ES2639287T3

ES2639287T3 - Sellados de apertura fácil esterilizables para películas de envasado

Info

Publication number: ES2639287T3
Application number: ES12815966.2T
Authority: ES
Inventors: Cyrille Billouard; Shaun Parkinson; Xiaosong Wu; John W. GARNETT
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: EP2797742B1; CN104136215B; US20140377548A1; IN2014CN04780A; CN104136215A; BR112014015813A2; MX2014007927A; WO2013101931A1; JP2015507565A; RU2014130753A; JP6207526B2; BR112014015813B1; BR112014015813A8; PL2797742T3; MX340400B; EP2797742A1

Abstract

Una película multicapa que comprende: a. una primera capa exterior que es termosellable, comprendiendo dicha primera capa exterior de 95 a 100 por ciento en peso de la primera capa exterior de un primer polímero, dicho primer polímero estándo derivado de propileno y opcionalmente uno o más comonómeros seleccionados del grupo que consiste en etileno y alfa olefinas C4-C8, dicho primer polímero teniendo un punto de fusión de al menos 125°C; b. una porción interior adyacente a la primera capa exterior, comprendiendo dicha porción interior (i) de 5 a 80 por ciento en peso de la porción interior de un polímero a base de propileno elastomérico; (ii) de 30 a 70 por ciento en peso de la porción interior de un copolímero aleatorio derivado de propileno y uno o más comonómeros adicionales seleccionados del grupo que consiste en etileno, y alfa olefinas C4-C8; y (iii) de 20 a 60 por ciento en peso de la porción interior de un segundo polímero, en donde el segundo polímero se selecciona del grupo que consiste en polietileno de baja densidad de alta presión, polietileno de alta densidad, copolímeros de etileno y ácido acrílico, copolímeros de etileno y ácido (met)acrílico y combinaciones de estos; c. opcionalmente una o más capas adicionales; y d. una segunda capa exterior dispuesta de modo que la porción interior está encapsulada entre la primera capa exterior y la segunda capa exterior, comprendiendo dicha segunda capa exterior un tercer polímero, en donde dicho tercer polímero se selecciona del grupo que consiste en polipropileno homopolímero, polipropileno copolímero aleatorio y polipropileno copolímero de impacto y combinaciones de estos.

Description

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DESCRIPCION

Sellados de apertura facil esterilizables para peKculas de envasado Campo de la invencion

La invencion esta relacionada con un sellado de apertura facil, esterilizable, termosellable, a base de poliolefinas. La invencion tambien esta relacionada con metodos para elaborar y utilizar el sellado de apertura facil, esterilizable, termosellable.

Antecedentes y compendio de la invencion

Las pelfculas de apertura facil y termosellables se emplean en gran escala para cerrar temporalmente envases que incluyen, por ejemplo, productos alimenticios. Durante el uso, un consumidor arranca la pelfcula pelable. Para ganar la aceptacion de los consumidores, se desea una cantidad de caractensticas asociadas con una pelfcula termosellable y pelable.

Las pelfculas termosellables deben ser capaces de ser selladas con la aplicacion de calor. Durante los procedimientos de sellado tfpico, la capa de soporte o de red de la pelfcula entra en contacto directo con una superficie calentada tal como una mandfbula de sellado. Asf el calor se transfiere a traves de la capa de soporte de la pelfcula para fundir y fusionar la capa selladora interior para formar un sello. Por consiguiente, la capa de soporte generalmente tiene una temperatura de fusion mas elevada que la capa selladora interior de modo que la capa de soporte de la pelfcula no se funde sustancialmente y por lo tanto no se adhiere a la superficie calentada.

