Películas multicapa que tienen propiedades de sellado mejoradas.

Película multicapa que tiene propiedades de sellado mejoradas,

que comprende:

(a) una capa de núcleo que tiene un primer lado y un segundo lado, comprendiendo dicha capa de núcleo una combinación de un polímero de propileno y al menos un polímero blando;

(b) una primera capa de conexión que tiene un primer lado y un segundo lado, estando el segundo lado de la primera capa de conexión sobre el primer lado de dicha capa de núcleo, comprendiendo dicha primera capa de conexión un polímero blando y, opcionalmente, un polímero de capa de conexión, comprendiendo el polímero de capa de conexión opcional al menos uno de un homo, co o terpolímero de alfa-olefina C2-C8, un homo, co o terpolímero catalizado por metaloceno que comprende propileno, y mezclas de los mismos;

(c) una capa sellante sobre el primer lado de la primera capa de conexión; y

(d) una capa de revestimiento externa que tiene un primer lado y un segundo lado, estando el primer lado de la capa de revestimiento externa sobre el segundo lado de la capa de núcleo;

en la que cada uno de dichos polímeros blandos en dicha capa de núcleo y en dicha primera capa de conexión se selecciona del grupo que consiste en aquellos homopolímeros, copolímeros, terpolímeros u otros polímeros que tienen al menos uno de una temperatura del punto de fusión menor que, o igual a, 142ºC, un punto de reblandecimiento de Vicat menor que, o igual a, 105ºC y un módulo de flexión menor que, o igual a, 550 MPa.

Películas multicapa que tienen propiedades de sellado mejoradas

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas Esta solicitud no provisional de patente estadounidense reivindica el beneficio de la solicitud provisional estadounidense con número de serie 60/559.369, presentada el 2 de abril de 2004.

Campo técnico

Esta invención se refiere en general a películas de polímero multicapa termosellables que tienen propiedades de sellado mejoradas. Más específicamente, esta invención se refiere a tales películas de polímero multicapa que contienen estructuras de polímero que comprenden uno o más polímeros “blandos”.

Antecedentes de la invención Las películas multicapa basadas en polipropileno se usan ampliamente en aplicaciones de envasado, tales como bolsas para mezclas alimenticias, alimentos para mascotas, aperitivos y semillas secos. Tales películas multicapa deben tener la capacidad para formar sellos herméticos fiables a temperatura relativamente baja y, en algunos casos, la película debe realizarse así en presencia de contaminación en la región de sello, debido al contenido de las bolsas.

La patente estadounidense 6.624.247 B1 concedida a Kume et al. (Sumitomo Chemical Company, Ltd.) da a conocer una película basada en polipropileno de una composición de resina (C) que comprende: del 40 al 95 por ciento en peso de un copolímero basado en propileno (A) seleccionado de un copolímero al azar de propileno (i) de propileno con etileno y/o alfa-olefina y un copolímero basado en propileno (ii) compuesto por del 1 al 30 por ciento en peso de un componente (a) obtenido mediante copolimerización de propileno, una alfa-olefina y etileno en una primera etapa; y del 70 al 99 por ciento en peso de un componente (b) obtenido mediante copolimerización de esos en la etapa posterior, en la que la razón de copolimerización es diferente de la de la primera etapa; y del 5 al 60 por ciento en peso de un copolímero de bloque de polipropileno-etileno y/o alfa-olefina (B) que tiene un componente soluble en xileno (“CXS”) del 5, 0 por ciento en peso o más, en la que el CXS tiene un contenido de etileno y/o la alfaolefina del 14 al 35 por ciento molar y en la que la temperatura de termosellado de la película de la composición (C) es menor en 3ºC (5, 4ºF) o más que las de las películas respectivas de las composiciones (A) o (B) .

