", "arriba", "abajo", etc., se utilizan por conveniencia haciendo referencia a los dibujos adjuntos. En general, "arriba", "superior", "hacia arriba", "superior" y términos similares se refieren a una dirección que se aleja de la superficie terrestre, y "abajo", "inferior", "hacia abajo", "hacia abajo" y términos similares se refieren a una dirección hacia la superficie de la tierra, pero tienen fines ilustrativos solamente.

Se describen diversas formas de realización, versiones y ejemplos específicos, que incluyen formas de realización ejemplares y definiciones que se adoptan en el presente documento con fines de comprensión. Las formas de realización, versiones y ejemplos descritos abajo no son necesariamente de acuerdo con la invención, la cual está definida por las reivindicaciones.

A continuación se ilustra un ejemplo de película de barrera revestida como "Estructura 1" que tiene un núcleo de polipropileno orientado biaxialmente ("BOPP"). La capa de barrera puede tener un revestimiento de PVDC en un lado de la película. El otro lado de la película se puede recubrir con un revestimiento acrílico para mejorar el coeficiente de fricción ("COF"), la maquinabilidad y el rendimiento del sellado.

Las estructuras basadas en PVDC muestran propiedades transparentes de alta barrera y se usan para empaquetar, tal como para los dulces. Sin embargo, las estructuras basadas en PVDC no son aceptables para los usuarios finales actuales debido a la presencia de halógenos. En comparación con las estructuras basadas en PVDC, las estructuras de barrera sin PVDC pueden tener barreras de aroma, barreras de sabor y combinaciones de las mismas más bajas; adicional y alternativamente, las estructuras de barrera que no son de PVDC pueden tener una apariencia visual más pobre, tal como arrugas o hoyuelos, con el tiempo y/o una maquinabilidad más pobre. En consecuencia, existe el deseo de tener al menos una estructura de barrera sustancialmente transparente que no sea PVDC y, por lo tanto, respetuosa con el medio ambiente.

La barrera de un revestimiento está determinada por sus propiedades químicas y físicas, en las que cada una puede afectar a la otra. Las propiedades físicas pueden incluir la morfología cristalina y el empaquetamiento del revestimiento, es decir, la forma y estructura relativa así como el empaquetamiento, respectivamente, de las regiones amorfa y cristalina de una matriz polimérica que constituye total o parcialmente el revestimiento descrito. Como se acaba de mencionar, la estructura cristalina puede verse influida por la naturaleza química y las interacciones interfaciales entre una imprimación y una capa de acabado de barrera cuando está presente una imprimación. Las imperfecciones localizadas de la estructura cristalina pueden surgir debido a una serie de razones, que incluyen, por ejemplo, la incompatibilidad de la imprimación y la capa superior de barrera, donde dicha incompatibilidad puede deberse a defectos superficiales en la imprimación que se traducen en el revestimiento de barrera. En consecuencia, los defectos localizados pueden dar lugar a un rendimiento de barrera inferior de un revestimiento.

Volviendo a la FIG. 1, la barrera global de sabor y aroma de una película de envasado que tiene capas 12, 14 y el producto circundante 10 puede determinarse mediante los fenómenos de transferencia de masa de adsorción, difusión y desorción de las moléculas de sabor y aroma desde el producto a través de la película al medio ambiente, como se muestra con las flechas 16. Alternativamente, en algunos casos, uno también puede esperar la entrada de sabores no deseados del ambiente a través de la película en el producto dependiendo del gradiente de concentración de los compuestos de entrada. Por ejemplo, si el paquete de comida se coloca al lado de un detergente en un pasillo de compras, uno podría pensar en el mismo proceso de migración de sabores de detergente o jabón desde el exterior hacia el interior del paquete dependiendo de los parámetros de difusión del aroma del detergente. Si bien, en general, las propiedades físicas y químicas de una película de barrera son importantes en el diseño de una película de barrera, también es importante comprender y estudiar la interacción de los compuestos de sabor y aroma del producto con la película de barrera particular en cuestión. Durante el proceso de migración de los compuestos de sabor y aroma, los compuestos pueden ser absorbidos por la película de empaque en varios grados, lo que se conoce como "reducción del sabor" antes de ser desorbidos al medio ambiente.

