COMPOSICIÓN PARA APLICACIONES DE ENVASES ESTERILIZABLES EN RETORTA.

Composición polimérica heterofásica, que comprende - una matriz que comprende un homo- y/o copolímero de propileno,

- una fase elastomérica de etileno/alfa-olefina C3-C12, dispersada en la matriz, de manera que la composición polimérica heterofásica además - tiene un MFR (230 ºC, 2,16 kg) menor que 8 g/10 min, - comprende unidades monoméricas obtenidas a partir de un compuesto que tiene por lo menos dos enlaces dobles, y - tiene una fracción soluble en xileno en frío que tiene una cantidad de unidades monoméricas derivadas de alfa-olefina C3-C12 de por lo menos el 60 % en peso

La presente invención se refiere a una composición polimérica heterofásica que es útil para la preparación de recipientes esterilizables, tales como bolsas de retorta (retort pouches) o envases médicos.

En la industria de los envases alimentarios existe una tendencia creciente a usar recipientes de plástico, especialmente bolsas que contienen alimentos esterilizados o precocinados. Las bolsas de retorta ofrecen muchas ventajas con respecto a los envases metálicos rígidos, tales como un tiempo de cocción/esterilización menor, menos espacio de almacenamiento en estanterías, una eliminación más sencilla, una mejora del sabor de los alimentos, etcétera. Las bolsas típicas tienen una estructura multicapa con poliolefinas tales como polietileno o polipropileno, adhesivos, capas barrera y externas. Es deseable que el material de poliolefina comunique al material de envasado final, rigidez así como una elevada resistencia a impactos. Adicionalmente, los polímeros deberían cumplir requisitos legales sobre normas de seguridad, por ejemplo, regulaciones de la FDA en términos de la cantidad de solubles en hexano.

Se observa también la misma tendencia, es decir, un uso creciente de materiales poliolefínicos, en la industria de los envases médicos. Nuevamente, el polímero debería comunicar al material de envasado final la suficiente rigidez así como una elevada resistencia a impactos.

Se sabe que la resistencia del polipropileno a los impactos se puede mejorar dispersando una fase de caucho en la matriz polimérica, obteniéndose de este modo una composición de polipropileno heterofásica. A un material de este tipo se le denomina también “polipropileno modificado para impacto”.

En el documento WO 2005/123827, un polipropileno heterofásico se sometió a una etapa de modificación reactiva con compuestos insaturados bifuncionalmente tales como dienos o compuestos de divinilo para mejorar el balance de la resistencia a los impactos, la rigidez, y la estabilidad superficial.

El documento EP 1860147 A1 da a conocer una composición de polipropileno heterofásico que presenta una resistencia al blanqueamiento por esfuerzo mejorada sin pérdida de un buen balance de resistencia a impactos y rigidez. El polímero heterofásico comprende una matriz homo- o copolimérica de propileno, un caucho de etileno/propileno que tiene un contenido de propileno de entre el 55 y el 90 % en peso, en donde el polímero heterofásico se ha modificado en una reacción de acoplamiento con un peróxido.

El documento EP 1167404 A1 da a conocer una composición polimérica que comprende un polímero de propileno semicristalino y un copolímero de etileno elastomérico que se ha modificado mediante reacción con monómeros bifuncionales en presencia de un compuesto generador de radicales. La composición polimérica obtenida presenta un balance mejorado de tenacidad, resistencia mecánica y resistencia al calor.

El documento US 2002/0082328 da a conocer una composición de polipropileno que comprende un polipropileno altamente cristalino, un elastómero de etileno/alfa-olefina, una sustancia de carga inorgánica, un peróxido orgánico, y un agente auxiliar reticulante. La composición polimérica presenta unas beneficiosas resistencia a las ralladuras, rigidez, resistencia al calor y resistencia a los impactos.

El documento EP 1354901 A1 da a conocer una composición polimérica heterofásica que comprende una matriz homo- o copolimérica de propileno y una fase de caucho de etileno/C3-C10 alfa-olefina dispersada en la primera, en donde la composición polimérica heterofásica tiene un MFR (230 ºC, 2,16 kg) de más de 100 g/10 min. La composición polimérica presenta una buena procesabilidad y un balance mejorado de propiedades mecánicas.

Para algunas aplicaciones de envasado de alimentos, tales como bolsas de retorta o algunas aplicaciones de envases médicos, es necesario un tratamiento de esterilización. Los procedimientos más comunes de esterilización son el uso de calor (vapor), radiación (radiación beta, electrones, o radiación gamma) o productos químicos (habitualmente óxido de etileno). La esterilización por vapor se lleva a cabo habitualmente en un intervalo de temperaturas de aproximadamente entre 120 y 130 ºC. Evidentemente, el tratamiento de un polímero bajo las condiciones de esterilización expuestas anteriormente puede tener un impacto sobre sus propiedades finales.

