COMPOSICIONES DE RECUBRIMIENTO SELLABLES POR CALOR.

Una dispersión de micropartículas poliméricas en líquido orgánico obtenible por un procedimiento que comprende las etapas de:

i) proporcionar una mezcla que comprende un primer polímero con grupos funcionales capaces de reaccionar con los grupos ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico de un segundo polímero de polipropileno ii) hacer que fundan los polímeros a una temperatura elegida en condiciones de alto cizallamiento, preferiblemente en un extrusor, para formar una mezcla íntima iii) hacer que los grupos ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico del polímero de polipropileno reaccionen con al menos algunos de los grupos funcionales del primer polímero, en condiciones de alto cizallamiento, preferiblemente en un extrusor iv) diluir la mezcla resultante de la etapa iii) con un líquido orgánico a una temperatura de manera que se forme una disolución sustancialmente homogénea v) enfriar la disolución a una temperatura por la que se formen las micropartículas poliméricas de la dispersión

Esta invención se refiere a dispersiones poliméricas que comprenden dispersiones de polipropileno modificadas en líquido portador orgánico, útiles como composiciones de recubrimiento especialmente para uso en aplicaciones de cierre por calor para envases. También se proporciona un procedimiento para preparar las dispersiones.

Los envases de metal para alimentos y bebidas, por ejemplo latas y bandejas tapadas, normalmente están recubiertas en el interior para evitar reacción entre el contenido y el metal del que está constituida la lata. Dicha reacción conduce tanto al deterioro no deseado de la lata como también a efectos potencialmente perjudiciales en el contenido, en particular en términos de cambios en la calidad y el sabor. Sin un recubrimiento interno, la mayoría de las latas de alimentos o bebida no permanecería utilizable durante mucho tiempo. El recubrimiento se aplica con frecuencia al metal plano por recubrimiento con rodillo antes de que se forme la lata y después se seca y/o se cura en una operación en estufa. Las temperaturas de estufa típicas usadas son aproximadamente 200ºC durante 6 a 12 minutos. Se forma después la lata a partir del metal plano mediante un proceso de estirado antes de que se llene con comida o bebida y finalmente se cierra.

Se requiere que los recubrimientos tengan muy buena flexibilidad, adhesión, resistencia a la esterilización, propiedades de estabilidad y resistencia al enrojecimiento. La flexibilidad y la adhesión son esenciales si el recubrimiento tiene que permanecer intacto durante el proceso de formación de la lata cuando se estira la lámina de metal plano recubierta en la forma de la lata. Cuando se llenan las latas con comida, el contenido normalmente se esteriliza mediante el calentamiento de la lata cerrada a temperaturas de alrededor de 120ºC a 140ºC durante 10 a 90 minutos (dependiendo de la naturaleza del alimento). Después el recubrimiento está en contacto directo con el contenido de la lata durante un periodo de tiempo considerable que puede ser muchos años. Durante la esterilización y posterior almacenamiento, se requiere que el recubrimiento mantenga su integridad para que se evite la corrosión de la lata de metal y se evite la migración de metal en el contenido de la lata. Adicionalmente, el recubrimiento no debe dañar al contenido por liberación de material no deseado o por alteración del sabor o el aspecto. Estas propiedades de resistencia afectan no sólo al tiempo de durabilidad del producto sino también a la salud pública y la seguridad. Así, hay requerimientos particularmente rigurosos y específicos de composiciones de recubrimiento para interiores de latas que son diferentes de los de para otros recubrimientos.

En algunas aplicaciones, también se usa el recubrimiento para unir la tapa al cuerpo del envase. Por ejemplo, se puede proporcionar alimento para mascotas en una bandeja con una tapa de aluminio de longitud total, delgada. La tapa está unida a la bandeja mediante un recubrimiento, normalmente reticulado, que en la aplicación de calor y presión forma una unión o cierre adhesivo entre la tapa y la bandeja. Se accede al contenido simplemente retirando la tapa de aluminio flexible que a su vez rompe el cierre. La resistencia del cierre es muy importante ya que debe ser suficientemente fuerte para resistir el proceso de fabricación y llenado, no siendo sin embargo tan fuerte como para que sea difícil romper el cierre.

