HOJA DE POLIOLEFINA TERMOPLASTICA SOLDABLE POR ULTRASONIDO.

Uso de una hoja que contiene un copolímero de propileno con una proporción de 1 a 30% en peso de monómeros de etileno,

en la que a la proporción de propileno le corresponde en la DSC un pico que supera al de la proporción de etileno en al menos 13 K, o de una hoja formada por una mezcla de 50 a 90% en peso de un polipropileno y de 10 a 50% en peso de un polietileno, en la que al polipropileno le corresponde en la DSC un pico que supera al del polietileno en al menos 20 K, o de una hoja coextrudida que comprende al menos una primera capa de polietileno y una segunda capa de polipropileno, en la que al polipropileno le corresponde en la DSC un pico que supera al del polietileno en al menos 20 K, para la fabricación de embalajes mediante la técnica de soldeo por ultrasonido

Hoja de poliolefina termoplástica soldable por ultrasonido.

La presente invención se refiere al uso de hojas de poliolefina para la fabricación de embalajes y a embalajes formados por hojas de poliolefina.

Los embalajes flexibles en forma de bolsas están desplazando las cajas plegables, las latas de hojalata, los botes de vidrio y los recipientes de plástico rígidos que todavía son usuales. Pues los embalajes en forma de bolsas son ligeros, gastan poco material de embalar y son aceptados por el consumidor final. Garantizan el menor gasto de material de embalar, tanto desde el punto de vista del peso como de la cantidad, así como un alto grado de estanqueidad y esterilidad con un elevado rendimiento de empaquetado. Además, los embalajes en forma de bolsas son más fáciles de reciclar.

La mayor parte de los embalajes comerciales en forma de bolsas la constituyen las bolsas tubulares que se producen en máquinas de conformación, llenado y sellado verticales ("cllsv"). Para ello, la banda de material de embalar plana se retira del rollo, se guía por un hombro de conformación, se conforma en un tubo flexible, se cierra en sentido longitudinal, se llena, a continuación se cierra en sentido transversal y al mismo tiempo se separa. El sellado de la soldadura superior y de la soldadura inferior de la bolsa siguiente se lleva a cabo en el mismo paso de producción. Con herramientas de sellado adaptadas y mediante la configuración individual de los perfiles de las herramientas se pueden fabricar con el procedimiento de "cllsv" bolsas con las más diversas formas. Es sobre todo el módulo de sellado transversal el que influye decisivamente en la calidad de la soldadura y en todo el proceso de empaquetado. Según la experiencia es aquí donde se produce la mayoría de los defectos, fundamentalmente derrames. Las causas más frecuentes de ellos son restos de producto en la zona de la soldadura, hojas dañadas por la herramienta o la guía, así como parámetros de sellado que se encuentran fuera del intervalo de tolerancia. En vista de los tiempos de contacto cada vez más cortos, que son una consecuencia del aumento de las velocidades de producción, los constructores de máquinas de embalaje se centran cada vez más en la calidad de la soldadura transversal. Pues los defectos en las bolsas por derrames suponen en ocasiones unos costes elevados para el empaquetador y deterioran la imagen ante el cliente.