Para aplicaciones de envases, es muy importante que las prestaciones de resistencia de sellado del material polimérico, en particular en el área de una junta de soldadura en la que dos películas poliméricas se fijan entre sí, sigan estando a un nivel alto después de haberse sometido a una etapa de esterilización a alta temperatura. Si la esterilización tiene un impacto perjudicial sobre la resistencia de la costura de una junta de soldadura que fija dos películas poliméricas dentro del material de envasado, la junta de soldadura podría abrirse fácilmente bajo la aplicación de un esfuerzo. A este modo de fallo se le denomina también “efecto de pelado” y debería eliminarse tanto como sea posible.

No obstante, resulta ahora que las prestaciones de resistencia de sellado de un polipropileno heterofásico se ven perjudicadas significativamente durante una etapa de esterilización, en particular con cantidades altas de caucho dispersado en la matriz. En otras palabras, en polipropilenos conocidos modificados para impacto, la mejora de la resistencia a los impactos al aumentar la cantidad de caucho se logra a costa de la resistencia de sellado (o resistencia al pelado). La debilidad de los materiales de polipropileno conocidos modificados para impacto con respecto a sus prestaciones de resistencia de sellado después de una etapa de esterilización con cargas mayores de caucho limita su uso a recipientes o bolsas pequeños, típicamente menores que 500 g, es decir, a aplicaciones en las que los requisitos sobre la resistencia a los impactos no son los más altos. Dicha limitación está relacionada con el aumento de la tendencia al pelado con cantidades crecientes de la fase de caucho dispersada.

De este modo, es un objetivo de la presente invención proporcionar una composición de polipropileno que siga presentando una alta resistencia de sellado después de ser sometida a un tratamiento de esterilización, mientras que simultáneamente mantenga la resistencia a los impactos en un nivel alto. Además, la composición final debería seguir teniendo una rigidez suficiente y cumplir requisitos legales, por ejemplo, regulaciones de la FDA en términos de solubles en hexano.

Según la presente invención, el objetivo se logra proporcionando una composición polimérica heterofásica, que comprende

- una matriz que comprende un homo- y/o copolímero de propileno,

- una fase elastomérica de etileno/alfa-olefina C3-C12, dispersada en la matriz, de manera que la composición polimérica heterofásica además

- tiene un MFR (230 ºC, 2,16 kg) menor que 8 g/10 min,

- comprende unidades monoméricas obtenidas a partir de un compuesto que tiene por lo menos dos enlaces dobles; y

- tiene una fracción soluble en xileno en frío (XCS) que tiene una cantidad de unidades monoméricas derivadas de alfa-olefina C3-C12 de por lo menos el 60 % en peso.

El polipropileno que constituye la matriz puede ser un homopolímero de propileno, un copolímero de propileno, o una mezcla de los mismos.

En caso de que sea un copolímero de propileno, tiene preferentemente comonómeros obtenidos a partir de olefinas seleccionadas del grupo consistente en etileno, olefinas C4 a C20, más preferentemente etileno, olefinas C4 a C8, o cualquier mezcla de los mismos. Preferentemente, la cantidad de comonómeros es menor que el 8,0 % en peso, más preferentemente menor que el 5,0 % en peso, y todavía más preferentemente menor que el 3,0 % en peso, basándose en el peso del copolímero de propileno. En una realización preferida, es un homopolímero de propileno el que constituye la matriz.

En la presente invención, el término “matriz” debe interpretarse en su significado aceptado comúnmente, es decir, se refiere a una fase continua (en la presente invención, una fase polimérica continua) en la que se pueden dispersar partículas aisladas o discretas, tales como partículas de caucho. El homo- o copolímero de propileno está presente en una cantidad tal que forma una fase continua que puede actuar como matriz.

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1. Composición polimérica heterofásica, que comprende

- una matriz que comprende un homo- y/o copolímero de propileno,

- una fase elastomérica de etileno/alfa-olefina C3-C12, dispersada en la matriz,

de manera que la composición polimérica heterofásica además

- tiene un MFR (230 ºC, 2,16 kg) menor que 8 g/10 min,

- comprende unidades monoméricas obtenidas a partir de un compuesto que tiene por lo menos dos enlaces dobles, y

- tiene una fracción soluble en xileno en frío que tiene una cantidad de unidades monoméricas derivadas de alfa-olefina C3-C12 de por lo menos el 60 % en peso.