En algunos casos, como informan Nielsen, et al., los compuestos absorbidos pueden actuar como plastificantes e hinchar la película de polímero dando como resultado cambios en el módulo de elasticidad y la resistencia a la tracción de la película de envasado. Nielsen, Tim y Margaretha JMgerstad, "Flavour Scalping by Food Packaging", Trends in Food Science & Technology, Vol. 5, noviembre de 1994. En otro caso, Van Willige RWG, et al., informaron que las películas de polipropileno muestran una absorción considerable de compuestos de sabor seleccionados, lo que da como resultado cambios en la estructura cristalina de la película polimérica debido al efecto plastificante de los compuestos de sabor y el aroma. Van Willige RWG, et al., Food Addit and Contain.19:303-313 (2002). El cambio en la estructura cristalina aumenta el volumen libre de la película polimérica y da como resultado una mayor permeabilidad al oxígeno de las películas. Id. La baja permeabilidad al oxígeno a través de la película de empaque es un factor importante para la vida útil de muchos productos alimenticios.

En esta divulgación, la interacción de las moléculas de aroma y sabor dentro de la película se estudió mediante dos tipos de distorsión visual: (1) aflojamiento del paquete; y (2) arrugas o hoyuelos como se describe con mayor detalle a continuación. La holgura del paquete se observa principalmente cuando la capa interna de la película que mira hacia el producto con sabor proporciona una barrera baja para los compuestos en toda el área de la superficie de la película. Las moléculas de sabor y aroma se adsorben por toda la superficie de la película y se difunden en la mayor parte de la película de envasado. Durante el proceso de difusión, los compuestos interactúan con la película de polímero como plastificante, lo que provoca que el paquete se hinche o se afloje. La velocidad de difusión o el tiempo de residencia de los compuestos en la película dicta el grado de holgura o deformación de la película polimérica. La tasa de difusión o tiempo de residencia de los compuestos puede verse afectada por el gradiente de concentración de los compuestos aromáticos, el espesor de la película polimérica, la morfología del cristal, el volumen libre de la película polimérica y la naturaleza química de la película. En un caso, la difusión y desorción de los compuestos desde el producto aromatizado a través de la película hacia el medio ambiente puede ser relativamente rápida cuando el hinchamiento del paquete es mínimo debido al corto tiempo de residencia de los compuestos en la mayor parte de la película. En otro caso, la difusión y desorción de los compuestos desde el producto aromatizado a través de la película hacia el medio ambiente puede ser relativamente lenta cuando el hinchamiento del paquete se ve afectado considerablemente por el largo tiempo de residencia de los compuestos en la mayor parte de la película. Por ejemplo, si la capa exterior de la película supone un obstáculo para el proceso de desorción, los compuestos de sabor quedan atrapados en la mayor parte de la película polimérica, lo que provoca un fuerte hinchamiento. La preocupación de la segunda distorsión visual, es decir, arrugas o hoyuelos, surge cuando la capa de barrera interna que enfrenta el producto con sabor tiene defectos localizados en su superficie que proporcionan canales para que los compuestos del sabor se absorban y difundan a través de la película. Esta difusión localizada y la interacción química entre las moléculas de sabor y el núcleo de BOPP da como resultado una distorsión estructural localizada, fruncimiento o formación de hoyuelos en la película de BOPP utilizada, por ejemplo, en aplicaciones de envasado, etiquetado y/o marcado.

La invención reivindicada proporciona una película multicapa que comprende: una capa de núcleo orientada biaxialmente que comprende polipropileno y tiene una primera superficie y una segunda superficie; una capa de barrera que comprende alcohol etileno-vinílico, alcohol polivinílico, poliamida o combinaciones de los mismos, en donde la capa de barrera es adyacente a la primera superficie de la capa de núcleo; una primera capa de polímero acrílico adyacente a la segunda superficie de la capa de núcleo y una segunda capa de polímero acrílico adyacente a la capa de barrera; en el que la capa barrera se coextruye con la capa de núcleo.