La patente de Estados Unidos 3.375.300 se refiere a composiciones de imprimación de metal a base de polipropileno modificado con anhídrido maleico y estudia el problema de corrimiento de la corrosión por debajo de la película. Esto se consigue formando mezclas de resinas de poliamida con el polímero de polipropileno. La patente de Estados Unidos 4.478.667 describe composiciones sellables por calor que comprenden mezclas de cantidades que fomentan la adhesión de polipropileno modificado con carboxilo y cantidades de estabilización por calor de polímero de buteno. Como se describe en ese documento, se requiere que el polímero de buteno estabilice el polipropileno a altas temperaturas.

Otras composiciones de recubrimiento conocidas útiles en esta memoria descriptiva contienen polipropileno no modificado. Esto está normalmente en forma de dispersiones en líquidos orgánicos. Sin embargo, la cantidad de polipropileno que se puede incorporar al recubrimiento está limitada a menos de aproximadamente 15%, calculada sobre una base no volumétrica, ya que los sólidos máximos trabajables a los que se pueden hacer las dispersiones de polipropileno están limitadas a aproximadamente 17% p/p. Este límite superior en sólidos es un resultado de la alta viscosidad de tales dispersiones, probablemente una consecuencia del gran tamaño medio de partícula que es típicamente aproximadamente 10 µm.

Tales dispersiones presentan una serie de desventajas principales. Primero, tanto las propias dispersiones como los recubrimientos que las contienen tienden a formar sedimentos difíciles de redispersar, duros. Esto da como resultado problemas significativos en plantas de producción de envases de metal que deben usar agitación a alta velocidad en los tanques volumétricos usados para almacenar los recubrimientos para contrarrestar la sedimentación. También son necesarias altas velocidades de circulación para evitar la sedimentación de las partículas en las tuberías del sistema de circulación. Aunque tales estrategias pueden resolver los problemas, son inconvenientes, inevitablemente caras, usan cantidades aumentadas de energía y se añaden así innecesariamente a emisiones de dióxido de carbono. Segundo, el espesor de recubrimiento típico del cierre es de 3 a 9 µm. Así, las partículas de diámetro medio de 10 µm tendrán una población sustancial sobresaliendo más allá de la superficie. Aunque poner en estufa el recubrimiento ocasiona algo de flujo del polipropileno, no produce una capa distribuida de manera uniforme y más bien resultan islas de polipropileno. Ya que es el polipropileno lo que constituye el cierre, esta desigualdad en la distribución da lugar a resistencias al cierre más deficientes y variables.

De acuerdo con esto, en un primer aspecto de la invención se proporciona una dispersión de micropartículas poliméricas en líquido orgánico obtenible por un procedimiento que comprende las etapas de:

i) proporcionar una mezcla que comprende un primer polímero con grupos funcionales capaces de reaccionar con los grupos ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico de un segundo polímero de polipropileno

ii) hacer que fundan los polímeros a una temperatura elegida en condiciones de alto cizallamiento, preferiblemente en un extrusor, para formar una mezcla íntima

iii) hacer que los grupos ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico del polímero de polipropileno reaccionen con al menos algunos de los grupos funcionales del primer polímero, en condiciones de alto cizallamiento, preferiblemente en un extrusor

iv) diluir la mezcla resultante de la etapa iii) con un líquido orgánico a una temperatura de manera que se forme una disolución sustancialmente homogénea

v) enfriar la disolución a una temperatura por la que se formen las micropartículas poliméricas de la dispersión

En un segundo aspecto de la invención se proporciona un procedimiento para la fabricación de la dispersión que comprende las etapas de:

i) proporcionar una mezcla que comprende un primer polímero con grupos funcionales capaces de reaccionar con los grupos ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico de un segundo polímero de polipropileno

ii) hacer que fundan los polímeros a una temperatura elegida en condiciones de alto cizallamiento, preferiblemente en un extrusor, para formar una mezcla íntima de los polímeros

iii) hacer que los grupos ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico del polímero de polipropileno reaccionen con al menos algunos de los grupos funcionales del primer polímero, en condiciones de alto cizallamiento, preferiblemente en un extrusor

iv) diluir la mezcla resultante de la etapa iii) con un líquido orgánico a una temperatura de manera que se forme una disolución sustancialmente homogénea

v) enfriar la disolución a una temperatura por la que se formen las micropartículas poliméricas de la dispersión

Preferiblemente, todas las etapas se realizan en un extrusor ya que esto permite un intercambio de calor más eficaz y así un calentamiento... [Seguir leyendo]