La patente estadounidense 6.641.913 B1 concedida a Hanyu et al. (Fina Technology, Inc.) da a conocer una película de poliolefina multicapa del tipo adecuado para la aplicación de envasado en la que se forman termosellos. La película multicapa comprende una capa de sustrato formada por un polímero termoplástico cristalino que tiene una superficie de contacto. Una capa de superficie termosellable se une a la superficie de contacto de la capa de sustrato y está formada por un polímero sindiotáctico de propileno eficaz para producir un termosello a sí mismo a una temperatura de sellado menor que 110ºC (230ºF) . La película multicapa puede estar orientada biaxialmente. En la producción de la película multicapa, se extruye un polímero termoplástico cristalino y se forma en una película de capa de sustrato. Se extruye por separado un segundo polímero que comprende un polímero sindiotáctico de propileno que es eficaz para formar una capa de superficie termosellable para formar una capa de superficie que se une posteriormente a la superficie de contacto de la capa de sustrato a una temperatura dentro del intervalo de 150260ºC.

La patente estadounidense 6.534.137 B1 concedida a Vadhar (Cr y ovac, Inc.) da a conocer una película multicapa laminada de dos componentes adecuada para su uso en el envasado de artículos, tales como alimentos para mascotas, que comprende un primer componente y un segundo componente no termorretraíble. El primer componente comprende una primera capa de película externa, una segunda capa de película opcional y una tercera capa de película opcional. Las capas de película primera y tercera comprenden copolímero de etileno/alfa-olefina, mientras que la segunda capa de película es un copolímero de etileno modificado. El segundo componente comprende una cuarta capa externa, una quinta capa de barrera al oxígeno, capas sexta y séptima que sirven como capas de conexión y se sitúan a cada lado de la capa de barrera. La película multicapa es termosellable a sí misma y otra película.

La patente estadounidense 5.888.648 concedida a Donovan et al. (Mobil Oil Corporation) da a conocer una película multicapa que tiene una estructura compuesta mejorada para proporcionar sellos herméticos a envases fabricados en un aparato de envasado a alta velocidad. La estructura de la película multicapa incluye un sustrato principal y una capa sellante. La capa sellante, a su vez, incluye una capa intermedia que tiene la función principal de adaptabilidad durante el sellado y una capa de sellado que tiene la función principal de proporcionar adhesividad al sello completado.

La patente estadounidense 6.326.068 concedida a Kong et al. (Mobil Oil Corporation) da a conocer una película multicapa que tiene una estructura compuesta mejorada para proporcionar sellos herméticos a envases fabricados en un aparato de envasado a alta velocidad. La estructura de la película multicapa incluye capas A/B/C/D. La capa de revestimiento A está formada a partir de copolímero de polipropileno con una velocidad de flujo del fundido mayor que uno o polietileno lineal de alta densidad con un índice de fusión mayor que uno. La capa de núcleo B está formada a partir de polipropileno. La capa intermedia C tiene la función principal de adaptabilidad durante el sellado, y la capa de sellado D tiene la función principal de proporcionar adhesividad al sello completado. La capa de sellado D incluye un agente antibloqueo que comprende partículas de polímero orgánico no distorsionables que tienen un tamaño de partícula promedio mayor que 6 micrómetros.

La solicitud estadounidense relacionada US 2002/0164470 concedida a Bader, presentada el 20 de febrero de 2002, da a conocer una capa de núcleo B que comprende un aditivo de reblandecimiento combinado en una capa de núcleo para mejorar la hermeticidad de un envase sellado. El aditivo de reblandecimiento potencia la adaptabilidad de la capa de núcleo con la capa sellable mientras se calienta la zona de sello a presión dentro de las mordazas de engarce durante las operaciones de sellado. La invención de la solicitud ’470 funciona durante las operaciones de sellado para efectuar un sello más hermético. La solicitud ’470 no enseña cómo efectuar un sello más resiliente o duradero “tras el sellado”. El término “adaptabilidad” tal como se usa en la solicitud ’470 se refiere a la deformación no elástica o conformación dentro de las mordazas de sellado durante las operaciones de sellado debido a la fluidez mejorada del núcleo durante la operación de sellado y no se refiere a la resistencia de sello tras el sellado ni al rendimiento del sello tras el sellado. Es posible mejorar la hermeticidad según la solicitud ’470 sin mejorar necesariamente de manera sustancial la resistencia de sello mínima.