A continuación, se muestran formas de realización de ejemplo de estructuras, utilizadas a través de esta descripción en consonancia con las composiciones y películas, para su uso en el envasado, etiquetado, marcado y/u otras aplicaciones que han mejorado la maquinabilidad, la capacidad de sellado y la apariencia como resultado, al menos parcialmente, sobre barreras de revestimiento). En una forma de realización de ejemplo, que se muestra a continuación como Estructura 2, se usa como película base una película coextruida biaxialmente que tiene un núcleo de polipropileno con una piel de barrera. La piel de barrera es una capa no halogenada que puede incluir, entre otros, alcohol etilvinílico ("EVOH") o nailon. La piel de barrera no halogenada proporciona la barrera de sabor y aroma necesaria. El espesor de la película base coextruida puede estar en el rango de 8 |jm a 100 |jm, o en el rango de 12 |jm a 50 |jm, o aún en el rango de 15 jim a 25 jim. El grosor de la piel de EVOH puede estar en un rango entre 0,2 jim y 10 jim, o en el rango entre 0,4 jim y 5 jim, o incluso en el rango de 0,8 jim a 2 jim. La película base coextruida está flanqueada por revestimientos acrílicos, cada uno de los cuales tiene un revestimiento en línea o de contorno. El peso del revestimiento seco puede estar en un rango de 0,04 g/m2 a 8 g/m2 , o en el rango de 0,15 g/m2 a 3,75 g/m2 , o incluso en el rango de 0,35 g/m2 a 1,55 g/m2.

En un ejemplo específico, ilustrado a continuación como Estructura 3, la película base es una película coextruida biaxialmente que tiene un núcleo de polipropileno con EVOH Evalca G176B en la capa superficial. la película base tiene un espesor de 18 jim, incluido el espesor de la capa superficial de EVOH de 1 micrómetro. La película base está flanqueada por revestimientos acrílicos, con un espesor de 0,62 g/m2. No representada en la Estructura 2 a continuación hay una capa de imprimación de polietilenimina aplicada debajo de cada revestimiento acrílico para mejorar la adhesión del revestimiento acrílico a la película base. La piel de EVOH de 1 micrómetro aporta la necesaria barrera de sabor y aroma. El revestimiento acrílico proporciona una maquinabilidad superior, como un COF bajo y uniforme, y excelentes propiedades de deslizamiento en caliente.

En otra forma de realización de ejemplo, ilustrada a continuación como Estructura 4, una película de BOPP coextruida se reviste en un primer lado con un revestimiento de barrera no halogenado. El revestimiento de barrera es una solución o dispersión polimérica que contiene al menos EVOH, PVOH, poliamida o combinaciones de los mismos. El "revestimiento EVOH/PVOH" proporciona la necesaria barrera de sabor y aroma. El espesor de la película base de BOPP coextruido puede estar en el rango de 8 |jm a 100 |jm, o en el rango de 12 |jm a 50 |jm, o incluso en el rango de 15 |jm a 25 jim. El peso de revestimiento seco del "revestimiento EVOH/PVOH" puede estar en un rango entre 0,04 g/m2 y 8 g/m2 , o en el rango entre 0,15 g/m2 y 3,75 g/m2 , o aún en el rango de 0,35 g/m2 a 1,55. La(s) capa(s) de revestimiento de EVOH/PVOH ahora se recubren adicionalmente con un revestimiento acrílico. El peso del revestimiento acrílico seco puede estar en un rango de 0,04 g/m2 a 8 g/m2 , o en el rango de 0,15 g/m2 a 3,75 g/m2 , o aún en el rango de 0,35 g/m2 a 1,55. El segundo lado del núcleo de BOPP coextruido tiene un revestimiento acrílico. El peso del revestimiento seco puede estar en un rango de 0,04 g/m2 a 8 g/m2 , o en el rango de 0,15 g/m2 a 3,75 g/m2 , o aún en el rango de 0,35 g/m2 a 1,55.

En un ejemplo específico, ilustrado a continuación como Estructura 5, la película de BOPP coextruida tiene un espesor de 17 jim con un peso de revestimiento seco de revestimiento de EVOH de 0,62 g/m2. La capa de revestimiento de EVOH se recubre además por encima con un revestimiento acrílico de un peso de revestimiento seco de 0,62 g/m2. El segundo lado del núcleo de BOPP coextruido tiene un revestimiento acrílico con un peso de revestimiento seco de 0,62 g/m2. No representada en la Estructura 4 hay una capa de imprimación de polietilenimina aplicada debajo de cada revestimiento acrílico para mejorar la adhesión del revestimiento acrílico a la película base. Tampoco se muestra en la Estructura 5 una capa de imprimación de polietilenimina, que puede mezclarse con un revestimiento de EVOH en la proporción adecuada para dar como resultado un proceso de fabricación de imprimación de un solo paso, que incluye el revestimiento de EVOH en un punto de colocación y luego una capa superior acrílica en otro punto de colocación para que las múltiples capas de la película base se produzcan en la misma pasada. El revestimiento de EVOH en la Estructura 5 puede proporcionar una barrera y la polietilenimina puede proporcionar anclaje a una película de BOPP y adhesión al revestimiento acrílico revestido. El revestimiento de EVOH-polietilenimina proporciona la barrera de sabor y aroma necesaria, que se ve reforzada por las propiedades de barrera de sabor y aroma impartidas por los acrílicos en cualquier revestimiento superior acrílico. El revestimiento acrílico puede proporcionar una maquinabilidad mejorada, como un COF bajo y constante, y excelentes propiedades de deslizamiento en caliente.