1. Una dispersión de micropartículas poliméricas en líquido orgánico obtenible por un procedimiento que comprende las etapas de:

i) proporcionar una mezcla que comprende un primer polímero con grupos funcionales capaces de reaccionar con los grupos ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico de un segundo polímero de polipropileno

ii) hacer que fundan los polímeros a una temperatura elegida en condiciones de alto cizallamiento, preferiblemente en un extrusor, para formar una mezcla íntima

iii) hacer que los grupos ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico del polímero de polipropileno reaccionen con al menos algunos de los grupos funcionales del primer polímero, en condiciones de alto cizallamiento, preferiblemente en un extrusor

iv) diluir la mezcla resultante de la etapa iii) con un líquido orgánico a una temperatura de manera que se forme una disolución sustancialmente homogénea

v) enfriar la disolución a una temperatura por la que se formen las micropartículas poliméricas de la dispersión.

2. Una dispersión de micropartículas poliméricas según la reivindicación 1, en la que los grupos funcionales del primer polímero son epoxi y/o hidroxilo.

3. Una dispersión de micropartículas poliméricas según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que el primer polímero es una resina epoxídica, preferiblemente procedente de bis fenol A diglicidil éter; una resina acrílica, una resina de poliuretano o una resina de poliéster.

4. Una dispersión de micropartículas poliméricas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero de polipropileno contiene anhídrido maleico en la cadena principal polimérica.

5. Una dispersión de micropartículas poliméricas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la relación en peso del primer polímero al segundo polímero de polipropileno es de 98:2 a 60:40.

6. Una dispersión de micropartículas poliméricas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los grupos ácido carboxílico y/o grupos anhídrido de ácido carboxílico del polímero de polipropileno reaccionan con los grupos funcionales del primer polímero para formar un dispersante capaz de dispersar las micropartículas de copolímero.

7. Una dispersión de micropartículas poliméricas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que al menos algunos de los grupos funcionales del primer polímero están disponibles para reticulación.

8. Una dispersión de micropartículas poliméricas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el contenido en ácido libre del copolímero de polipropileno es de 2 a 50 mg de KOH/g de polímero nv.

9. Una dispersión de micropartículas poliméricas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el líquido orgánico se elige de manera que el primer polímero sea soluble en el líquido y el copolímero de polipropileno sea insoluble a temperaturas de 15 a 50ºC.

10. Una dispersión de micropartículas poliméricas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que se proporciona un tercer polímero en la etapa ii).

11. Una dispersión de micropartículas poliméricas según la reivindicación 10, en la que el tercer polímero se selecciona del grupo que consiste en: vinilacetato de etileno, etilacrilato de etileno, isobutilacrilato de etileno, cloruro de vinilo y copolímeros de cloruro de vinilo, polipropileno clorado, copolímeros de etileno y propileno, copolímeros de etileno, propileno y dieno también conocidos como cauchos EPDM, caucho de butilo, caucho clorado, copolímeros de bloque de estireno vendidos como Kraton™, polibutadienos, copolímeros de butadieno y estireno, polivinilbutiral y poli(estearato de vinilo).

12. Una composición de recubrimiento que comprende una dispersión de micropartículas poliméricas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

13. Una composición de recubrimiento según la reivindicación 12 y exenta de polímero de buteno añadido.

14. Una composición de recubrimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes y que comprende además resina de reticulación.

15. Una lámina de metal, una tapa de metal y/o un envase de metal recubierto con una composición de recubrimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14.

16. Un procedimiento para la fabricación de las dispersiones según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende las etapas de:

i) proporcionar una mezcla que comprende un primer polímero con grupos funcionales capaces de reaccionar con los grupos ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico de un segundo polímero de polipropileno ii) hacer que fundan los polímeros a una temperatura elegida en condiciones de alto cizallamiento, preferiblemente en un extrusor, para formar una mezcla íntima de los polímeros

iii) hacer que los grupos ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico del polímero de polipropileno reaccionen con al menos algunos de los grupos funcionales del primer polímero, en condiciones de alto cizallamiento, preferiblemente en un extrusor iv) diluir la mezcla resultante de la etapa iii) con un líquido orgánico a una temperatura de manera que se forme una disolución sustancialmente homogénea

v) enfriar la disolución a una temperatura por la que se formen las micropartículas poliméricas de la dispersión.

17. Un procedimiento según la reivindicación 16, en el que todas las etapas se realizan en un extrusor.