Ademas, si el envase que se ha de sellar esta disenado para contener alimentos, particularmente alimentos no refrigerados, entonces, a fin de que el producto tenga una vida util aceptable (por ejemplo, al menos seis meses) el sello debera ser capaz de sobrevivir a una operacion de esterilizacion. Un procedimiento tfpico de esterilizacion somete al envase sellado a una temperatura de 100°C a 135°C durante 20 a 60 minutos o aun hasta 100 minutos, segun el tamano del envase. Durante el procedimiento de esterilizacion, se generan gases dentro del envase y la presion aumenta en gran forma. Aunque el sistema de esterilizacion puede incluir un exceso de presion para ayudar a equilibrar las presiones internas del envase, el resultado directo aun sera un envase presurizado durante la esterilizacion. Por lo tanto, las pelfculas utilizadas para sellar el envase deber ser suficientemente resistentes para soportar la presion interna aumentada y las temperaturas elevadas.

Debido a la necesidad de soportar dichas presiones, los sellos usados en aplicaciones de esterilizacion generalmente son diffciles de abrir a temperatura ambiente usando una fuerza manual promedio. Sena deseable contar con una pelfcula termosellable que pudiera soportar las condiciones de las aplicaciones de esterilizacion y aun asf fuera facilmente abierta manualmente por un consumidor. La fuerza requerida para tirar de un sellado y abrirlo se denomina "fuerza de sellado" o "fuerza de termosellado" la cual se puede medir de acuerdo con la norma ASTM (por sus siglas en ingles: American Society for Testing and Materials / Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales) F88-94. La fuerza de sellado deseada vana segun las aplicaciones espedficas del usuario final. Para las aplicaciones de envases flexibles, tales como bolsas para cereales, envases para refrigerios, tubos para galletitas y bolsas para mezcla para hacertortas, la fuerza de sellado deseada esta comprendida generalmente dentro del intervalo de 0,18-1,6 kilogramos por centimetro. Por ejemplo, en el caso de las bolsas para cajas de cereal de apertura facil, se especifica comunmente una fuerza de sellado dentro del intervalo de 0,35-0,52 kilogramos por centimetro, aunque los objetivos espedficos vanan segun los requerimientos individuales de los fabricantes. Ademas de la aplicacion para envases flexibles, una pelfcula sellable y pelable tambien se puede usar en aplicaciones para envases ngidos, tales como tapas para artfculos de consumo (por ejemplo, refrigerios tales como budines) y dispositivos medicos. Los envases ngidos tfpicos tienen una fuerza de sellado de 0,18-0,9 kilogramos por centfmetro. La capa sellante puede estar en la tapa o en el envase o en ambos.

Otra propiedad deseada para las pelfculas termosellables es una adecuada "adherencia en caliente". Despues de que la pelfcula se retira del contacto con la superficie calentada y/o del procedimiento de esterilizacion, la pelfcula se enfna a temperatura ambiente. Antes de que la capa selladora interior se enfne a temperatura ambiente, esta debera ser capaz de mantener su integridad de sellado. La capacidad de una capa adhesiva o selladora para resistir el deslizamiento del sellado mientras esta esta aun en un estado caliente o fundido, se denomina generalmente "adherencia en caliente". Para formar un buen sellado, la adherencia en caliente de la pelfcula sellable y pelable debera ser adecuada.

Tambien resulta deseable tener una temperatura baja de inicio de termosellado lo cual colabora para asegurar velocidades rapidas en la lmea de empaque y una ventana de sellado amplia que se podna adecuar a una variabilidad en las condiciones de procesamiento, tales como presion y temperatura. Una ventana de sellado amplia tambien posibilita una alta velocidad de empaque de productos sensibles al calor, como asf tambien, proporciona un grado de permisibilidad para introducir cambios en las velocidades de empaque o llenado.

Las caractensticas adicionales deseadas para las pelfculas termosellables incluyen un bajo coeficiente de friccion y buena resistencia al maltrato. Un bajo coeficiente de friccion asegura que la capa selladora se pueda procesar de forma pareja y eficiente en los equipos de fabricacion y empaque y es particularmente importante para los envases

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verticales del tipo formado-Nenado-y-seNado. La buena resistencia al maltrato y la dureza son deseables, por ejemplo, para que las bolsas de cajas de cereal resistan las roturas y perforaciones de los cereales ngidos, con forma irregular. Otras caractensticas adicionales incluyen el desempeno en cuanto al sabor y el olor y propiedades de barrera o transmision.