En otra forma de realización de ejemplo, ilustrada a continuación como Estructura 6, una película de BOPP coextruida se reviste en ambos lados con un revestimiento de barrera no halogenado. El revestimiento de barrera es una solución o dispersión polimérica que contiene al menos EVOH, PVOH, poliamida o combinaciones de los mismos. El espesor de la película base de BOPP coextruido puede estar en el rango de 8 jim a 100 jim, o en el rango de 12 jim a 50 jim, o aún en el rango de 15 jim a 25 jim. Los pesos de revestimiento seco del "revestimiento EVOH/PVOH" pueden estar en un rango de 0,04 g/m2 a 8 g/m2 , o en el rango de 0,15 g/m2 a 3,75 g/m2 , o aún en el rango de 0,35 g/m2 a 1,55. La(s) capa(s) de revestimiento de EVOH/PVOH se recubren adicionalmente con un revestimiento acrílico. El peso del revestimiento acrílico seco puede estar en un rango de 0,04 g/m2 a 8 g/m2 , o en el rango de 0,15 g/m2 a 3,75 g/m2 , o aún en el rango de 0,35 g/m2 a 1,55.

Las composiciones químicas de los revestimientos EVOH y acrílicos que se pueden usar en las estructuras y aplicaciones de esta descripción pueden variar, pero, por ejemplo, los revestimientos acrílicos EVOH pueden incluir opcionalmente uno o más aditivos, por ejemplo, para combatir el deslizamiento y el bloqueo, controlar la reología, reticulante para mejorar la resistencia a la humedad, antiespumante para eliminar espumas y defectos superficiales. La Tabla 1 ilustra la composición de revestimiento de EVOH utilizada para producir la Estructura 3.

EXCEVAL™ AQ-4104 se obtuvo como escamas de Kuraray America, Inc. y se preparó una dispersión al 10%. Cymel 385 se obtuvo de Cytec Industries Inc. y Sylobloc 45 se obtuvo de Grace Davison.

Las composiciones químicas de los revestimientos acrílicos que se pueden usar en las estructuras y aplicaciones de esta descripción pueden variar, pero los revestimientos acrílicos de ejemplo pueden incluir opcionalmente uno o más aditivos, por ejemplo, para combatir el deslizamiento y el bloqueo, controlar la reología, entrecruzar para mejorar la resistencia a la humedad, antiespumante para eliminar espumas y defectos superficiales. En un ejemplo, la Tabla 2 ilustra la composición de revestimiento acrílico utilizada para producir la Estructura 3.

El revestimiento acrílico puede ser, por ejemplo, 13Q51AA de Valspar Corporation, HSL 701 de BASF, HSL 700 de BASF. La sílice puede ser, por ejemplo, Ludox TM-40 de Grace Davison, Nalco 1040 de Nalco Company. La cera puede ser, por ejemplo, cera Michelman Carnauba, cera Roger Reed Camauba, aditivo de cera AQUABEAD® 270E de Micro Powders Inc. El talco puede ser, por ejemplo, Mistron Monomix de Luzenac America, Inc.

Volviendo ahora a la FIG. 2, para comprender mejor los comportamientos de barrera del sabor y el aroma de las estructuras descritas anteriormente, se llevaron a cabo estudios de vida útil del paquete. En un estudio, se desenvolvieron los paquetes 20 de chicles de menta sin azúcar comerciales, es decir, se quitó el envoltorio. A continuacíón, los paquetes de chicles se envolvieron a mano con un tipo de película de interés 22 como se muestra en la FIG. 2.

