MX2014014612A - Pelicula basada en propileno monoaxialmente orientada sellable con calor con ruptura direccional. - Google Patents

Abstract

Se describe una película monoaxialmente orientada que incluye un copolímero de impacto de etileno-propileno y 3-15% en peso de un elastómero de propileno-buteno catalizado con metaloceno y 30- 60% en peso de un homopolímero de propileno cristalino, el cual está orientado al menos 3 veces en la dirección de máquina y exhibe excelentes propiedades de ruptura direccional lineal en la dirección de máquina para aplicaciones de bolsa de retorta y tiene un excelente desempeño de sellado con calor tanto antes como después de la acción de poner en retortas. Esta formulación y orientación de película es adecuada para aplicaciones de bolsa que requieren de una característica de ruptura lineal de "fácil desprendimiento" y excelentes propiedades de sellado hermético, particularmente para bolsas de retorta.

Description

PELICULA BASADA EN PROPILENO MONO AXIAL MENTE ORIENTADA SELLABLE POR CALOR CON RUPTU RA DIRECCION AL CAMPO DE LA INVENCION Esta invención se refiere a una película basada en propileno monoaxialmente orientada sellable por calor que exhibe excelente estabilidad y capacidad de ruptura direccional.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Para la conservación y empaque de alimentos pre-cocidos sin téenicas de conservación particulares tales como congelamiento, encurtido, salación, secado, o ahumado, se han utilizado habitualmente latas y bolsas de retorta. Tales aplicaciones de enlatado y retorta someten el contenido de alimento a altas temperaturas durante períodos de tiempo breves que efectivamente cocinan el contenido dentro el contenedor y/o esterilizan el contenido de manera que los contenidos permanecen conservados seguramente hasta que se utilizan por el consumidor.

Con el costo cada vez mayor de metales y procesamiento de metal, las bolsas de retorta flexibles se están volviendo más populares como un método económico para empacar tales alimentos pre-cocidos. Las bolsas de retorta flexibles son más ligeras en peso, lo que ahorra costos de transportación. Además, tienen excelentes características de impresión y pueden proporcionar “popularidad” más visual que las etiquetas de papel para latas metálicas.

La bolsa de retorta típica es un laminado de varias películas, típicamente construidas de una película que puede imprimirse para la comercialización del producto alimenticio; una película de barrera para inhibir la difusión de oxígeno y humedad y de esa forma prolongar la vida útil del producto; y una película de seliador que proporciona sellos herméticos lo que también ayuda a prevenir la entrada de gases o microbios que podrían acortar la vida útil del producto o causar derrame. Además, esta película de seliador debe proporcionar altas fuerzas de sellado que pueden soportar el proceso de retorta. Típicamente, esta película de seliador es el seliador es una película basada en polipropileno o polietileno no orientada, fusionada. Durante la formación de retorta, se utilizan altas temperaturas para esterilizar y/o cocinar el contenido y la presión puede acumularse dentro de la bolsa como un resultado de este calentamiento. De esa forma, el componente de seliador de la bolsa debe formularse para ser capaz de soportar tanto las altas temperaturas como presiones que resultan del proceso de retorta y de esa forma, mantener la integridad de la bolsa. Además, la formulación del componente de seliador (así como los otros componentes de la bolsa) deben cumplir con regulaciones de empacado de alimento para aplicaciones de retorta tal como se estipuló por la Administración de Alimentos y Fármacos (FDA) de E. U .A. 21 CFR 177.1390, que especifica los materiales que pueden utilizarse para construir paquetes de retorta flexibles y guias de cumplimiento para prueba migratoria.

Sin embargo, las altas fuerzas de sellado requeridas para empaque de retorta tambien dificultan que el consumidor abra la bolsa a mano, especialmente si el paquete de retorta está hecho de todas las películas poliméricas. Deben utilizarse tijeras e instrumentos afilados para abrir tales bolsas. Para hacer las bolsas más fáciles de utilizar, pueden utilizarse muescas para permitir al consumidor iniciar fácilmente una ruptura y de esa forma abrir la bolsa. Sin embargo, tal ruptura puede resultar fácilmente en un “cierre con cremallera” de la bolsa por lo cual la ruptura no es uniformemente paralela al borde superior de la bolsa pero puede volverse vertical o diagonal a la parte superior de la bolsa y causar una pérdida o derrame potencial de los contenidos durante apertura. Para rectificar esto, algunas soluciones involucran perforar una línea de ruptura con la muesca con el fin de mantener la ruptura direccionalmente paralela a la parte superior de la bolsa y de esa forma prevenir el cierre con cremallera. Estas operaciones frecuentemente se logran utilizando perforadores o láseres mecánicos. Algunos problemas utilizando téenicas de perforación no sólo son de costo adicional, sino también el potencial que comprende propiedades de barrera ya que estas técnicas están perforando esencialmente laminado de bolsa.

Otro método para impartir propiedades de ruptura direccional podría ser para orientar la película de polipropileno de fusión fundida típicamente utilizada en aplicaciones de retorta. Sin embargo, el proceso de orientar tal película, ya sea uniaxial o biaxialmente, típicamente disminuye las propiedades de sello en cuanto a que la temperatura de inicio de sello (SIT) de la película se eleva y las fuerzas de sello generales son más débiles. Sin limitarse por ninguna teoría, esto se cree que es debido al hecho que el proceso de orientación alinea las regiones amorfas en una configuración más ordenada, elevando la Tg de la película, y de esa forma, propiedades de sello son más pobres. Esto es por qué el polipropileno fundido no orientado funciona bien como una película de sellador contra, por ejemplo, la película de polipropileno biaxialmente orientada (BOPP) que generalmente funciona pobremente como una película de sellador. (Esto es asumiendo que no se utilizan resinas sellables por calor de polímero aleatorias construidas como parte de la película de BOPP). Típicamente hay un rango mínimo y máximo para estiramiento de orientación uniaxial en la dirección de máquma (M DX): bajo 3.0 MDX, la película usualmente sufre de defectos de marca de estiramiento desigual y sobre 7.0 M DX, la estabilidad de procesamiento puede ser difícil de mantener, ya que la película puede ser propensa a ruptura en este alto índice de orientación.

La Patente de E. U.A. 6,541 ,086 describe un diseño de paquete de retorta que utiliza una película exterior de polímero orientada (adecuada para impresión), una película de aluminio como una película de barrera, una segunda película polimérica intermedia orientada, y una poli o lef i na no orientada para la película de sellador.

Se agrega una funcionalidad de fácil desprendimiento por superficie que hace ásperas las dos películas de polímero orientadas y que las traslapa en una formación particular. El orden específico particular de laminar las películas y la aspereza de la superficie por papel de lija determina propiedades de fácil desprendimiento y supuestamente ruptura direccional, pero este proceso involucra películas adicionales y pasos extra para lograr las propiedades de ruptura deseadas.

La Patente de E. U.A. 6,719,678 describe un diseño de paquete de retorta que utiliza múltiples capas de película por lo cual las capas intermedias (“capa resistente al reventamiento”) son marcadas por un láser de manera que las líneas de marcación proporcionan una característica de fácil desprendimiento y una característica de ruptura direccional.

La Patente de E. U .A. 6,846,532 describen un diseño de paquete retorta que pretende reducir costo al permitir la reducción de capas típicamente de cuatro pliegues a tres pliegues. La capa sellable por calor es una película de polipropileno fundida no orientada y no se citan propiedades de ruptura direccional.

La Patente de E. U.A. 5,756, 171 describe un diseño de paquete de retorta que utiliza múltiples capas de películas incluyendo capas de película de poliolefina hechas para proteger la capa de barrera interior de efectos de hidrólisis. Estas capas de película de poliolefina incluyen un elastómero tipo caucho mezclado en un copolímero de etileno-propileno. Sin embargo, no hay ninguna de las propiedades direccionales citadas.

La Patente de E.U.A. 4,903,841 describe un diseño de paquete retorta que utiliza películas de polipropileno fundidas no orientadas como las capas sellables, que se hacen ásperas en superficie o se marcan en una forma particular para impartir propiedades de ruptura direccional.

La Patente de E.U.A. 4,291 ,085 describe un diseño de paquete de retorta que utiliza una película de polipropileno cristalina fundida no extraída, no orientada como la capa sellable con estructura cristalina específica y orientación de las estructuras cristalinas que deben ser menor que 3.0. No hay ninguna de las propiedades de ruptura direccional citadas.

La Patente de E. U.A. 5,786,050 describe un diseño de bolsa de “fácil desprendimiento” que tiene el pliegue interior (que contacta el contenido de la bolsa), una película sellador que incluye polietileno de baja densidad lineal, una capa intermedia compuesta de una poliolefina orientada con una relación de MD/TD de más de 2; y una capa exterior de PET biaxialmente orientado o película de nylon. El sellador de pliegue interior de polietileno de baja densidad lineal no está orientado. Las relaciones de orientación específicas de la película intermedia imparten propiedades de fácil desprendimiento.

La Patente de E.U .A. 4,834,245 describe un diseño de bolsa que tiene una “zona de desprendimiento” y que utiliza una película monoaxialmente orientada con un par de muescas alineadas con la dirección de desplazamiento y la dirección de orientación de dicha película. La película monoaxialmente orientada que imparte la “zona de desprendimiento” está en el exterior de la bolsa y no contacta el contenido de la bolsa y no está diseñada o se considera apropiada para capacidad de sellado por calor.