Se ha descubierto que ciertas pelfculas multicapa lograran uno o mas de los objetivos mencionados anteriormente, y seran por lo tanto particularmente adecuadas para aplicaciones de esterilizacion. La pelfcula multicapa comprende una primera capa exterior que es termosellable. La primera capa exterior comprende de 95 a 100 por ciento (en peso de la primera capa exterior) de un primer polfmero, dicho primer polfmero esta derivado de monomero de propileno y opcionalmente uno o mas comonomeros seleccionados del grupo que consiste en etileno y alfa olefinas C4-C8. El primer polfmero tiene un punto de fusion de al menos 125°C. La pelfcula multicapa ademas comprende una porcion interior adyacente a la primera capa exterior. La porcion interior puede ser una sola capa o puede comprender varias capas. Al menos una capa de la porcion interior comprende un polfmero a base de propileno elastomerico ("EPBP"). Asimismo, al menos una capa de la porcion interior comprende un segundo polfmero, donde el segundo polfmero se selecciona del grupo que consiste en un polietileno de baja densidad de alta presion, polietileno de alta densidad, copolfmeros de etileno y acido acnlico, copolfmeros de etileno y acido (met)acnlico y combinaciones de estos. El segundo polfmero puede estar junto con el EPBP en la misma capa o puede estar en una capa separada. Tambien se proyecta que la porcion interior puede opcionalmente comprender una o mas capas adicionales, que pueden o no pueden contener EPBP o el segundo polfmero. La pelfcula multicapa ademas comprende una segunda capa exterior dispuesta de modo que la porcion interior esta encapsulada entre la primera capa exterior y la segunda capa exterior. La segunda capa exterior comprende un tercer polfmero, donde dicho tercer polfmero se selecciona del grupo que consiste en polipropileno homopolfmero, polipropileno copolfmero aleatorio y polipropileno copolfmero de impacto y combinaciones de estos.

La Publicacion de Patente de EE.UU. Nro. 2004/0151932 concedida a Galloway se orienta a pelfculas selladoras que comprenden una primera capa selladora la cual se delamina o se pela facilmente de una segunda capa de pelfcula adyacente. La primera capa selladora y la segunda capa adyacente de la pelfcula selladora comprenden restos de propileno o etileno donde los restos de propileno o etileno pueden ser homopolfmeros o copolfmeros. Las estructuras de la pelfcula se pueden usar independientemente, o laminarse con una segunda estructura de la pelfcula donde la segunda estructura de la pelfcula puede comprender una sola capa o multiples capas. Las pelfculas selladoras se pueden termosellar con un componente del envasado, tal como una bandeja ya sea como una sola estructura de la pelfcula o como un laminado que comprende una segunda estructura de la pelfcula. Las estructuras de la pelfcula selladora se pueden usar como operculos esterilizables, sin embargo, las pelfculas selladoras divulgadas por Galloway, no poseen las propiedades deseadas para la esterilizacion.

Descripcion detallada de la invencion

El termino "polfmero", como se emplea en esta memoria, se refiere a un compuesto polimerico preparado mediante la polimerizacion de monomeros, ya sean del mismo tipo o de un tipo diferente. Por lo tanto, el termino generico polfmero abarca el termino "homopolfmero", usualmente empleado para referirse a polfmeros preparados a partir de un solo tipo de monomero como asf tambien "copolfmero" que se refiere a polfmeros preparados a partir de dos o mas monomeros diferentes.

La "resistencia del fundido" que tambien se denomina en la tecnica pertinente "tension del fundido" se define y cuantifica en la presente para significar la tension o la fuerza (segun se aplica mediante un tambor arrollador equipado con una celda de deformacion) requerida para estirar un extrudido fundido con una velocidad de tiro a la cual la resistencia del fundido se estabiliza antes de la tasa de rotura por encima de su punto de fusion mientras pasa a traves de la hilera de un plastometro normalizado tal como el descripto en la norma ASTM D1238-E. Los valores de resistencia del fundido, descritos en esta memoria en centi-Newtons (cN), se determinan usando una unidad Gottfert Rheotens a 190°C.