A continuación, los paquetes se colocaron en un horno a 35°C. La apariencia de los paquetes se monitoreó regularmente durante varias semanas para detectar defectos, como arrugas y holgura del paquete. El análisis de los defectos de fruncimiento se informa mediante el uso de un "método ponderado", que es representativo de la vista típica del paquete por parte de una persona. Es decir, cuando el número es mayor, entonces los fruncidos visibles son más prominentes y, por lo tanto, el paquete se ve peor. El número de hoyuelos de cada tamaño se multiplica por factores de peso, donde los factores de peso más altos se dan a los hoyuelos más grandes como se representa en la Tabla 3. El punto en el que la apariencia del paquete comienza a verse notablemente arrugada, es decir, "inaceptable", está por encima o mayor que 10 número promedio ponderado. La respuesta de apariencia fruncida proporcionada por una muestra al final de 4 semanas a 35 °C es una buena indicación para extrapolar si la muestra proporcionará una apariencia aceptable o inaceptable.

En un estudio de las estructuras de película en la Tabla 4, cada control o ejemplo se envolvió alrededor de un paquete de chicle de menta sin azúcar y se controló su rendimiento de resistencia al fruncido como se describe en los párrafos anteriores.

El Control 1 (comparativo) en la Tabla 4 es una película de BOPP y, más específicamente, es la Estructura 1 como se describió anteriormente. Un lado del núcleo de Control 1 BOPP tiene un revestimiento de barrera de PVDC con una imprimación epoxi y el otro lado tiene un revestimiento acrílico. El Control 2 (comparativo) también es la Estructura 1 con un núcleo de BOPP, pero con un lado que tiene un revestimiento de barrera de PVDC con una imprimación de poliuretano y el otro lado con un revestimiento acrílico. El Ejemplo 1 (invención) es como se describe en la Estructura 3 y, más específicamente, tiene una piel de EVOH coextruida como capa de barrera y está recubierta con un revestimiento acrílico y el otro lado tiene un revestimiento acrílico. El Ejemplo 2 (comparativo) es como se describe en la Estructura 5, pero tiene un lado que está recubierto con una capa de barrera de EVOH que está recubierta con un revestimiento acrílico y el otro lado tiene un revestimiento acrílico. El Ejemplo 3 (comparativo) es como se describe en la Estructura 4, pero no tiene ninguna capa de barrera y está revestido con un revestimiento acrílico en ambos lados.

Volviendo ahora a la FIG. 3, el rendimiento de la resistencia al fruncido de las muestras se controló durante 10 semanas y su rendimiento se ilustra como una función del número de fruncido ponderado (donde un hoyuelo medio = 1) a lo largo del tiempo en días. Durante un período de 10 semanas (70 días), el control 2 con PVDC como capa de barrera y una imprimación de poliuretano mostró un rendimiento de resistencia al fruncido inaceptable con un número de fruncido promedio ponderado a las 10 semanas de 14,2. El control 1 con PVDC como capa de barrera y una imprimación epoxi mostró un rendimiento de resistencia al fruncido aceptable con un número medio ponderado de fruncido a las 10 semanas de 7,8. En comparación, el Ejemplo 1 y el Ejemplo 2 eran películas que no contenían PVDC con una capa de barrera de EVOH. El Ejemplo 1 mostró un excelente rendimiento de resistencia a las arrugas con un número medio ponderado de arrugas a las 10 semanas de 2,6. El Ejemplo 2 también mostró un excelente rendimiento de resistencia a las arrugas con un número medio ponderado de arrugas a las 10 semanas de 3,3. Por el contrario, el Ejemplo 3 no tenía ninguna capa de barrera y mostró un bajo rendimiento de resistencia al fruncido con un número medio ponderado de fruncidos a las 2 semanas de 52. Por lo tanto, el Ejemplo 3 se eliminó de las pruebas posteriores después de 2 semanas. Estos resultados ilustran que la presencia de la capa de barrera y el tipo de la capa de barrera son importantes para determinar el rendimiento de resistencia al fruncido de una película, que es indicativo del rendimiento de barrera de aroma y sabor de la película.

Durante las pruebas de resistencia al fruncido, se observó que la holgura de la película envolvente se vio afectada considerablemente en función del tiempo en función de la presencia de la capa de barrera y el tipo de capa de barrera. La holgura de la película de envoltura también es indicativa de la vida útil del paquete. La Tabla 5 es una clasificación visual utilizada para clasificar la holgura del paquete.