Solicitud de Patente de E.U .A. 1 1/596,776 describe un diseño de bolsa que incluye una película unidireccionalmente estirada. Las modalidades preferidas describen una película de polipropileno unidireccionalmente estirada o película de tereftalato de polietileno unidireccionalmente estirada que imparte la propiedad de fácil desprendimiento. La solicitud permanece en silencio en cuanto a las propiedades de sellado de estas capas o incluso que capa debe ser la película de sellador.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Se describen películas basadas en propileno selladles por calor monoaxialmente orientadas que exhiben excelente capacidad de sellado y capacidad de ruptura direccional. Estas películas son adecuadas como el componente de película sellable para aplicaciones de empaque de bolsa de retorta. Además, estas películas son altamente adecuadas para paquetes que requieren capacidad de ruptura manual y para que esa línea de ruptura se controle y sea consistente a traves de la parte superior de la bolsa y paralela a la parte superior de la bolsa, sin causar “cierre con cremallera” de la bolsa y pérdida potencial subsecuente del contenido. Las películas combinan tanto fuerzas de sello excelentes como sellos hermeticos adecuados para retorta y ruptura direcclonal, poniendo en evidencia la necesidad de téenicas de perforación para permitir ruptura direccional.

Una modalidad es una película monoaxialmente orientada que incluye una capa individual (A) de un copolímero de impacto de etileno-propileno mezclado con una cantidad de elastómero de propileno-buteno catalizado con metaloceno y una cantidad de homopolimero de propileno cristalino. Una cantidad opcional de elastómero de etileno-buteno catalizado con metaloceno también puede mezclarse en esta película de capa individual. Esta formulación de capa (A) es adecuada para aplicaciones que se pueden sellar con calor, particularmente para aplicaciones de empaque de retorta. Otra modalidad podría incluir una película laminada en la cual una segunda capa que contiene resina de poliolefina (B) podría co-extruirse en un lado de dicha capa (A). Esta segunda capa que contiene resina de poliolefina podría considerarse un núcleo o capa base para proporcionar la resistencia a granel de la película laminada. Preferiblemente, esta capa de núcleo (B) también podría incluir un copolímero de impacto de etileno-propileno. Además, en otra modalidad, el laminado además podría incluir una tercera capa que contiene resina de poliolefina (C) sobre la segunda capa de núcleo que contiene resina de poliolefina (B) opuesta al lado con la capa sellable por calor (A). Otras modalidades podrían incorporar capas adicionales interpuestas entre las capas mencionadas anteriormente.

Preferiblemente, la capa sellable por calor (A) incluye una cantidad de un copolímero de impacto de etileno-propileno de aproximadamente 10-30% en peso de contenido de caucho de etileno-propileno. La cantidad de copolímero de impacto que incluye la capa (A) es aproximadamente 40-70% en peso de la capa. Un componente de la formulación de capa (A) es una cantidad de minoría de elastómero de propileno-buteno catalizado con metaloceno de aproximadamente 15-30% de contenido de buteno. La cantidad de este elastómero de propileno-buteno utilizado en la capa (A) es aproximadamente 3-15% en peso de la capa (A). Otro componente de la capa (A) es una cantidad de homopolímero de propileno cristalino de aproximadamente 30-60% en peso de la capa (A). Un componente opcional de la formulación de capa (A) es el uso de una cantidad de minoría de elastómero de etileno-buteno catalizado con metaloceno de aproximadamente 15-35% en peso de buteno. La cantidad de esta cantidad opcional de elastómero de etileno-buteno utilizado en la capa (A) es hasta 10% en peso de la capa (A).

Esta capa de película (A) entonces es orientada monoaxialmente de 3-7 veces en la dirección de máquma, preferiblemente 4-7 veces, y más preferiblemente 4.8 a 6.0 veces. Esta orientación monoaxial imparte una propiedad de ruptura direccional a la película. La formulación de resina de la capa (A) proporciona excelente indicio de sello, fuerzas de sello, y propiedades de sello herméticas después de la orientación monoaxial, adecuadas para aplicaciones de bolsa de retorta.

En la modalidad de una estructura de película laminado de dos capas, la capa (A) podría incluir una capa de sellador sobre un lado de una capa de núcleo (B). Preferiblemente, esta capa de núcleo (B) incluye una capa que contiene resina de poliolefina que a su vez, incluye un homopolímero de propileno o copolímero de propileno. Más preferible es un copolímero de impacto de etileno-propileno del tipo igual o similar utilizado como un componente de la capa (A). La capa (A) puede ser del mismo grosor que la capa de núcleo (B), pero preferiblemente es más delgada que la capa (B), aproximadamente 5-50% del grosor total de las capas (A) y (B) combinadas, más preferiblemente 10-30% del grosor total de la estructura de película laminada de capas (A) y (B) combinadas. Esta capa que contiene resina de poliolefina de núcleo tambien puede incluir un componente antibloque seleccionado del grupo que consiste de sílices amorfos, aluminosilicatos, silicatos de sodio-aluminio-calcio, polímeros de silicona reticulados, y polimetí Imetacrilatos para ayudar a la capacidad de torneado y bobinado. También se puede contemplar tratar con descarga el lado de la capa de núcleo (B) opuesta a la capa sellable por calor (A) con el fin de mejorar ese lado para laminación a través de adhesivos, etc. Tratar con descarga puede realizarse por cualquiera de varios medios bien conocidos en la téenica, tal como corona, flama, plasma, o tratamiento con descarga en una atmósfera controlada de gases seleccionados.

En la modalidad de una estructura de película de laminada de tres capas, la tercera capa (C) se dispondría sobre el lado de la capa del núcleo (B) opuesta a la capa sellable por calor (A) y preferiblemente incluye una capa que contiene resina de poliolefina que a su vez, incluye una poliolefina seleccionada del grupo que consiste de homopolímero de propileno, copolímeros, terpolímeros, polietileno y combinaciones de los mismos. Esta tercera capa que contiene resina de poliolefina tambien puede incluir un componente antibloque seleccionado del grupo que consiste de sílices amorfas, aluminosilicatos, silicatos de sodio-aluminio-calcio, polímeros de silicona reticulados, y polimetilmetacrilatos para ayudar a la capacidad de torneado y bobinado. La tercera capa poliolefina también puede ser una capa tratada con descarga que tiene una superficie para laminación, mentalización, y presión, o revestimiento con adhesivos o tintas.

En el caso de una estructura de película que incluye únicamente una capa individual (o mono-capa), tal como dicha capa sellable por calor (A), se puede contemplar tratar por descarga un lado de esta capa para laminación, mentalización, impresión, o revestimiento, mientras deja el lado opuesto sin tratar con el fin de mantener propiedades selladles con calor. El tratamiento con descarga de esta capa puede resultar en el lado tratado que tiene un rango de sello más estrecho debido a reticulación de los constituyentes de etileno y buteno de la mezcla. De esa forma, al menos un lado debe ser dejado sin tratar con el fin de obtener el rango de sello con calor completo y útil. En el caso de una estructura laminada de 2 capas (o más, es decir capas múltiples) en donde la capa sellable (A) es contigua con una capa de núcleo de poliolefina (B), es preferible tratar con descarga el lado de la capa de núcleo opuesta a la capa sellable (A) para propósitos de laminación, impresión, metalización, revestimiento, etc.

El tratamiento con descarga en las modalidades anteriores puede lograrse por varios medios, incluyendo pero no limitándose a corona, flama, plasma, o corona una atmósfera controlada de gases seleccionados. Preferiblemente, en una variación, la superficie tratada con descarga tiene una superficie tratada con descarga de corona formada en una atmósfera de CO2 y N2 para la exclusión de 02. Las modalidades de película laminada podrían incluir además una capa metálica depositada al vacío sobre la superficie de capa tratada con descarga. Preferiblemente, la capa metálica tiene un grosor de aproximadamente 5 a 100 nm , tiene una densidad óptica de aproximadamente 1.5 a 5.0, e incluye aluminio. En una variación, la película laminada es una película laminada extruida.

Incluso otra modalidad, es una película de poliolefina monoaxialmente orientada con una capa sellable por calor de mezclas de copolímeros de impacto de etileno-propileno con elastómeros de propileno-buteno de metaloceno y homopolímeros de propileno cristalino para mejorar propiedades de sellado por calor para propósitos de empaque flexible, y exhiben retención de fuerza de sellado particularmente alta en pos-retorta de bolsas de retorta. Una modalidad adicional proporciona estructuras laminadas de capas de poliolefina sellable por calor y capas de mezcla de elastómero de propileno-buteno de metaloceno para aplicaciones sellables con calor en empaque flexible.

Preferiblemente, la película de mono-capa o monoaxialmente orientada es producida a través de la extrusión de la mezcla de capa sellable por calor a través de un dado después de lo cual la capa de película fundida es apagada con un sistema de rodillo de fusión enfriado o rodillo de fusión y sistema de baño de agua y subsecuentemente orientada en la dirección de máquma y recocida o termo estable para minimizar el encogimiento térmico en una película.