La presente invencion se relaciona con una pelfcula multicapa particularmente bien adecuada para termosellados usados en aplicaciones de esterilizacion. La pelfcula multicapa comprende una primera capa exterior que es termosellable. La primera capa exterior comprende de 95 a 100 por ciento (en peso de la primera capa exterior) de un primer polfmero, dicho primer polfmero esta derivado de monomero de propileno y opcionalmente uno o mas comonomeros seleccionados del grupo que consiste en etileno y alfa olefinas C4-C8. Dicho primer polfmero puede ser polipropileno homopolfmero pero mas preferiblemente es un copolfmero aleatorio de unidades derivadas de propileno y desde 0,1 a 10 % de unidades derivadas de etileno y/o uno o mas monomeros de alfa-olefina que tienen de cuatro a ocho atomos de carbono. Los lfmites en cuanto a la cantidad de comonomero dependeran en parte del metodo de polimerizacion, inclusive de la seleccion del catalizador (de sitio unico, de metaloceno, de post- metaloceno, de Ziegler-Natta, etc.) elegido. El primer polfmero debera tener una velocidad de flujo en fusion ("MFR") de 0,5 a 25 g/10 min (segun se determina de acuerdo con la norma ASTM D1238, 2,16 kg, 230°C), mas preferiblemente de 2 a 1 g/10 min. La MFR particular seleccionada dependera en parte de los metodos de fabricacion considerados tales como pelfcula soplada, revestimiento por extrusion, extrusion de lamina, o procedimientos de pelfcula colada. El primer polfmero puede tener una densidad (segun se determina de acuerdo con la norma ASTM D-792) entre 0,890 y 0,902 g/cm3. El primer polfmero debera tener un punto de fusion (segun se determina de acuerdo con el metodo DSC (calorimetna diferencial de barrido, por sus siglas en ingles) descrito a

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continuacion) de al menos 125°C, mas preferiblemente al menos 130°C o 135°C.

La primera capa exterior opcionalmente puede contener hasta 5 por ciento (en peso de la primera capa exterior) de un polfmero elastomerico a base de propileno o "EPBP". Los EPBP comprenden al menos un copoKmero con al menos 50 por ciento en peso de unidades derivadas de propileno y al menos 5 por ciento en peso de unidades derivadas de un comonomero distinto de propileno, preferiblemente etileno. Los polfmeros a base de propileno elastomerico adecuados incluyen los plastomeros o elastomeros a base de propileno ("PBPE") ensenados en W003/040442 y WO/2007/024447. Son de particular interes para usar en la presente invencion los EPBP que tienen una distribucion de peso molecular menor que 3,5, inclusive los PBPE de grado reactor. La expresion "grado reactor" se refiere a una resina poliolefrnica cuya distribucion de peso molecular (MWD, por sus siglas en ingles) o polidispersion no ha sido sustancialmente alterada despues de la polimerizacion. La expresion distribucion de peso molecular o "MWD" se define como la proporcion entre el peso molecular medio ponderado y el peso molecular medio numerico (Mw/Mn). Mw y Mn se determinan de acuerdo con metodos conocidos en la tecnica usando GPC (cromatograffa de permeacion en gel, por sus siglas en ingles) convencional. El EPBP preferido tendra un calor de fusion (segun se determina usando el metodo DSC descrito en W02007/024447) menor que 90 Joules/g, preferiblemente menor que 70 Joules/g, mas preferiblemente menor que 50 Joules/g. Cuando se utiliza el comonomero de etileno preferido, el EPBP tiene de 3 a 15 por ciento de etileno, o de 5 a 14 por ciento de etileno, o 7 a 12 por ciento de etileno, en peso de EPBP.