Volviendo ahora a la FIG. 4, se controló la holgura de la envoltura del paquete durante 10 semanas y su rendimiento se ilustra en la FIG. 4 en función de la clasificación de holgura durante varios días. Se ve que durante un período de 10 semanas (70 días) los controles 1 y 2 con PVDC como capa de barrera muestran un índice de holgura de 3,7. Esto es indicativo de que la holgura del paquete es entre ligeramente floja y bastante floja. En comparación, el ejemplo 1 y el ejemplo 2 son películas que no contienen PVDC basadas en una capa de barrera de EVOH. Los ejemplos 1 y 2 muestran una clasificación de holgura de 1. Esto es indicativo de que el paquete es, de hecho, bastante ajustado incluso en la 10a semana de prueba. Por el contrario, el Ejemplo 3, que carece de una capa de barrera, muestra poca resistencia al aflojamiento del paquete con el tiempo. El paquete alcanzó una clasificación de holgura de 5 durante la 6a semana, lo que indica que el paquete estaba "suelto". Por lo tanto, el Ejemplo 3 se eliminó de las pruebas de holgura adicionales después de 6 semanas. Estos resultados ilustran que la presencia de la capa de barrera y el tipo de la capa de barrera es esencial para determinar el rendimiento de resistencia al aflojamiento de una película que es indicativo del rendimiento de barrera de aroma y sabor de la película.

Las dos pruebas anteriores ilustran claramente que las películas sin PVDC basadas en EVOH como capa de barrera muestran una resistencia mejorada al fruncido y resistencia a la flojedad, lo que es indicativo de su mejor desempeño de barrera de sabor y aroma como se describe más adelante.

Aunque la discusión anterior ilustra la importancia de una capa de barrera para una resistencia aceptable al arrugamiento y al aflojamiento para la integridad del sabor y el aroma, también es importante mantener una maquinabilidad aceptable de la película. Un revestimiento acrílico sobre la capa de barrera puede proporcionar un excelente comportamiento de deslizamiento y propiedades de maquinabilidad a la película. Para comprender mejor la importancia del revestimiento superior de la capa de barrera con un revestimiento acrílico para mejorar las propiedades de aptitud para el uso ("FFU"), como el deslizamiento y el comportamiento de maquinabilidad, se compararon las siguientes estructuras de la Tabla 6.

El Ejemplo 1 (invención) es la Estructura 3, como se describió anteriormente, y en un lado tiene una piel de EVOH coextruida como capa de barrera y está recubierta con un revestimiento acrílico, y el otro lado tiene un revestimiento acrílico. El ejemplo 2 es la Estructura S, como se describió anteriormente, y en un lado tiene una capa de barrera de EVOH revestida y la capa superior está recubierta con una capa acrílica, y el otro lado tiene una capa acrílica. El Ejemplo 4 es la Estructura 3, como se ha descrito anteriormente, y por un lado tiene una piel de EVOH coextruida como capa de barrera sin un revestimiento superior acrílico sobre la capa de barrera, y el otro lado tiene un revestimiento acrílico. El Ejemplo 5 es la Estructura S, como se describió anteriormente, y en un lado tiene una capa de barrera de EVOH recubierta sin el revestimiento superior acrílico en la capa de barrera, y el otro lado tiene un revestimiento acrílico.

De estas estructuras, la capa de barrera coextruida del Ejemplo 4 sin el revestimiento superior acrílico tenía un COF cinético de 0,247. En comparación, la capa de barrera coextruida con revestimiento superior acrílico del Ejemplo 1 tenía un COF cinético medio inferior mejorado de 0,175. De forma similar, la capa de barrera revestida del Ejemplo 5 sin el revestimiento superior acrílico tenía un COF cinético de 0,268. En comparación, la capa de barrera revestida con revestimiento superior acrílico del Ejemplo 2 tenía un COF cinético medio inferior mejorado de 0,194. También se observa una tendencia similar para el COF estático.