Aunque cada una de las películas anteriores representaba una variedad de mejoras relacionadas con las películas de envasado, ninguna de las películas anteriores combina las mejoras deseadas en la procesabilidad, resistencia de sello, resistencia al impacto, hermeticidad, durabilidad y temperaturas de sello suficientemente reducidas para algunas de las operaciones de envasado que constituyen un reto hoy en día. Existen oportunidades de que las películas de polímero sustituyan a otros sustratos de envasado, tales como papel y lámina metálica, en muchas operaciones de envasado sensibles a la temperatura, tales como con barras de helado, barras de chocolate y alimentos particulados secos. La presente invención satisface estas y otras necesidades.

Sumario de la invención La presente invención se refiere principalmente a películas multicapa que tienen propiedades de sellado a baja temperatura mejoradas y resistencia de sello mejorada tal como se definen en una cualquiera de las reivindicaciones adjuntas. Las películas según esta invención comprenden una disposición de capas poliméricas coextruidas que contribuyen individual y colectivamente a mejorar la resistencia de sello, resistencia al impacto, resiliencia, hermeticidad y capacidad de sellado a temperatura reducida de la película. La película multicapa comprende al menos una capa de núcleo, una primera capa de conexión y una capa sellante y una capa externa ubicadas en un lado de la capa de núcleo opuesto a la capa sellante. La resistencia de sello de tal sello es mayor que 500 gramos... [Seguir leyendo]

1. Película multicapa que tiene propiedades de sellado mejoradas, que comprende:

(a) una capa de núcleo que tiene un primer lado y un segundo lado, comprendiendo dicha capa de núcleo una combinación de un polímero de propileno y al menos un polímero blando;

(b) una primera capa de conexión que tiene un primer lado y un segundo lado, estando el segundo lado de la primera capa de conexión sobre el primer lado de dicha capa de núcleo, comprendiendo dicha primera capa de conexión un polímero blando y, opcionalmente, un polímero de capa de conexión, comprendiendo el polímero de capa de conexión opcional al menos uno de un homo, co o terpolímero de alfa-olefina C2-C8, un homo, co o terpolímero catalizado por metaloceno que comprende propileno, y mezclas de los mismos;

(c) una capa sellante sobre el primer lado de la primera capa de conexión; y

(d) una capa de revestimiento externa que tiene un primer lado y un segundo lado, estando el primer lado de la capa de revestimiento externa sobre el segundo lado de la capa de núcleo;

en la que cada uno de dichos polímeros blandos en dicha capa de núcleo y en dicha primera capa de conexión se selecciona del grupo que consiste en aquellos homopolímeros, copolímeros, terpolímeros u otros polímeros que tienen al menos uno de una temperatura del punto de fusión menor que, o igual a, 142ºC, un punto de reblandecimiento de Vicat menor que, o igual a, 105ºC y un módulo de flexión menor que, o igual a, 550 MPa.

2. Película multicapa según la reivindicación 1, en la que un sello formado mediante una selladora de engarce de 200 gramos por 25 mm (gramo/pulgada) de peso, 138 kPa (20 psi) de presión y 0, 75 s de tiempo de residencia de dicha capa sellante a sí misma tiene una temperatura de sello mínima menor que o igual a 82, 2ºC (180ºF) , o preferiblemente menor que o igual a 80, 0ºC (176ºF) .

3. Película multicapa según la reivindicación 1, en la que el sello de la capa sellante a sí misma tiene una resistencia de sello mayor que 500 gramos por 25 mm (500 gramos por pulgada) para un sello formado en la selladora de engarce a una temperatura de al menos 87, 8ºC (190ºF) .

4. Película multicapa según la reivindicación 1, en la que el sello de la capa sellante a sí misma tiene una resistencia de sello mayor que 600 gramos por 25 mm (600 gramos por pulgada) para un sello formado en la selladora de engarce a una temperatura de al menos 93, 3ºC (200ºF) .

5. Película multicapa según la reivindicación 1, en la que dicho al menos un polímero blando de la capa de núcleo comprende entre el cinco por ciento en peso y el 40 por ciento en peso de dicha capa de núcleo.

6. Película multicapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha capa de revestimiento externa comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste en polietileno (PE) , polipropileno (PP) , copolímero de etileno-propileno (EP) , terpolímero de etileno-propileno-butileno (EPB) , un polímero de etileno-alcohol vinílico (EVOH) , y mezclas de los mismos.