Otros comonomeros que se pueden usar en lugar o ademas del comonomero de etileno preferido en el EPBP incluyen a-olefinas C4-20, dienos C4-20, compuestos estirenicos y otros similares. Preferiblemente el comonomero es al menos uno entre etileno y a-olefina C4-12 tal como 1-hexeno o 1-octeno. Preferiblemente, las unidades restantes del copolfmero se derivan solamente de etileno. La cantidad de comonomero distinto al etileno en el elastomero o plastomero basado en propileno es una funcion, al menos en parte, del comonomero y el calor de fusion deseado del copolfmero. Si el comonomero es etileno, entonces generalmente las unidades derivadas de comonomero no comprenden mas de 15 % en peso del copolfmero. La cantidad minima de unidades derivadas de etileno es generalmente al menos 3, preferiblemente al menos 5 y mas preferiblemente al menos 9 % en peso sobre la base del peso del copolfmero. Si el polfmero comprende al menos otro comonomero distinto de etileno, entonces la composicion preferida tendna un calor de fusion aproximadamente en el intervalo de un copolfmero de propileno- etileno con 3 a 20 % en peso de etileno.

Los EPBP de esta invencion se pueden realizar mediante cualquier procedimiento, e incluye copolfmeros realizados mediante CGC (catalizador de geometna restringida, por sus siglas en ingles), y catalisis de metaloceno, y sin metaloceno, centrada en metal, por enlaces de heteroarilo. Estos copolfmeros incluyen copolfmeros aleatorio, copolfmeros de bloques y copolfmeros de injerto aunque los copolfmeros preferiblemente tienen una configuracion aleatoria. Los ejemplos de copolfmeros de propileno incluyen el polfmero VISTAMAXX™ de Exxon-Mobil y los elastomeros y plastomeros de propileno/etileno VERSIFY™ de The Dow Chemical Company.

La densidad de los elastomeros o plastomeros a base de propileno de esta invencion es generalmente al menos 0,850, puede ser al menos 0,860 y tambien puede ser al menos 0,865 gramos por centfmetro cubico (g/cm3) segun se mide con la norma ASTM D-792. Preferiblemente, la densidad es menor que 0,89 g/cc. En general, cuanto menor es la densidad, menor es la opacidad.

El peso molecular medio ponderado (Mw) de los elastomeros o plastomeros a base de propileno de esta invencion puede variar ampliamente, pero generalmente esta entre 10.000 y 1.000.000 (en el entendimiento de que el unico ifmite sobre el Mw mmimo o maximo es el establecido por las consideraciones practicas). Para los homopolfmeros y copolfmeros usados en la elaboracion de sellos pelables, preferiblemente el Mw mmimo es aproximadamente 20.000, mas preferiblemente aproximadamente 25.000.

La polidispersion de los polfmeros a base de propileno elastomerico de esta invencion es tfpicamente entre 2 y 5. En general para una baja opacidad, se prefiere utilizar material con una polidispersion estrecha. "Polidispersion estrecha", "distribucion de peso molecular estrecha", "MWD estrecha" y expresiones similares significan una proporcion (Mw/ Mn) entre peso molecular medio ponderado (Mw) y peso molecular medio numerico (Mn) menor que 3,5, puede ser menor que 3,0, tambien puede ser menor que 2,8, tambien puede ser menor que 2,5.

Los EPBP para usar en la primera capa exterior de la presente invencion idealmente tienen una MFR de 0,5 a 25 g/10 min, preferiblemente de 1 a 15, mas preferiblemente de 2 a 10. La MFR para copolfmeros de propileno y etileno y/o una o mas a-olefina C4-C20 se mide de acuerdo con la norma ASTM D-1238, condicion L (2,16 kg, 230 grados C).