En las modalidades de una película de capas múltiples monoaxialmente orientada, la película laminada se produce a través de co-extrusión de la mezcla de capas sellables por calor y la capa de núcleo y/u otras capas a través de un dado de composta después de lo cual la estructura de película de capas múltiples fundida se apaga con un sistema de rodillo de fusión enfriado o rodillo de fusión y sistema de baño de agua y subsecuentemente se orienta en la dirección de máquina y se recose o es termoestable en una película de capas múltiples.

Todos estos ejemplos también pueden ser metalizados a través de deposición de vapor, preferiblemente una capa de aluminio depositada con vapor, con una densidad óptica de al menos aproximadamente 1.5, preferiblemente con una densidad óptica de aproximadamente 2.0 a 4.0, e incluso más preferiblemente entre 2.3 y 3.2.

Un método para mejorar la capacidad de sellado por calor de películas monoaxialmente orientadas se proporciona dando como resultado una película económica, altamente sellable con excelentes propiedades de ruptura dlreccional adecuadas para aplicaciones de empaque retorta, y que particularmente exhiben excelente retención de fuerza de sello con calor después de pos-retorta. Esto ayuda a resolver los problemas asociados con la téenica previa de sustratos de poliolefina de retorta de ruptura direccional en aplicaciones de empaque.

Ventajas adicionales se vuelven fácilmente evidentes para aquellos expertos en la técnica a partir de la simple descripción detallada, en donde únicamente se muestran y describen las modalidades preferidas de esta invención, simplemente a manera de ilustración del mejor modo contemplado para llevar a cabo esta invención. Como se observará, esta invención es capaz de otras modalidades y diferentes, y sus detalles son capaces de modificaciones en varios aspectos obvios, todos sin apartarse de esta invención. Por consiguiente, los ejemplos y descripción se van considerar como ilustrativos en naturaleza y no restrictivos.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de una bolsa de película de retorta hecho utilizando una estructura laminada.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Los problemas anteriores para elaborar una película sellable con excelentes características de sellado bajo condiciones de retorta y excelentes propiedades de ruptura direccional y lineal sin utilizar esquemas de perforación mecánicos o láser o metodos de aspereza y/o marcación de superficie son abordados.

Las películas descritas equilibran los atributos anteriores de ruptura direccional y capacidad de sellado por calor al formular una cantidad de 3-15% en peso de la capa de película, de un copolímero de propileno-buteno catalizado con metaloceno de 15-30% en peso de buteno; 30-60% en peso de un homopolímero de propileno cristalino; y con el resto de la composición de película incluyendo una resina de copolímero de impacto de aproximadamente 10-30% de contenido de caucho. Se ha encontrado que la adición de homopolímero de propileno cristalino de una cantidad de 30-60% en peso de la capa de película a la formulación anterior puede proporcionar fuerzas de sello significativamente superiores a la bolsa de retorta, particularmente después que se completa el proceso de retorta sobre la bolsa llena y enfriada (“pos-retorta”). La propiedad de ruptura direccional es impartida a través de orientación de dirección de máquma (MD) de la película fundida de aproximadamente 3 veces a 7 veces la longitud original. Esta combinación de orientación MD y formulación de resina proporciona excelentes propiedades de ruptura direccional sin comprometer la fuerza de sello alta y propiedades de sello hermetico requeridas para bolsas de retorta.

En una modalidad, la película laminada incluye una película extruida de capa individual de: una capa de resina de poliolefina mezclada incluyendo un copolimero de impacto de etileno-propileno isotáctico, una cantidad de un elastómero de propileno-buteno catalizado con metaloceno amorfo; una cantidad de un homopolímero de propileno cristalino; y una cantidad opcional de elastómero de etileno-buteno catalizado con metaloceno amorfo. Otra modalidad de la película laminada inventiva incluye una formulación similar como anteriormente, excepto que un lado de la capa de resina de poliolefina es tratada por descarga.

La capa de resina de poliolefina mezclada incluye un copolimero de impacto de etileno-propileno isotáctico de un contenido de caucho específico mezclado con un homopolímero de propileno cristalino o un copolimero de propileno cristalino “minialeatorio”, y una cantidad de minoría de elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno; y está uniaxialmente orientada. La cantidad del copolimero de impacto que se va a utilizar en la capa de resina de poliolefina mezclada es aproximadamente 40-70% de la mesa, preferiblemente aproximadamente 40-50% en peso, y más preferiblemente, aproximadamente 43-48% en peso. El copolimero de impacto es un copolimero de etileno-propileno isotáctico con un contenido de caucho de etileno-propileno de aproximadamente 10-30% del polímero en donde el contenido de etileno del caucho es aproximadamente 10-80% en peso del caucho. Típicamente, el copolímero de impacto es fabricado en dos reactores. En el primer reactor, se produce el homopolímero de propileno y se transporta al segundo reactor que tambien contiene una alta concentración de etileno. El etileno, en conjunto con el propileno residual dejado sobre el primer reactor, se copolimeriza para formar un caucho de etileno-propileno. El producto resultante tiene dos fases distintas: una matriz de homopolímero de propileno rígida continua y una fase finalmente dispersada de partículas de caucho de etileno-propileno. El contenido de caucho que se utiliza típicamente está en el rango de 10-30% en peso dependiendo de las propiedades de uso final deseadas. En esta mezcla de dos fases, la matriz de homopolímero de propileno y la fase dispersada de caucho de etileno-propileno, que proporciona las propiedades de resistencia al impacto y refuerzo que impactan copolímeros son conocidas. Los copolímeros de impacto de etileno-propileno son distintamente diferentes de copolímeros aleatorios de etileno-propileno convencionales que típicamente son polimerizados en un reactor individual, generalmente tienen un contenido de etileno inferior (típicamente 0.5% en peso a 6% en peso) en donde los grupos de etileno son insertados aleatoriamente por un catalizador a lo largo de la cadena de estructura de polipropileno, y no incluyen un contenido de caucho de etileno-propileno.

Un ejemplo adecuado de copolímero de impacto de etileno-propileno es Petroquímico Total 5571. Esta resina tiene un índice de flujo de fusión de aproximadamente 7 g/10 minutos a 230°C, un punto de fusión de aproximadamente 160-165°C, un punto de ablandamiento Vicat de aproximadamente 148°C, y una densidad de aproximadamente 0.905 g/cm3. Otro ejemplo de copolímero de impacto de etileno-propileno puede ser Petroquímico Total 4180 con un índice de flujo de fusión de aproximadamente 0.7 g/10 minutos a 230°C, un punto de fusión de aproximadamente 160-165°C, un punto de ablandamiento Vicat de aproximadamente 150°C, y una densidad de aproximadamente 0.905 g g/cm3. Otros copolímeros de impacto de etileno-propileno adecuados pueden ser Petroquímico de Braskem (anteriormente Sunoco) T1-4015 con un índice de flujo de fusión de 1 .6 g/10 minutos a 230°C y una densidad de aproximadamente 0.901 g/cm3 y Químico de ExxonMobil PP7033E2 con un índice de flujo de fusión de aproximadamente 8 g/10 minutos a 230°C y una densidad de aproximadamente 0.9 g/cm3.

El homopolímero de propileno cristalino utilizado en la formulación de capa de poliolefina mezclada es un homopolímero de propileno isotáctico típicamente de 90% o mayor contenido isotáctico como se determinó por espectros de 13C NM R obtenidos en soluciones de 1 ,2,4-triclorobenceno a 130°C. La cantidad de homopolímero de propileno cristalino que se va a utilizar en la mezcla de poliolefina mezclada es aproximadamente 30-60% en peso de la mezcla, preferiblemente aproximadamente 40-55% en peso, y más preferiblemente, aproximadamente 46-53% en peso. El porcentaje de contenido isotáctico puede obtenerse por la intensidad del grupo metilo isotáctico a 21.7 ppm contra los grupos metilo totales (¡sotácticos y atácticos) desde 22 hasta 19.4 ppm. Ejemplos adecuados de homopolímeros de propileno cristalinos son Petroquímico Total 3270, Petroquímico Total 3271 , ConocoPhllips CH016, entre otros bien conocidos en la industria. Estas resinas tienen índices de flujo de fusión de aproximadamente 0.5 a 5 g/10 minutos a 230°C, un punto de fusión de aproximadamente 159-167°C, una temperatura de cristalización de aproximadamente 108-126°C, un calor de fusión de aproximadamente 86-1 10 J/g, un calor de cristalización de aproximadamente 105-1 1 1 J/g, y una densidad de aproximadamente 0.90-0.91 . Tambien adecuados son aquellos homopolímeros de propileno cristalinos que son bien conocidos en la industria como homopolímeros de propileno “mini-aleatoríos” en los cuales dicho homopolímero es un tipo específico o subgrupo de copolímero de etileno-propileno en el cual el contenido de etileno del copolímero es menor que 1.0% en peso, típicamente en el orden· de 0.2-0.7% en peso (estos también son conocidos como “copolímeros de etileno-propileno de fracción”) y se inserta aleatoriamente en la estructura de polímero (como opuesto a un copolímero de bloque). En esencia, dichos homopolímeros mini-aleatorios realizan y funcionan similarmente a homopolímeros de propileno cristalinos verdaderos y pueden utilizarse intercambiablemente en la mayoría de los casos y aplicaciones. Tales homopolímeros mini-aleatorios también tienen propiedades físicas similares de contenido isotáctico, índices de flujo de fusión, cristalinidad, puntos de fusión, y densidades como se enlistó previamente. Los homopolimeros de propileno mini-aleatorios adecuados pueden ser aquellos tal como grado 3374HA de Petroquímico Total, grado PP4772 de ExxonMobile, o grado CR035 de ConocoPhilips.

El elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno utilizado en la capa de resina de poliolefina mezclada se mezcla con la resina de copolímero de impacto de etileno-propileno isotáctico adecuado y el homopolímero de propileno cristalino en una cantidad de 3-15% en peso de la capa, preferiblemente 4-10% en peso, y más preferiblemente aproximadamente 4-8% en peso. Esta relación del elastómero de metaloceno, homopolímero cristalino, y resinas de copolímero de impacto resulta en un buen balance entre temperatura de inicio de sello con calor, fuerza de sello con calor, hermetismo en aplicaciones de retorta, claridad, y olor bajo, particularmente despues de orientación de dirección de máquma para impartir características de ruptura direccional, así como retención de fuerzas de sello con calor después que se completa el proceso de retorta. El elastómero aleatorio de propileno-buteno catalizado con metaloceno preferiblemente tiene 20-40% en peso de contenido de buteno del elastómero y el polímero resultante es amorfo o de baja cristalinidad, y es de densidad muy baja comparado con polietilenos, propilenos, y polibutenos típicos. La catálisis de metaloceno de tales elastómeros resulta en una distribución de peso molecular estrecha; típicamente, Mw/ n es 2.0 de polidispersidad. La dispersión de comonómero también es más estrecha que un elastómero catalizado por Ziegler- Natta comparable. Esto, a su vez, resulta en un elastómero que proporciona temperatura de inicio de sello inferior y mantiene alta resistencia de sello cuando se utiliza como un modificador de sellador con calor.

Un elastómero termoplástico puede describirse como cualquiera de una familia de polímeros o mezclas de polímero (por ejemplo, mezclas de plástico y caucho) que parecen elastómeros en cuanto a que son altamente flexibles y pueden estirarse repetidamente y, con remoción de tensión, regresan para cerrar a su forma original; su fusión procesable a una temperatura elevada (no reticulada); y no exhibe propiedades de fluencia significativas. Los elastómeros termoplásticos típicamente tienen una densidad entre 0.860 y 0.890 g/cm3 y un peso molecular Mw de 100,000 o más. Los “Plastómeros" difieren de elastómeros: un plastómero puede ser definido como cualquiera de una familia de copolímeros basados en etileno (es decir copolímero de alfa-olefina de etileno) que tienen propiedades generalmente intermedias a aquellas de materiales termoplásticos y materiales elastomericos (de esa forma, el término “plastómero") con una densidad de menos de 0.900 g/cm3 (hacia abajo a aproximadamente a 0.865 g/cm3) a un peso molecular Mw entre aproximadamente 5000 y 50,000, típicamente alrededor de 20,000 a 30,000.

Los materiales de elastómero de propileno-buteno catalizados con metalocenos adecuados y particularmente preferidos son tales como aquellos fabricados por Mitsui Chemicals bajo el nombre comercial de Tafmer® y nombres de grado XM7070 y XM7080. Estos son copollmeros de baja cristalinidad, de bajo peso molecular de propileno-buteno. XM7070 es aproximadamente 26% en peso de contenido de buteno; XM7080 es aproximadamente 22% en peso de buteno. Están caracterizados por un punto de fusión de 75°C y 83°C, respectivamente; un punto de ablandamiento Vicat de 67°C y 74°C, respectivamente; una densidad de 0.883-0.885 g/cm3; una Tg de aproximadamente -15°C; un índice de flujo de fusión de 230°C de 7.0 g/10 minutos; y un peso molecular de 190,000-192, 100 g/mol. XM7070 es preferido debido a su contenido de buteno superior. Los elastómeros de propileno-buteno de metaloceno son en contraste con etileno-propileno o propileno-buteno típicos o copolímeros aleatorios de etileno-propileno-buteno utilizados para capas de resina de sellador con calor en películas de BOPP co-extruidas tal como Sumitomo SPX78H8 o Petroquímico Total 8573, que son polímeros de alto peso molecular, de cadena larga que son con pesos moleculares significativamente superiores en el orden de 350,000 a 400,000 g/mol.

Los elastómeros de propileno-buteno de metaloceno también son en contraste a elastómeros de propileno-buteno catalizados con Ziegler-Natta sin metaloceno tal como Mitsui Tafmer® XR 1 10T, XR1 10T tienen un contenido de buteno de aproximadamente 25.6% en peso y peso molecular de aproximadamente 190, 185 g/mol que es similar a XM7070, pero su densidad de 0.89 g/cm3, punto de fusión de 1 10°C, y punto de ablandamiento Vicat de 83°C son todos superiores a su elastómero de buteno-propileno de XM7070 de contraparte catalizado por metaloceno. Adicionalmente, debido al sistema de catalizador Ziegler, la distribución de peso molecular del elastómero de buteno-propileno catalizado y metaloceno XR 1 10T es mucho más amplio que elastómero de buteno-propileno catalizado por metaloceno XM7070. Consecuentemente, las propiedades y propiedades sellables por calor de un elastómero de buteno-propileno catalizado sin metaloceno son muy diferentes de un elastómero de buteno-propileno catalizado con metaloceno.

Una cantidad opcional de un aditivo de agente de nucleación puede utilizarse tambien en la formulación anterior para la capa de sellador de resina de poliolefina mezclada. Tales agentes de nucleación (algunas veces también conocidos en la industria como un “agente aclarador”) pueden agregarse para aumentar la cri sta Unidad de homopolímeros o copolímeros de propileno. Los agentes de nucleación proporcionan numerosos sitios de nucleación para el copolímero basado en propileno para aglomerarse y cristalizarse mientras está en el estado fundido durante extrusión y fusión. Los agentes de nucleación aumentan el inicio de temperatura de cristalización, de esa forma aumentando el grado de cristalinidad y velocidad de cristalización, y disminuyendo el tamaño promedio y rango de tamaño de esferulitas. Esto también ayuda a aumentar la dureza y claridad de la película así como reducir la fuerza de impacto ligeramente. Típicamente, los agentes de nucleación Incluyen derivados de ácido benzoico tal como benzoato de sodio; minerales que ocurren naturalmente tal como caolín y talco; o dibenciliden-sorbitol. Los agentes de nucleación son agregados muy convenientemente como un lote principal de aproximadamente 10% en peso de carga activa en el lote principal. Para las formulaciones inventivas, una cantidad adecuada de lote principal de agente de nucleación es aproximadamente 0.05-1.0% en peso de la capa de resina de poliolef i na mezclada, de preferencia aproximadamente 0.2% en peso (o, en terminos de agente de nucleación activo en un 10% en peso de lote principal, aproximadamente 0.02% en peso de agente de nucleación activo). Un lote principal de agente de nucleación adecuado y preferido puede obtenerse de grado 403837 de Ampacet Corporation que utiliza una resina portadora de homopolímero de propileno y aproximadamente 10% en peso (del lote principal) de agente de nucleación H PN-20E de Milliken Chemical. Los inventores han encontrado que la adición de agente de nucleación a la capa de mezcla de resina de poliolefina mezclada ayudó a mejorar fuerzas de sello pre- y pos-retorta en aplicaciones de bolsa de retorta.

Una cantidad opcional adicional de un elastómero de copolímero de etileno-buteno catalizado por metaloceno también puede agregarse a esta mezcla de sellador de poliolefina de una cantidad de hasta 10% en peso de la capa. La adición de este elastómero de copolímero de etileno-buteno de metaloceno además del elastómero de copolímero de propileno-buteno de metaloceno puede ayudar además a mejorar propiedades de temperatura de inicio de sello, aunque el uso de elastómero de etileno-buteno de metaloceno puede sacrificar fuerzas de sello de calor generales que pueden ser críticos en algunas aplicaciones del empaque de retorta. Un elastómero de etileno-buteno catalizado con metaloceno adecuado y preferido es Mitsui Tafmer® grado A4085S. A4085S tienen un contenido de buteno de aproximadamente 15-35% en peso del polímero, un Indice de flujo de fusión de aproximadamente 6.7 g/10 minutos a 230°C, punto de fusión aproximadamente 75°C, Tg de aproximadamente -65 a -50°C, punto de ablandamiento Vicat de aproximadamente 67°C, y una densidad de aproximadamente 0.885 g/cm3. Una cantidad adecuada de este elastómero de etileno-buteno de metaloceno es 0% a aproximadamente 10% en peso de la capa, preferiblemente 3-4% en peso de la capa.