Para el cierre de las bolsas se usa crecientemente la técnica de soldeo por ultrasonido en lugar del termosellado habitual hasta ahora. La razón de ello reside en los incrementos de hasta un 40% en la eficacia de las máquinas de embalaje equipadas correspondientemente. El principio del ultrasonido posee algunas ventajas adicionales frente a los procedimientos de termosoldeo: ausencia de carga térmica en la zona de unión y en el material de relleno, menos tiempos de parada por limpieza, ausencia de una fase de calentamiento y menor consumo de energía. En los productos en polvo se puede garantizar una alta calidad de sellado pese a la carga estática de la hoja. En el caso de líquidos es posible igualmente realizar una rápida secuencia de ciclos con una alta fiabilidad, incluso en el caso de contenidos problemáticos con una elevada proporción de grasa, aceite o proteína, tales como grasas y salsas. Incluso en el caso de medios fibrosos, por ejemplo de col fermentada y sopas de verduras, queda garantizada la alta calidad de la soldadura puesto que el procedimiento de ultrasonido prácticamente "suelda a través" del producto. Por el contrario, una hebra de col fermentada, por ejemplo, en la zona de sellado de un dispositivo de termosoldeo conllevaría irremisiblemente la pérdida de estanqueidad de la bolsa. Además, las unidades de sellado por ultrasonido son compactas y bajas. El módulo de soldadura longitudinal de soldeo continuo constituye una solución para ahorrar espacio, especialmente en el caso de soldaduras longitudinales de diferentes longitudes. También se pueden agregar por ultrasonido aplicaciones adicionales tales como válvulas y boquillas.

Como material de embalar para la técnica de soldeo por ultrasonido se usan en la actualidad casi exclusivamente materiales compuestos, típicamente laminados de hojas plásticas sellables con papel, aluminio u hojas plásticas de muy alto punto de fusión, por ejemplo de poli(tereftalato de etileno). Estos materiales son costosos y, por lo tanto, de fabricación cara. Las monohojas basadas, por ejemplo, en mezclas de etileno/acetato de vinilo y polietileno lineal de baja densidad y las hojas coextrudidas, por ejemplo de polietileno lineal de baja densidad como capa central y polietileno de baja densidad como capa exterior, habituales en el campo de la técnica de termosoldeo no son adecuadas para la técnica de soldeo por ultrasonido debido al diferente principio de acción. Mientras que en el procedimiento de contacto térmico la energía necesaria para un sellado o un soldeo se suministra desde el exterior mediante elementos calentadores, en el soldeo por ultrasonido la energía se genera en la interfase entre las caras internas que se han de sellar.

En el procedimiento de soldeo por ultrasonido ya se usan laminados de hojas de poliolefina coextrudidas forradas con papel, aluminio, etc., en los que la hoja de poliolefina se basa, por ejemplo, en copolímeros de etileno tales como polietileno lineal de baja densidad, dado el caso en combinación con polietileno de alta densidad. Sin embargo, estas hojas no son aptas como embalaje sin una capa resistente al termomoldeo.

En el caso de los embalajes que, por ejemplo, debido a la necesidad de una hermeticidad a gases o a vapor de agua sólo se pueden fabricar a partir de laminados con, por ejemplo, aluminio, la limitación de los materiales de embalar no constituye ningún inconveniente en la técnica de soldeo por ultrasonido. No obstante, muchos productos no requieren un embalaje tan costoso. Bastaría con las hojas de poliolefina o las hojas compuestas de poliolefina considerablemente más baratas y habituales en el procedimiento de contacto térmico. Así, por motivos de coste y por la mayor facilidad de reciclado también sería deseable usar como material en el campo de la técnica de soldeo por ultrasonido hojas que se puedan fabricar en una sola operación, es decir, monohojas u hojas coextrudidas.

Por lo tanto, existía el objetivo de indicar hojas que fueran adecuadas como material de embalar para la técnica de soldeo por ultrasonido.

Sorprendentemente se ha descubierto que las hojas de poliolefina formadas por determinados copolímeros de propileno o por mezclas de al menos dos poliolefinas diferentes, así como las hojas coextrudidas con al menos una capa de polipropileno, mezclado dado el caso con hasta 50% de polietileno, y una segunda capa de polietileno, dan como resultado embalajes sellables mediante el procedimiento de soldeo por ultrasonido.

Por el documento WO 03/008190 se conocen hojas de múltiples capas en las que los polipropilenos y/o polietilenos de las capas presentan una diferencia en el punto de fusión de al menos 10ºC. Estos materiales se proponen, sin embargo, para la fabricación de cintas o hilo, lo que no permite deducir nada acerca de la sellabilidad por ultrasonido.