En otro caso, la prueba Handle-O-Meter, que proporciona la rigidez de una película, se realizó en los cuatro ejemplos enumerados en la Tabla 7. La prueba Handle-O-Meter combina el efecto de la fricción superficial y la flexibilidad de una película para proporcionar datos cuantitativos sobre la rigidez de la película. La capa de barrera coextruida del Ejemplo 4 sin la parte superior acrílica tenía una rigidez en la dirección de la máquina ("MD") de 7,25 g/10,16 cm (7,25 g/4") y una rigidez en la dirección transversal ("TD") de 12,1 g/10,16 cm (12,1 g/4"). En comparación, la capa de barrera coextruida con revestimiento superior acrílico del Ejemplo 1 tenía una rigidez MD inferior de 5,95 g/10,16 cm (5,95 g/4") y una rigidez TD de 9,4 g/10,16 mcm (9,4 g/4"). Dado que ambas películas comparadas son de un tipo de película base similar, entonces se puede decir que el valor de rigidez más bajo es principalmente indicativo de una fricción superficial más baja. De forma similar, la capa de barrera revestida del Ejemplo 5 sin el revestimiento superior acrílico tiene una rigidez MD de 7,4 g/10,16 cm (7,4 g/4") y una rigidez TD de 10,5 g/10,16 cm (10,5 g/4"). En comparación, la capa de barrera revestida con revestimiento superior acrílico del Ejemplo 2 tiene una rigidez MD más baja de 5,0 g/10,16 cm (5,0 g/4") y una rigidez TD de 7,1 g/10,16 cm (7,1 g/4"). Dado que ambas películas comparadas tienen un tipo de película base similar, el valor de rigidez más bajo es principalmente indicativo de una fricción superficial más baja.

Tabla 7 (250 °F = 121 °C; cc/100in2/día = cc/645 cm2/día)

La presencia del revestimiento superior acrílico sobre la capa de barrera también puede proporcionar mejores características superficiales a temperaturas elevadas. La característica de deslizamiento en caliente de una película es indicativa de su coeficiente de fricción o propiedades de deslizamiento a temperaturas más altas. Esta prueba es similar al coeficiente de fricción realizado a una temperatura especificada más alta. El deslizamiento en caliente es un número sin unidades, que representa la resistencia al deslizamiento de dos superficies en contacto entre sí a una temperatura especificada más alta. Estos valores están entre 0 y 1. Los valores más altos indican más resistencia al deslizamiento. La prueba de deslizamiento en caliente se basa en una norma ASTM D 1894 modificada que utiliza un probador de desprendimiento/deslizamiento de Instrumentor 6.1 modelo n.° SP 102B con un conjunto de placa calentada n.° SPA 06. Las propiedades de deslizamiento en caliente de las películas enumeradas en la Tabla 7 se midieron para mejorar comprender el comportamiento de deslizamiento a la temperatura más alta de 250 °F. La capa de barrera coextruida del Ejemplo 4 sin el revestimiento superior acrílico tenía un valor de deslizamiento en caliente de 0,59. En comparación, la capa de barrera coextruida con revestimiento superior acrílico del Ejemplo 1 tiene un valor de deslizamiento en caliente medio inferior mejorado de 0,37. De manera similar, la capa de barrera recubierta del Ejemplo 5 sin el revestimiento superior acrílico tenía un valor de deslizamiento en caliente de 0,71. En comparación, la capa de barrera recubierta con revestimiento superior acrílico del Ejemplo 2 tenía un valor de deslizamiento en caliente promedio inferior mejorado de 0,46.

La presencia del revestimiento superior acrílico sobre la capa de barrera puede proporcionar mejores propiedades FFU debido a las características mejoradas de la superficie. Las propiedades de rugosidad superficial, Ra, de las películas enumeradas en la Tabla 7 se midieron utilizando un pertómetro M2 de Mahr Corporation, equipado con un lápiz óptico ISO para comprender mejor la rugosidad superficial del lado barrera de la película. En un caso, la capa de barrera coextruida del Ejemplo 4 sin el revestimiento superior acrílico tenía un Ra de 21,56. En comparación, la capa de barrera coextruida con revestimiento superior acrílico del Ejemplo 1 tenía una Ra inferior mejorada de 7,95. De forma similar, la capa de barrera revestida del Ejemplo 5 sin el revestimiento superior acrílico tiene un Ra de 22,9. En comparación, la capa de barrera revestida con revestimiento superior acrílico del Ejemplo 2 tenía un Ra de 5,62.