La capa de resina mezclada de copolímero de impacto, homopolímero cristalino, y elastómero de metaloceno (más ingredientes opcionales como se desea) es típicamente 50 mm a 200 mm en grosor despues de orientación monoaxial, preferiblemente entre 60 mm y 150 pm , y más preferiblemente entre 70 pm y 100 pm de grosor. La capa de resina mezclada también puede ser tratada por superficie sobre un lado con un método de tratamiento de descarga de corona eléctrica, tratamiento de flama, plasma atmosférica, o descarga de corona en una atmósfera controlada de nitrógeno, bióxido de carbono, o una mezcla de los mismos, con oxígeno excluido en su presencia minimizada. El último método de tratamiento de corona en una atmósfera controlada de una mezcla de nitrógeno y dióxido de carbono resulta en una superficie tratada que incluye grupos funcionales que contienen nitrógeno, preferiblemente al menos 0.3% atómico o más, y más preferiblemente, al menos 0.5% atómico o más. La capa de resina mezclada tratada por descarga entonces es adaptada para propósitos subsecuentes de laminación, revestimiento, impresión, o metalización.

En esta modalidad, se puede contemplar agregar una cantidad opcional de agente antibloqueo a la capa de película de resina mezclada para ayudar a la capacidad de torneado y bobinado. Puede agregarse una cantidad de un agente antibloqueo inorgánico en la cantidad de 100-5,000 ppm de la capa de resina, preferiblemente 500-1000 ppm . Tipos preferidos de antlbloque son silicatos de calcio de aluminio de sodio esféricos o sílice amorfo de diámetro de partícula promedio de 6 mm nominal, pero pueden utilizarse otros antibloques inorgánicos esféricos adecuados incluyendo polímeros de silicona reticulado polimetilmetacrilato, y varían en tamaño desde 2 pm hasta 6 pm. Opcionalmente también pueden emplearse agentes de deslizamiento migratorios tales como amidas grasas y/o aceites de silicona en la capa de película ya sea con o sin los aditivos antibloqueo inorgánicos para además ayudar con coeficiente de control de fricción y problemas de manejo de banda. Tipos adecuados de amidas grasas son aquellos tales como estearamida o erucamida y tipos similares, y cantidades de 100-5000 ppm de la capa. Preferiblemente, se utiliza estearamida a 500-1000 ppm de la capa. Un aceite de silicón adecuado que puede utilizarse en un aceite de bajo peso molecular de 350 centistokes con barras a la superficie fácilmente en una carga de 400-600 ppm de la capa. Sin embargo, si las películas se van a utilizar para metalización o impresión de proceso de definición, se recomienda que el uso de aditivos de deslizamiento migratorios se evite con el fin de mantener propiedades de barrera metalizadas y adhesión o mantener calidad de impresión alta en terminos de adhesión de tinta y ganancia de punto de tinta reducida.

En las modalidades en las cuales se contempla una película de múltiples capas tal como una película de laminado de dos capas o una película laminada de tres capas, la capa de resina mezclada del copolímero de impacto previamente descrito, homopolímero de propileno cristalino, y elastómeros de metaloceno pueden ser co-extruidos con otra capa. En la modalidad de una estructura de película laminada de dos capas, la capa de resina mezclada (A) podría incluir una capa de sellador sobre un lado de una capa de núcleo (B). Preferiblemente, esta capa de núcleo (B) incluye una capa que contiene resina de poliolefina que a su vez, incluye un homopolímeros de propileno o copolímero de propileno. Más preferible es un copolímero de impacto de etileno-propileno del mismo tipo o similar utilizado como un componente de la capa (A) tal como el copolímero de impacto de etileno-propileno isotáctico Total 5571 previamente descrito u otros grados similares mencionados. La capa (A) puede ser del mismo grosor que la capa de núcleo (B), pero preferiblemente es más delgada que la capa (B), aproximadamente 5- 50% del grosor total de las capas (A) y (B) combinadas, más preferiblemente 10-30% del grosor total de las capas de estructura de película laminadas (A) y (B) combinadas. Esta capa que contiene resina de poliolefina de núcleo puede incluir tambien un componente antibloque seleccionado del grupo que consiste de sílices amorfas, aluminosilicatos, silicatos de sodio-aluminio-calcio, polímeros de silicona reticulados, y polimetilmetacrilatos para ayudar en la capacidad de torneado y bobinado. Aditivos de deslizamiento migratorios tal como amidas grasas o aceites de silicona también podrían agregarse como se describió previamente si se desea. También puede contemplarse tratar por descarga el lado de la capa de núcleo (B) opuesta a la capa selladle por calor (A) con el fin de mejorar ese lado para laminación a través de aditivos, etc. El tratamiento por descarga puede hacerse por cualquiera de varios medios bien conocidos en la téenica, tales como corona, flama, plasma, o tratamiento por descarga en una atmósfera controlada de gases seleccionados como se describió previamente.

En la modalidad de una estructura de película laminada de tres capas, una tercera capa (C) se dispondría sobre el lado de la capa de núcleo (B) opuesta a la capa de resina mezclada sellable por calor (A) y preferiblemente incluye una capa que contiene resina de poliolefina que a su vez incluye una poliolefina seleccionada del grupo que consiste de homopolímero de propileno, copolímeros, terpolímeros, polietileno y combinaciones de los mismos. Esta tercera capa (C) generalmente será más delgada que la capa de núcleo (B) y puede ser de un grosor que varía 2-30% del grosor combinado de las tres capas juntas, preferiblemente aproximadamente 5-10% del grosor total del laminado de capas múltiples. Esta tercera capa que contiene resina de poliolefina también puede incluir un componente antibloque seleccionado del grupo que consiste de sílices amorfas, aluminosilicatos, silicatos de sodio-aluminio-calcio, polímeros de silicona reticulados, y polimetilmetacrilatos para ayudar en la capacidad de torneado y bobinado y/o aditivos de deslizamiento migratorios tales como amidas grasas o aceites de silicona. La tercera capa de poliolefina también puede ser una capa tratada por descarga que tiene una superficie para laminación, metalización, impresión, por revestimiento con agresivos u otros materiales.

Una modalidad de una película de poliolefina monoaxialmente orientada puede incluir una capa sellable por calor que comprende 25-67% en peso de un copolímero de impacto de etileno-propileno, 3-15% en peso de un elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno, y 30-60% en peso de un homopolímero de propileno cristalino, en donde la película es orientada al menos tres veces en una dirección de máquma.

En una modalidad de una bolsa de retorta laminada puede incluir una capa sellable por calor que incluye 25-67% en peso de una película de poliolefina monoaxialmente orientada que incluye un copolímero de impacto de etileno-propileno mezclado con 3-15% en peso de un elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno y 30-60% en peso de un hom opolímero de propileno cristalino; orientada al menos tres veces en la dirección de máquma; y una capa de barrera de gas. La bolsa de retorta laminada además puede incluir una capa de película de nailon, una capa receptora de tinta, y un adhesivo para enlazar capas de la bolsa de laminado juntas.

Una modalidad de un metodo para elaborar una película de poliolefina orientada monoaxialmente puede incluir extruir una película que incluye una capa sellable por calor incluyendo 25-67% en peso de un copolímero de impacto de etileno-propileno, 3-15% en peso de un elastómero de propileno-buteno catalizado con metaloceno, y 30-60% en peso de un homopolímero de propileno cristalino; y que orienta monoaxialmente la película al menos tres veces en la dirección de máquina. La película puede ser una película co-extruida individual o de capas múltiples.

En estas modalidades, un elemento clave es para orientar monoaxialmente la capa de película en la dirección de máquina a cierta cantidad. En esta orientación monoaxial que imparte las propiedades de ruptura direccional o lineal que lo hacen útil en aplicaciones de embolsado. Esta es la combinación de esta orientación monoaxial con la formulación de resina sellable por calor de copolímero de impacto de etileno-propileno isotáctico de contenido de caucho especificado el contenido de etileno, elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno del contenido de buteno específico, y el homopolímero de propileno cristalino que permite el inicio de sello por calor excedente adecuado y fuerzas de sello adecuadas para usarse en aplicaciones de bolsa de retorta y excelentes propiedades de ruptura direccional y lineal. La cantidad de orientación de dirección de máquma monoaxial debe ser aproximadamente 3-7 veces en la dirección de máquina, preferiblemente 4-7 veces, y más preferiblemente 4.8 a 6.0 veces. Propiedades de ruptura adecuadamente limpias y lineales se encuentran en estos índices de orientación monoaxial. Sin embargo, por encima de una relación de orientación de dirección de máquina de 7: 1 , pueden resultar problemas de capacidad de procesamiento tales como ruptura de película que puede afectar el costo de producto y eficiencia de máquina; por debajo de una relación de orientación de dirección de máquina de 3: 1 , problemas de capacidad de procesamiento tal como perfil de película desigual, bandas de calibre, y marcas de estiramiento desiguales que pueden ocurrir lo que tambien puede resultar en costos de productos superiores y eficiencias de máquina inferiores.

En las modalidades anteriores de películas de capas múltiples, las capas respectivas pueden ser co-extruidas a través de un dado de compuesto de capas múltiples tal como un dado de dos o tres capas, y fundirse sobre un rodillo de enfriamiento para formar una película sólida adecuada para procesamiento adicional. En el caso de una película de capa individual, la capa respectiva es extruida a través de un dado de capa individual y fundida sobre un rodillo de enfriamiento para formar una película sólida adecuada para procesamiento adicional. Se establecen temperaturas de extrusión típicamente a 235-270°C con una temperatura de fusión resultante en el dado de aproximadamente 230-250°C. En estas temperaturas, los componentes de resina individuales pueden mezclarse en seco como pellas juntas en una mezcladora antes de alimentarse al extrusor para tener buena dispersión de los componentes; alternativamente, los componentes de resina individuales también pueden componerse por fusión juntos y granularse antes de alimentación en el extrusor (aunque la última añade costo, generalmente asegura mejor mezclado y dispersión de los componentes individuales a través de la mezcla).