7. Película multicapa según la reivindicación 1, que comprende además una segunda capa de conexión que tiene un primer lado y un segundo lado, estando el primer lado de la segunda capa de conexión sobre el segundo lado de la capa de núcleo y estando el segundo lado de la segunda capa de conexión sobre el primer lado de la capa de revestimiento externa.

8. Película multicapa según la reivindicación 7, en la que la segunda capa de conexión comprende al menos un polímero blando seleccionado del grupo que consiste en aquellos homopolímeros, copolímeros, terpolímeros u otros polímeros que tienen al menos uno de una temperatura del punto de fusión menor que,

o igual a, 142ºC, un punto de reblandecimiento de Vicat menor que, o igual a, 105ºC y un módulo de flexión menor que, o igual a, 550 MPa.

9. Película multicapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la primera capa de conexión comprende una resina adhesiva.

10. Película multicapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el segundo lado de la capa de revestimiento externa está recubierta con al menos un recubrimiento seleccionado del grupo que consiste en EVOH, polímeros acrílicos, poli (cloruro de vinilideno) (PVDC) , copolímeros de etileno-ácido acrílico (EAA) , copolímeros de etileno-acrilato de metilo (EMA) , o polialcohol (vinílico) (PVOH) , y combinaciones de los mismos.

11. Película multicapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el segundo lado de la capa de revestimiento externa está metalizado.

12. Película multicapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos una de la capa

de núcleo y la primera capa de conexión comprende además una resina hidrocarbonada.

13. Película multicapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos una de la capa sellante y la capa de revestimiento externa comprende además un agente antibloqueo.

14. Película multicapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la película está formada como un envase.

15. Envase según la reivindicación 14, en el que el envase es una bolsa.

16. Método de preparación de la película multicapa según la reivindicación 1, que comprende coextruir al menos:

(a) una capa de núcleo que tiene un primer lado y un segundo lado, comprendiendo dicha capa de núcleo una combinación de un polímero de propileno y al menos un polímero blando;

(b) una primera capa de conexión que tiene un primer lado y un segundo lado, estando el segundo lado de la primera capa de conexión sobre el primer lado de dicha capa de núcleo, comprendiendo dicha primera capa de conexión un polímero blando y, opcionalmente, un polímero de capa de conexión, comprendiendo el polímero de capa de conexión opcional al menos uno de un homo, co o terpolímero de alfa-olefina C2-C8, un homo, co o terpolímero que comprende propileno catalizado por metaloceno, y mezclas de los mismos; y

(c) una capa sellante sobre el primer lado de la primera capa de conexión; y

(d) una capa de revestimiento externa que tiene un primer lado y un segundo lado, estando el primer lado de la capa de revestimiento externa sobre el segundo lado de la capa de núcleo;

en el que cada uno de dichos polímeros blandos en dicha capa de núcleo y en dicha primera capa de conexión se selecciona del grupo que consiste en aquellos homopolímeros, copolímeros, terpolímeros u otros polímeros que tienen al menos uno de una temperatura del punto de fusión menor que, o igual a, 142ºC, un punto de reblandecimiento de Vicat menor que, o igual a, 105ºC y un módulo de flexión menor que, o igual a, 550 MPa.

17. Uso de la película multicapa según la reivindicación 1, para envasar un artículo o un bien, comprendiendo dicho uso las etapas de:

(i) encerrar un producto o artículo dentro de al menos una parte de la película;

(ii) enganchar una primera parte de la capa sellante con una segunda parte de la capa sellante en una zona de sello; y

(iii) aplicar presión y calor en la zona de sello para hacer que la primera parte se enganche con la segunda parte para crear al menos uno de un sello de aleta, un sello de solapa y un sello de engarce en la zona de sello.

18. Película multicapa según la reivindicación 1, en la que al menos un polímero blando de dicha capa de núcleo y dicha primera capa de conexión tiene un módulo de flexión menor que 345 MPa.

19. Película multicapa según la reivindicación 1, en la que al menos un polímero blando de dicha capa de núcleo y dicha primera capa de conexión tiene un módulo de flexión menor que 138 MPa.