En base a los estudios anteriores, la discusión a continuación ilustra el mecanismo del fenómeno de arrugas. Volviendo ahora a la FIG. 5, se ilustra una película o estructura 100 que se puede utilizar, por ejemplo, en el envasado de un producto aromatizado como el chicle. La estructura comprende una capa central de BOPP 103 rodeada por capas de imprimación 102, 104 en cada lado. El revestimiento superior 101 está orientado hacia el medio ambiente, mientras que el revestimiento superior de la barrera del sabor 105 está orientado hacia el interior contra el envase del dulce 106.

Volviendo ahora a las FIGS. 6-7, un defecto visual, es decir, una estructura fruncida, en la película o estructura 100 representada anteriormente se ilustra en la FIG. 6. El defecto de morfología del revestimiento 107a visto aquí da como resultado una región de barrera de bajo sabor 109, por ejemplo, mala capacidad de sellado que provoca la transferencia de oxígeno y vapor de agua 108 al envase del producto 106 (y desde allí, al producto).

La FIG. 7 ilustra un defecto visual adicional, es decir, la holgura de la película, en la película o estructura 100 representada anteriormente. El defecto de la morfología del revestimiento que se ve aquí en 107b da como resultado más regiones de barrera 109 de bajo sabor, por ejemplo, capacidad de sellado deficiente, que permite una mayor contaminación 108 del embalaje del producto y del producto 106.

Volviendo ahora a las FIGS. 8-9, las películas 200 y 300, descritas aquí como estructuras 1 y 2, respectivamente, se representan impartiendo barreras para películas, estructura, empaque y aplicaciones de empaque hechas a partir de las mismas, con excelente maquinabilidad, apariencia visual de vida útil y capacidad de sellado del sabor, oxígeno y aromas. Ambas películas comprenden una capa central de polipropileno 203, 303.

La estructura 1 presenta una capa de barrera 205 coextruida con el núcleo de polipropileno 203 para formar un núcleo de dos capas 204. Alrededor de este núcleo 204 hay capas de imprimación 202, 206, así como capas de revestimiento 201, 207. La acción de la barrera se muestra como 209 sellando el producto 208.

La estructura 2 presenta capas de imprimación 302, 304 que rodean el núcleo 303. La estructura 2 comprende adicionalmente la capa superior 301 y la capa superior de barrera de sabor 305 que proporciona la acción de sellado 307 para el producto 308.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una película multicapa que comprende:

una capa central orientada biaxialmente que comprende polipropileno y tiene una primera superficie y una segunda superficie;

una capa de barrera que comprende alcohol etileno-vinílico, alcohol polivinílico, poliamida o combinaciones de los mismos, en donde la capa de barrera es adyacente a la primera superficie de la capa central;

una primera capa de polímero acrílico adyacente a la segunda superficie de la capa central, y

una segunda capa de polímero acrílico adyacente a la capa de barrera;

en el que la capa de barrera se coextruye con la capa central.

2. La película multicapa de la reivindicación 1, que comprende además una primera capa de imprimación entre la capa central y la primera capa de polímero acrílico y una segunda capa de imprimación entre la capa de barrera y la segunda capa de polímero acrílico,

comprendiendo cada una de la primera capa de imprimación y la segunda capa de imprimación la polietilenimina.

3. La película multicapa de la reivindicación 1, en la que el espesor total de la capa central y la capa de barrera está entre 8 |jm y 100 |jm.

4. La película multicapa de la reivindicación 1, en la que el espesor de la capa de barrera está entre 0,2 jm y 10 jm .

5. La película multicapa de la reivindicación 1, en la que la primera capa de polímero acrílico y/o la segunda capa de polímero acrílico comprende además un agente antideslizante, un agente antibloqueo, un agente de reticulación, un agente estabilizador o un antiespumante, o combinaciones de los mismos.

6. La película multicapa de la reivindicación 1, en la que la capa de polímero acrílico comprende un peso de recubrimiento seco entre 0,04 g/m2 y 8 g/m2

7. La película multicapa de la reivindicación 1, en la que la película multicapa tiene:

a) una tasa de transmisión de vapor de agua de menos de 10 g/m2/24 horas al 100% de humedad relativa, medida de acuerdo con ASTM F 1249; y/o

b) una tasa de transmisión de oxígeno de menos de 154 g/m2/24 horas (10 g/100 in2/24 horas) a humedad relativa del 100 %, medida según la norma ASTM D 3985.

8. La película multicapa de la reivindicación 1, en la que la película multicapa es un envase sellable.