La lámina extruida es fundida sobre un tambor de enfriamiento a una velocidad de 6 a 15 mpm , cuya temperatura de superficie es controlar entre 18°C y 60°C para solidificar la hoja laminada no orientada. La hoja laminada no orientada es estirada en la dirección longitudinal aproximadamente a 90°C a 130°C en una relación de estiramiento de aproximadamente 3 a aproximadamente 7 veces la longitud original, y muy preferiblemente entre aproximadamente 3.8 y 4.1 veces, y la hoja estirada resultante es recocida o termoestable a aproximadamente 130°C a 150°C en las zonas finales de la sección de orientación de dirección de máquma para reducir tensiones internas y minimizar encogimiento térmico y para obtener una hoja laminada uniaxialmente orientada dimensionalmente estable. Después de orientación, el grosor de película típico es 50-200 mm y muy preferiblemente, 70-100 pm. La hoja uniaxialmente orientada entonces puede pasar a traves de un proceso de tratamiento de descarga sobre un lado de la película tal como un tratante de descarga de corona eléctrica para impartir una superficie adecuada para laminación a otras películas como se desee. La película tratada en un lado entonces es enrollada en forma de rollo.

Una modalidad es para metalizar la superficie tratada por descarga de la capa de mezcla de resina. La hoja laminada no metalizada primero se enrolla en un rodillo. El rodillo es colocado en una cámara de metalización y el metal depositado por vapor sobre la superficie de capa receptora de metal de resina mezclada tratada por descarga. La película metálica puede incluir titanio, vanadio, cromo, manganeso, hierro, cobalto, níquel , cobre, zinc, aluminio, oro, o paladio, siendo preferido el aluminio. También se pueden contemplar óxidos de metal el preferido siendo óxido de aluminio. La capa metálica puede tener un grosor entre 5 y 100 nm , preferiblemente entre 20 y 80 nm , más preferiblemente entre 30 y 60 nm; y una densidad óptica entre 1.5 y 5.0, preferiblemente entre 2.0 y 4.0, más preferiblemente entre 2.3 y 3.2. La película metalizada entonces es probada por oxígeno y permeabilidad a gas de humedad, densidad óptica, adhesión a metal, apariencia metálica y brillo, y puede hacerse en una estructura laminada adhesiva.

Esta invención se entenderá mejor con referencia a los siguientes ejemplos, que pretenden ilustrar modalidades específicas dentro del alcance general de la invención.

Ejemplos de Bolsa de Película de Retorta Para confirmar que las películas son adecuadas para el uso en embolsado de retorta, se realizó el siguiente método: 1 ) La película Hustrativa orientada M D se laminó de manera adhesiva con un óxido de aluminio (AlOx) depositado en película de tereftalato de polietlleno (PET) biaxialmente orientada que tiene un grosor de 12 pm (por ejemplo, Barrialox™ 1101 HG-CX de Toray Advanced Film Co.) y una película de nylon biaxialmente orientada comercialmente disponible que tiene un grosor de 15 pm en una estructura laminada final de PET/AIOx/adhesivo/nylon/adhesivo/película ilustrativa de interés (cuyo lado tratado por corona se orientó hacia el adhesivo). El adhesivo utilizado fue un adhesivo de dos componentes de grado de retorta comercialmente disponible (por ejemplo Dow Adcote 812 con reticulador 9 L 19 ) ; grosor objetivo típico del adhesivo fue 3.5 pm después de secado. 2) Se hizo una bolsa utilizando dicha estructura laminada de manera que la película ilustrativa se dispuso para ser la superficie interior de la bolsa. Las dimensiones de la bolsa pueden especificarse según se desee para la aplicación particular de máquma de tipo alimento y/o de elaboración de bolsa y máquina de sellado, pero un tamaño de bolsa ilustrativo puede ser como a continuación y se muestra en la Figura 1 con las siguientes dimensiones: fondo de bolsa A=120 mm, lados de bolsa B = 100 mm , y parte superior de bolsa o boca C = 55 mm. La bolsa se hace al doblar sobre la película laminada para formar el fondo de la bolsa (“A”); los lados de la bolsa (“B”) son sellados por calor a condiciones adecuadas para asegurar una soldadura fuerte (ver “Metodos de Prueba” por ejemplo temperaturas y condiciones de sellado) con el área sellada por calor de aproximadamente 12-13 mm de ancho; y la boca o parte superior de la bolsa (“C”) se dejó abierta. 3) La bolsa se llenó con aproximadamente 200 g de agua destilada y la boca de la parte superior de la bolsa (“C”) se selló totalmente. (Si se desea, también pueden utilizarse productos alimenticios tales como alimento para mascota o vegetales o estofados o sopa). La bolsa llena se sometió a condición de esterilización de retorta de 120°C durante 30 minutos. 4) Después la bolsa se dejó enfriar a temperatura ambiente, la bolsa se cortó de manera abierta en el fondo de la bolsa (“A”) y los contenidos se descargaron. Los sellos del lado “B” de la bolsa y el sello de la parte superior “C” se probó para fuerzas de sello “pos retorta”. La fuerza de sello post-retorta deseada de los sellos laterales y superiores hechos a partir de los Ejemplos fue mínimo 35 N/15 mm (5950 g/25mm) y preferiblemente aproximadamente 45 N/15mm (7650 g/25mm). 5) Las bolsas de prueba también se sellaron con contenidos como en el paso 3 pero no se sometieron a condiciones de retorta. En este caso, se descargaron los contenidos después que el área de sello superior de sellado “C” y los sellos laterales “B” y el sello superior “C” se probaron para fuerzas de sello para evaluación de fuerzas de sello de “pre-retorta”. Valores deseados para fuerzas de sello de pre-torta fueron típicamente de aproximadamente 45 N/15mm (7650 g/25mm). 6) Una muesca puede elaborarse en cualquier lado de los sellos laterales “B” de bolsa simplemente utilizando tijeras para cortar una pequeña hendidura sobre el borde del sello lateral. La hendidura no debe extenderse a través del ancho del área sellada y dentro del interior de la bolsa; de otra forma, esto comprometería la integridad de la bolsa sellada y permitiría que sus contenidos se contaminaran o filtraran. Esta hendidura o muesca entonces puede utilizarse para evaluar las propiedades de ruptura direccional de la bolsa ilustrativa como se describe en la sección de “Métodos de Prueba” de esta solicitud.

Ejemplo 1 Un artículo de extrusión de capa individual que incluye una capa de resina mezclada de un copolímero de impacto de etileno-propileno Braskem TI-4015 aproximadamente a 48% en peso de la capa, homopolímero de propileno cristalino Total 3271 a aproximadamente a 48% en peso, y aproximadamente 4% en peso de elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno Mitsui XM7070 se extruyó y fundió y se orientó monoaxialmente en la dirección de máquma a una relación de estiramiento 4.0: 1 .0. Los componentes de resina se mezclaron en seco juntos y se extruyeron en una extrusora de tornillo individual y se fundieron utilizando un rodillo de enfriamiento de acabado mate. El grosor total de este sustrato de película después de orientación monoaxial fue de aproximadamente 70 pm. La película pasó a través de un tratante de corona para tratamiento por descarga en un lado de la película y se enrolló en forma de rollo. La película fue probada para desempeño de ruptura direccional, bruma y propiedades de capacidad de sellado por calor. La película ilustrativa fue entonces laminada adhesivamente a una película de PET revestida con óxido de aluminio y una película de nailon biaxialmente orientada y hecha en bolsas para propósitos de retorta como se describió previamente. La película ilustrativa incluye la superficie interior de la bolsa. La bolsa entonces se llenó con agua y se formó a retorta a 120°C durante 30 minutos, se dejó enfriar, y entonces se probaron los sellos laterales y superiores por fuerzas de sello para valores de post-retorta. Además, los sellos laterales y superiores de bolsa también fueron probados por fuerzas de sello antes de retorta para obtener valores de pre-retorta. También se evaluaron propiedades de ruptura direccional tanto en la película Hustrativa no laminada y la bolsa hecha de la película ilustrativa.

Ejemplo 2 El Ejemplo 1 fue repetido excepto que la capa de resina mezclada fue cambiada aproximadamente a 46% en peso de copollmero de impacto Braskem TI-4015, aproximadamente 46% en peso de homopolímero Total 3271 , y aproximadamente 8% de elastómero de metaloceno Mitsui XM7070.

Ejemplo 3 El Ejemplo 1 fue repetido excepto que la capa de resina mezclada fue cambiada aproximadamente a 43% en peso de copolímero de impacto Braskem TI-4015, aproximadamente 53% en peso de homopolímero Total 3271 , y aproximadamente 4% de elastómero de metaloceno Mitsui XM7070.

Ejemplo 4 El Ejemplo 1 fue repetido excepto que la capa de resina mezclada fue cambiada aproximadamente a 47.9% en peso de copolímero de impacto Braskem TI-4015, aproximadamente 47.9% en peso de homopolímero Total 3271 , aproximadamente 4% en peso de elastómero de metaloceno Mitsui XM7070, y tambien contuvo aproximadamente 0.2% en peso de un lote principal de agente de nucleación Ampacet 403837.