2. Composición polimérica heterofásica según la reivindicación 1, en la que la cantidad del homo- y/o copolímero de propileno en la matriz es por lo menos el 80 % en peso, más preferentemente por lo menos el 90 % en peso, sobre la base del peso de la matriz.

3. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la fase elastomérica de etileno/alfa-olefina C3-C12 es un caucho de etileno/propileno, que puede comprender adicionalmente unidades monoméricas derivadas de alfa-olefina C4-C12.

4. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la fase elastomérica de etileno/alfa-olefina C3-C12 tiene una cantidad de unidades monoméricas derivadas de alfaolefina C3-C12 de por lo menos el 60 % en peso.

5. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición polimérica heterofásica tiene un MFR (230 ºC, 2,16 kg) en el intervalo de entre 0,4 g/10 min y 4 g/10 min.

6. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición polimérica heterofásica tiene una fracción soluble en xileno en frío mayor que el 5 % en peso, más preferentemente por lo menos el 10 % en peso, todavía más preferentemente en el intervalo de entre el 15 y el 30 % en peso.

7. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción soluble en xileno en frío de la composición polimérica heterofásica tiene una cantidad de unidades monoméricas derivadas de alfa-olefina C3-C12 en el intervalo de entre el 65 y el 80 % en peso.

8. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción soluble en xileno en frío de la composición polimérica heterofásica tiene una viscosidad intrínseca de por lo menos 2,0 dl/g, más preferentemente por lo menos 2,5 dl/g.

9. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el compuesto que tiene por lo menos dos enlaces dobles es un compuesto que tiene por lo menos dos enlaces dobles carbono-carbono no aromáticos.

10. Composición polimérica heterofásica según la reivindicación 9, en la que el compuesto que tiene por lo menos dos enlaces dobles se selecciona de entre compuestos de divinilo, compuestos alílicos, dienos, compuestos de bis(maleimida) y bis(citraconimida) aromáticos y/o alifáticos, o cualquier mezcla de ellos.

11. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la cantidad de unidades monoméricas obtenidas a partir del compuesto que tiene por lo menos dos enlaces dobles está en el intervalo de entre el 0,01 % en peso y el 10 % en peso, más preferentemente entre el 0,05 % en peso y el 5 % en peso, sobre la base del peso de la composición polimérica heterofásica.

12. Película, que comprende la composición polimérica heterofásica según se define en una de las reivindicaciones 1 a 11.

13. Recipiente, que comprende la composición polimérica heterofásica según se define en una de las reivindicaciones 1 a 11 y/o la película según se define en la reivindicación 12.

14. Recipiente según la reivindicación 13, que se ha sometido a una esterilización por calor.

15. Proceso para la preparación de la composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende las siguientes etapas:

(i) proporcionar una composición polimérica heterofásica no modificada que comprende

- una matriz que comprende un homo- y/o copolímero de propileno,

- una fase elastomérica de etileno/alfa-olefina C3-C12 dispersada en la matriz,

(ii) someter la composición polimérica heterofásica no modificada de la etapa (i) a una etapa de 5 modificación reactiva con un compuesto que tiene por lo menos dos enlaces dobles.

16. Proceso según la reivindicación 15, en el que el compuesto que tiene por lo menos dos enlaces dobles se selecciona de entre compuestos de divinilo, compuestos alílicos, dienos, compuestos de bis(maleimida) y bis(citraconimida) aromáticos y/o alifáticos, o cualquier mezcla de ellos.

17. Proceso según la reivindicación 15 ó 16, en el que la composición polimérica heterofásica no modificada tiene 10 un MFR (230 ºC, 2,16 kg) menor que 1,5 g/10 min.

18. Proceso según una de las reivindicaciones 15 a 17, en el que la etapa de modificación reactiva se lleva a cabo en presencia de un agente formador de radicales, preferentemente un peróxido.

19. Composición polimérica heterofásica, que comprende

- una matriz que comprende un homo- y/o copolímero de propileno, - una fase elastomérica de etileno/alfa-olefina C3-C12 dispersada en la matriz, de manera que la composición polimérica heterofásica además

- tiene un MFR (230 ºC, 2,16 kg) menor que 1,5 g/10 min,

- comprende un compuesto que tiene por lo menos dos enlaces dobles, y

- tiene una fracción soluble en xileno en frío que tiene una cantidad de unidades monoméricas derivadas 20 de alfa-olefina C3-C12 de por lo menos el 60 % en peso.

20. Uso de la composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones 1 a 11, para la preparación de recipientes esterilizables o esterilizados, tales como bolsas de retorta o envases médicos.