El objetivo anterior se alcanza, pues, mediante el uso de hojas formadas por un copolímero de propileno con una proporción de 1 a 30% en peso de monómeros de etileno, en las que a la proporción de propileno le corresponde en la DSC un pico que supera al de la proporción de etileno en al menos 13 K, o mediante hojas formadas por una mezcla de 50 a 90% en peso de un polipropileno y 10 a 50% en peso de un polietileno, en las que al polipropileno le corresponde en la DSC un pico que supera al del polietileno en al menos 20 K, o de hojas coextrudidas que comprenden al menos una primera capa de polietileno y una segunda capa de polipropileno, en las que al polipropileno le corresponde en la DSC un pico que supera al del polietileno en al menos 20 K.

El polímero de menor punto de fusión y/o la proporción de menor punto de fusión presenta preferentemente una temperatura de fusión de 100ºC a 130ºC, preferentemente de 110ºC a 120ºC.

Las temperaturas de fusión se determinan por DSC (Differential Scanning Calorimetry, calorimetría diferencial de barrido) conforme a la norma DIN 53765. La DSC es un procedimiento termoanalítico en el que se mide la diferencia entre las corrientes térmicas de una muestra y de una referencia en función de la temperatura y del tiempo cuando la muestra y la referencia se someten a un programa controlado de temperatura/tiempo. Por lo tanto, en el marco de...

1. Uso de una hoja que contiene un copolímero de propileno con una proporción de 1 a 30% en peso de monómeros de etileno, en la que a la proporción de propileno le corresponde en la DSC un pico que supera al de la proporción de etileno en al menos 13 K, o de una hoja formada por una mezcla de 50 a 90% en peso de un polipropileno y de 10 a 50% en peso de un polietileno, en la que al polipropileno le corresponde en la DSC un pico que supera al del polietileno en al menos 20 K, o de una hoja coextrudida que comprende al menos una primera capa de polietileno y una segunda capa de polipropileno, en la que al polipropileno le corresponde en la DSC un pico que supera al del polietileno en al menos 20 K, para la fabricación de embalajes mediante la técnica de soldeo por ultrasonido.

2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el copolímero de propileno es un copolímero aleatorio formado por 70 a 90% en peso de propileno y 10 a 30% en peso de etileno.

3. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla contiene como polipropileno un copolímero aleatorio de polipropileno o un copolímero de propileno heterofásico o un copolímero de impacto de propileno.

4. Uso de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la mezcla contiene como polietileno un polietileno lineal de baja densidad.

5. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera capa de la hoja contiene un copolímero aleatorio de propileno o un copolímero de propileno heterofásico o un copolímero de impacto de polipropileno.

6. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 5, caracterizado porque la primera capa de la hoja contiene un polipropileno en mezcla con hasta 50% en peso de polietileno.

7. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda capa de la hoja contiene un polietileno lineal de baja densidad.

8. Uso de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la segunda capa de la hoja contiene hasta 40% en peso de polietileno de baja densidad y/o de etileno/acetato de vinilo.

9. Uso de acuerdo con la reivindicación 5, 6 ó 7, caracterizado porque la hoja es una hoja de dos capas.

10. Uso de acuerdo con la reivindicación 5, 6 ó 7, caracterizado porque la hoja es una hoja de tres capas, con una capa central de polipropileno y dos capas exteriores de polietileno.

11. Uso de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la relación entre los grosores de las capas asciende a entre 1:8:1 y 1:1:1.

12. Uso de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el grosor de la hoja se encuentra en el intervalo de 30 a 200 µm.

13. Uso de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la hoja o una o varias capas de la hoja contienen aditivos habituales.

14. Uso de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la temperatura de fusión del componente de menor punto de fusión asciende a al menos 100ºC, preferentemente a al menos 110ºC.

15. Bolsa de embalaje obtenida de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14 mediante la técnica de soldeo por ultrasonido.