Ej e molo Comparativo 1 Un artículo de extrusión de capa individual que incluye una capa de resina mezclada de un copolímero de impacto de etileno-propileno Braskem TI-4015 a 92% en peso de la capa y 8% en peso de elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno Mitsui XM7070 se extruyó y se fundió y se orientó monoaxialmente en la dirección de máquma a una relación de estiramiento 4.0: 1.0. No se utilizó ningún homopolímero de propileno cristalino en este ejemplo. Los componentes de resina se mezclaron en seco juntos y se extruyeron en un extrusor de tornillo individual y se fundieron utilizando un rodillo de enfriamiento de acabado mate. El grosor total de este sustrato de película después de orientación monoaxial fue de aproximadamente 70 pm. La película pasó a través de un tratante de corona para tratamiento de descarga sobre un lado de la película y se enrolló en forma de rollo. La película y bolsa hechos de la película ilustrativa comparativa se probaron para desempeño de ruptura direccional, bruma, y propiedades de capacidad de sellado por calor.

Ejem plo Comparativo 2 El Ejemplo comparativo 1 fue repetido excepto que no está orientado en la dirección de máquma; es decir, la orientación de dirección de máquina fue en una relación de estiramiento 1.0: 1 .0.

Las propiedades de los Ejemplos y Ejemplos Comparativos (“Ej. C”) se muestran en el Cuadro 1 .

CUADRO 1 Como muestra el Cuadro, el Ejemplo Comparativo 2 (Ej. C 2) fue una película no orientada que utiliza la mezcla de formulación de copolímero de impacto Braskem TI-4015 y elastómero de propileno-buteno de metaloceno Tafmer XM7070 a 92% y 8% del peso de la película, respectivamente. Esta composición tuvo excelentes fuerzas de sellado pre- y pos-retorta tanto para sellos laterales como superiores de la bolsa, muy por encima del m ínimo deseado de 35 N/15 mm. Sin embargo, cuando se rompió una hoja de película a mano en una muesca a lo largo de la dirección de máquma, la apariencia del punto de inicio de ruptura mostró blancura y deformación por tensión, y el borde roto fue irregular y frecuentemente se cerró por cremallera a la cara de la hoja en un ángulo en lugar de paralelo a la dirección de máquina. El desempeño de ruptura fue calificado con un “5”; la ruptura direccional del Ej. C 2 se consideró pobre.

El Ejemplo comparativo 1 (Ej. C 1 ) fue orientado en la dirección de máquma a una relación de estiramiento de 4.0: 1.0 y mostró excelentes propiedades de ruptura direccional y se calificó un “1”. La ruptura fue uniforme y paralela a la parte superior de bolsa y no se observó blancura por tensión. Sin embargo, aunque las fuerzas de sello superior y lateral de bolsa de pre-torta fueron buenas (es decir, por encima de 35 N/15 mm), estuvieron notablemente por debajo a los resultados de Ej. C 2. Esto indicó la perdida de desempeño de fuerza de sello debido a la orientación de dirección de máquina para propiedad de ruptura mejorada. Además, después de retorta, las fuerzas de sello lateral y superior pos-retorta de la bolsa fueron notablemente inferiores a los valores de pre-retorta y por debajo del valor deseado de 35 N/15 mm. Las fuerzas de sello pos-retorta de este ejemplo se consideraron no satisfactorias.

El Ejemplo 1 (Ej. 1 ) mostró una película que utilizó una formulación que incluye el copolímero de impacto Braskem, el elastómero de metaloceno Mitsui, y el homopolímero de propileno cristalino Total como se muestra en el Cuadro. Este ejemplo fue orientado monoaxialmente a una relación de estiramiento de 4.0 MDX. Estas fuerzas de sello por calor superior y lateral pre- y posretorta fueron satisfactorias y satisficieron el objetivo deseado de 35 N/15 mm o mejor. Además, la ruptura direccional permaneció extremadamente bien con la ruptura propagándose limpiamente desde la muesca sin ninguna blancura de formación por tensión, y la misma ruptura es de borde muy recto y paralela a la dirección de máquma de la hoja y se calificó “1". La ruptura direccional del Ejemplo 1 se consideró excelente y su desempeño de sello por calor pre- y pos- retorta aceptable.

El Ejemplo 2 (Ej. 2) mostró una película que utilizó una formulación similar al Ejemplo 1 pero con proporciones ligeramente diferentes del copolímero de impacto, homopolímero de propileno, y elastómero de metaloceno, y fue orientado monoaxialmente a una relación de estiramiento de 4.0 MDX. Estas fuerzas de sello por calor lateral y superior pre- y pos- retorta permanecieron muy bien y adaptadas para uso, y mejoraron sobre el desempeño de fuerza de sello del Ejemplo 1. La ruptura direccional fue extremadamente bueno (calificada “1”) con la ruptura propagándose limpiamente desde la muesca sin blancura o deformación por tensión, y la misma ruptura con bordes muy rectos y paralela a la dirección de máquina de la hoja.

El Ejemplo 3 (Ej. 3) mostró una película que utilizó una formulación similar al Ejemplo 1 pero tuvo una cantidad superior de homopolímero cristalino a 53% en peso y una cantidad inferior de copolímero intacto a 43% en peso. El Ejemplo 3 fue orientado monoaxialmente a relación de estiramiento 4.0 MDX. Estas fuerzas de sello por calor superior y lateral pre- y pos- retorta fueron muy buenas y permanecieron adaptadas para uso; el Ejemplo 3 exhibió mejora adicional en desempeño de sello pos-retorta sobre el Ejemplo 1 y Ejemplo 2. La ruptura direccional también fue extremadamente buena (calificada “1”) con la ruptura propagándose limpiamente desde la muesca sin ninguna blancura o deformación por tensión, y la misma ruptura tiene borde muy recto y paralela a la dirección de máquma de la hoja.

El Ejemplo 4 fue similar a la formulación del Ejemplo 1 excepto que se agregó una cantidad de lote de principal de agente de nucleación a aproximadamente 0.2% en peso. La adición de este agente de nucleación pareció mejorar el desempeño de fuerza de sello superior y lateral pre- y pos-retorta sobre el Ejemplo 1. La ruptura direccional permaneció muy bien, calificándose a “1”.

De esa forma, los Ejemplos anteriores mostraron una forma para mantener fuerzas de sello pre- y pos-retorta que son importantes en el uso de embolsado de retorta en donde fueron necesarias fuerzas de sello altas y hermeticas para soportar la presión de bolsa interna que resultó de la cocción/esterilización de retorta y aun proporciona el atributo deseable de ruptura direccional que se impartió a partir de estiramiento de orientación de la película. Va que se esperarla que el desempeño de sello empeorara a partir de la orientación de la película, estas películas inesperadamente mostraron excelente desempeño de sello con orientación de la película y mantuvieron excelentes fuerzas de sello pre y pos-retorta.

Métodos de Prueba Las varias propiedades en los ejemplos anteriores se midieron por los siguientes métodos: Fuerza de sello por calor: medida al utilizar un modelo de sellador Sentinel 12 ASL a 25 psi (ca. 172.2 N/cm2), tiempo de permanencia de 1.0 segundos, con mordaza de sello superior plana calentada revestida con teflón, y mordaza de sello inferior no calentada, caucho con tela de vidrio cubierta. La muestra de película se calentó con calor así misma a la temperatura(s) de sello deseada en el sellador Sentinel (por ejemplo, 154.4°C). Para prevenir que la película se adhiera a las mordazas de sellador, la película de prueba puede yacer sobre una película resistente a calor tal como nylon o película de tereftalato de polietileno (PET) biaxialmente orientada. Estas dos películas entonces son dobladas de manera que el nylon o película de PET sea la más exterior y están en contacto con las mordazas de sellador calentadas; la película de prueba entonces es la capa interior y se sellará así misma con aplicación de calor y presión. Se recomienda una película de nylon o PET de 15-20 um de grosor; si es demasiado gruesa, esto puede interferir con la transferencia termica a la película de prueba. La película de prueba debe ser insertada entre las mordazas de sellador de calor de manera que la dirección de máquma de película sea perpendicular a las mordazas de sellador por calor. Las temperaturas de sello por calor pueden aumentar a intervalos deseados, por ejemplo incrementos de 5.56°C. Las fuerzas de sello respectivas se miden utilizando un probador de tensión modelo 4201 de Instron. Las muestras de películas selladas por calor se cortan en tiras de ancho de aproximadamente 25.4 mm a lo largo de la dirección de máquina; las dos colas no selladas colocadas en las abrazaderas de Instron superiores e inferiores, y la cola sellada soportada en un ángulo de 90° a las dos colas no selladas para una prueba de desprendimiento T de 90°. La fuerza de sello pico y promedio es registrada. El valor preferido es mínimo 5950 g/in (ca. 35 N/15mm) a una temperatura de sellado de aproximadamente 176.7°C para condiciones de pre- y pos retorta.

Para medir la fuerza de sello por calor de las bolsas ya formadas, la bolsa se cortó paralela a los sellos laterales y paralela al sello superior, dejando colas o alas en cada lado del área sellada. Las áreas selladas entonces se cortaron transversalmente en secciones de ancho de aproximadamente 25.4 mm . Las dos colas de la sección sellada se colocaron en las mordazas de I nstron 4201 y fuerzas de sello pico y promedio registradas.

Temperatura de inicio de sello: se midió la temperatura de inicio de sello por calor (SIT) al utilizar un modelo de sellador de Sentinel 12 ASL a 25 psi (ca. 17.2 N/cm2), tiempo de permanencia de un 1 segundo, con mordaza de sello superior plana calentada revestida con Teflón, mordaza de sello inferior no calentada, caucho con tela de vidrio cubierta. La muestra de película es calentada así misma a varias temperaturas de sello deseadas en el sellador de Sentinel y entonces se miden fuerzas de sello respectivas utilizando un probador de tensión modelo 4201 de Instron discutido anteriormente para determinación de fuerza de sello por calor. La Temperatura de I nicio de Sello se define como la temperatura de sello a la cual la película demostró un mínimo de fuerza de sello por calor de 2000 g/in (ca. 1 1.76 N/15mm). El valor de SIT preferido es un máximo de aproximadamente 165.56°C o inferior.

Se midió la transparencia de la película al medir la bruma de una hoja individual de película sustancialmente de acuerdo con ASTM D 1003. Valor de bruma preferido es de 75% o menos.

La ruptura direccional es probada de manera cualitativa al hacer muescas a una pieza de película de prueba sobre el borde y al romper a mano la muesca para iniciar la ruptura. La muesca se hace paralela a la dirección de máquma y la ruptura se propagará a lo largo de la dirección de máquina. La ruptura es iniciada desde la muesca a mano y la observación es hecha sobre si ocurre cualquier blancura o deformación por tensión. A medida que se propaga la ruptura, se observa la consistencia de los bordes rotos y el ángulo al cual se propaga la ruptura. La observación preferida para buena propiedad de ruptura direccional es: 1 ) sin blancura o deformación por tensión: 2) bordes rotos son consistentes y se propagan limpiamente; 3) la ruptura se propaga en una línea recta desde la muesca a traves del ancho de la hoja paralela a la dirección de máquina. Sí el inicio de ruptura en la muesca muestra blancura o deformación por tensión; y/o se rompe la propagación de ruptura, es no lineal o no paralela a la dirección de máquina de la película, se propaga en un ángulo al borde de dirección de máquina de la película; entonces esto es considerado como inaceptable para propiedades de ruptura direccional o lineal. Esta propiedad de ruptura direccional se clasificó cualitativamente y se estableció por clasificación como a continuación: Clasificación 1 (excelente): sin blancura o deformación por tensión, bordes rotos son consistentes y se propaga limpiamente; la ruptura se propaga en una línea recta desde la muesca a traves del ancho de la hoja paralela a la dirección de máquma.

Clasificación 2 (buena): bordes rotos son consistentes si se propagan limpiamente; la ruptura se propaga muy probablemente (más de 90%) en una línea recta desde la muesca a través del ancho de la hoja paralela a la dirección de máquina. No se observa ninguna blancura o deformación por tensión.

Clasificación 3 (marginal): bordes rotos son consistentes si se propaga limpiamente; la ruptura se propaga probablemente (más de 80%) en una línea recta desde la muesca a través del ancho de la hoja paralela a la dirección de máquina. Se observó ocasionalmente poca blancura o deformación por tensión.

Clasificación 4 (no aceptable): probablemente se observó blancura o deformación por tensión, bordes rotos no son consistentes si no se propaga limpiamente, la ruptura frecuentemente se propaga en una direccional angulada a partir de una dirección deseada (máquina).

Clasificación 5 (mala): el inicio de ruptura en la muesca muestra blancura o deformación por tensión; y/o se rompe propagación de ruptura, o es no lineal o no paralela a la dirección de máquina de la película, se propaga en un ángulo al borde de la dirección de máquma de fa película.

Se midió tensión de humedecimiento de las superficies de interes sustancialmente de acuerdo con ASTM D2578-67. En general, el valor preferido fue un valor promedio igual a o mayor que 40 dinas/cm (400 mN) con un mínimo de 38 dinas/cm (380 mN).

Esta solicitud describe varios rangos numéricos en el texto y figuras. Los rangos numéricos descritos soportan inherentemente cualquier rango o valor dentro de los rangos numéricos descritos incluso aunque no se menciona una limitación de rango preciso literalmente en la especificación debido a que esta invención puede ser practicada a través de los rangos numéricos descritos.

La descripción anterior se presenta para permitir a un experto en la téenica hacer y utilizar la invención, y se proporciona en el contexto de una aplicación particular y sus requisitos. Varias modificaciones a las modalidades preferidas serán fácilmente evidentes para aquellos expertos en la técnica, y los principios genéricos aquí descritos pueden ser aplicados a otras modalidades y aplicaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. De esa forma, esta invención no pretende estar limitada a las modalidades mostradas, sino que se va a acordar el alcance más amplio y consistente con los principios y características aquí descritos. Finalmente, toda la descripción de las patentes y publicaciones indicadas en esta solicitud se incorpora aquí por referencia.

Claims (25)

REIVINDICACIONES

1.- Una película de poliolefina monoaxialmente orientada que comprende: una capa selladle por calor que comprende 25-67% en peso de un copolímero de impacto de etileno-propileno, 3-15% en peso de un elastómero de propileno-buteno catall zado por metaloceno, y 30-60% en peso de un homopolímero de propileno cristalino, en donde la película está orientada al menos tres veces en una dirección de máquma.

2.- La película de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde el copolímero de impacto de etileno-propileno tiene un contenido de caucho de 10-30%.

3.- La película de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde la capa sellable por calor además comprende un elastómero de etileno-buteno catalizado por metaloceno con un contenido de buteno de 15-35% .

4.- La película de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde el elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno tiene un contenido de butano de 15-30% en peso.

5.- La película de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde la película es una película de capa individual.

6.- La película de acuerdo con la reivindicación 1 , que además comprende una segunda capa de poliolefina.

7.- La película de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la segunda capa de poliolefina comprende un homopolímero de propileno o un copolímero de propileno.

8.- La película de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la segunda capa de poliolefina comprende un polímero de Impacto de etileno-propileno.

9.- La película de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la segunda capa de poliolefina además comprende un componente antibloque seleccionado del grupo que consiste de sílices amorfas, aluminosilicatos, silicatos de sodio-aluminio-calcio, polí eros de silicona reticulados, y polimetilmetacrilatos.

10.- La película de acuerdo con la reivindicación 6, que además comprende una tercera capa de poliolefina dispuesta sobre un lado de la segunda capa de poliolefina opuesta a la capa sellable por calor.

1 1 .- La película de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la tercera capa de poliolefina comprende una poliolefina seleccionada del grupo que consiste de homopolímero de propileno, copolímeros de propileno, terpolimeros de propileno, y polietileno.

12.- La película de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la tercera capa de poliolefina además comprende un componente antibloque seleccionado del grupo que consiste de sílices amorfas, aluminosilicatos, silicatos de sodio-aluminio-calcio, polímeros de silicona reticulados, y polimetilmetacrilato.

13.- La película de acuerdo con la reivindicación 6, que además comprende una capa metálica sobre un lado de la segunda capa de poliolefina.

14.- La película de acuerdo con la reivindicación 10, que además comprende una capa metálica de un lado de la tercera capa de poliolefina.

15.- Un paquete de retorta que comprende la película de acuerdo con la reivindicación 1.

16.- Una bolsa de retorta laminada que comprende: una capa sellable por calor que comprende 25-67% en peso de una película de poliolefina monoaxialmente orientada que comprende un copolímero de impacto de etileno-propileno mezclado con 3-15% en peso de un elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno y 30-60% en peso de un homopolímero de propileno cristalino; orientado al menos tres veces en la dirección de máquma; y una capa de barrera de gas.

17.- La bolsa de retorta laminada de acuerdo con la reivindicación 16, que además comprende una capa de película de nylon.

18.- La bolsa de retorta laminada de acuerdo con la reivindicación 16, que además comprende una capa receptora de tinta.

19.- La bolsa de retorta laminada de acuerdo con la reivindicación 16, que además comprende un adhesivo para unir capas de la bolsa laminada conjuntamente.

20.- Un metodo para elaborar una película de poliolefina monoaxialmente orientada que comprende: extruir una película que comprende una capa sellable por calor que comprende 25-67% en peso de un copolímero de impacto de etileno-propileno, 3-15% en peso de un elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno, y 30-60% en peso de un homopolímero de propileno cristalino: y orientar monoaxialmente la película al menos tres veces en la dirección de máquma.

21.- El metodo de acuerdo con la reivindicación 20, en donde la película es una película de capa individual.

22.- El método de acuerdo con la reivindicación 21 , que además comprende tratar por descarga una superficie de la película.

23.- El método de acuerdo con la reivindicación 20, en donde la película comprende múltiples capas co-extruidas.

24.- El método de acuerdo con la reivindicación 23, que además comprende tratar por descarga una superficie de la película.

25.- El método de acuerdo con la reivindicación 24, que además comprende depositar por vacío una capa metálica sobre la superficie tratada por descarga.