Las pelmulas multicapa de la presente invencion ademas comprenden una porcion interior que es adyacente a la primera capa exterior. La porcion interior puede comprender una sola capa o multiples capas, inclusive microcapas. Al menos una capa de la porcion interior comprende un EPBP como se describio anteriormente. Asimismo, al menos una capa de la porcion interior comprende un segundo polfmero, donde el segundo polfmero se selecciona del grupo que consiste en un polietileno de baja densidad de alta presion, polietileno de alta densidad, copolfmeros de etileno y acido acnlico, copolfmeros de etileno y acido (met)acnlico y combinaciones de estos. El segundo polfmero puede estar junto con el EPBP en la misma capa o puede estar en una capa separada. Sin estar ligados a ninguna teona en particular, se cree que incluir el segundo polfmero en la misma capa que el EPBP da por resultado un mecanismo

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de estallido por fallo cohesivo como se representa en la Figura 1 mientras que incluir el segundo poKmero en una capa separada da por resultado un mecanismo de estallido por fallo por delaminacion como se representa en la Figura 2.

El segundo polfmero para usar en la porcion interior se selecciona del grupo que consiste en polietileno de baja densidad de alta presion, polietileno de alta densidad, copolfmeros de etileno y acido acnlico o (met)acnlico y combinaciones de estos. Tambien se puede hacer referencia a la expresion "polietileno de baja densidad de alta presion" como "LDPE", "polfmero de etileno de alta presion" o "polietileno altamente ramificado" y se define con el significado de que el polfmero esta parcial o totalmente homopolimerizado o copolimerizado en autoclave o reactores tubulares con presiones superiores a 100 MPa (14.500 psi (libras por pulgada cuadrada)) con el uso de iniciadores de radicales libres, tales como peroxidos (ver, por ejemplo, la patente de EE.UU. Nro. 4.599.392). Se prefiere que el LDPE, si esta presente, tenga un mdice de fusion (segun se determina de acuerdo con la norma ASTM D1238, 2,16 kg, 190°C) de 0,5 a 35 g/10 min, mas preferiblemente de 2 a 10 g/10 min, y una densidad (segun se determina de acuerdo con la norma ASTM D-792) de 0,915 a 0,935 g/cm3, preferiblemente de 9,915 a 0,930. La expresion "polietileno de alta densidad" o "HDPE" a los fines de esta invencion indican polietileno lineal que tiene una densidad mayor que 0,940 g/cm3. El HDPE preferido tiene un mdice de fusion de 0,5 a 10 g/10 min, mas preferiblemente de 2 a 10 g/10 min. Copolfmeros de etileno y acido acnlico ("EAA") o copolfmeros de etileno y acido (met)acnlico ("EMAA") se refiere a copolfmeros derivados de etileno y acido acnlico o acido (met)acnlico, respectivamente. Los copolfmeros EAA o EMAA preferidos comprenden de 3 a 20 por ciento en peso de unidades derivadas de copolfmero de acido carboxflico. Los polfmeros adecuados que contienen carboxilo incluyen los que comercializa The Dow Chemical Company con el nombre comercial PRIMACoR™.

Cuando el EPBP esta combinado con el segundo polfmero en al menos una capa, el EPBP comprende de 5 a 80 por ciento en peso de la capa, preferiblemente de 30 a 80 %, mas preferiblemente de 40 a 80 %. El segundo polfmero comprende de 20 a 60 %. La resina de copolfmero aleatorio de polipropileno esta presente en una cantidad de 30 a 70 por ciento en peso de la capa, mas preferiblemente de 40 a 70 %, incluso mas preferiblemente de 50 a 70 % y/u homopolfmero de polipropileno preferiblemente en una cantidad de 5 a 10 por ciento en peso de la capa.

Para las realizaciones en las que el EPBP y el segundo polfmero estan en capas separadas, se prefiere que cada capa consista esencialmente en el EPBP puro o el segundo polfmero puro junto con cualquier aditivo. En tales realizaciones, no esta involucrada ninguna morfologfa de combinacion para crear fases inmiscibles, y por lo tanto, se minimizan las fluctuaciones a partir de variaciones menores en el proceso de fabricacion. Se proyecta que la porcion interior de las pelmulas de esta realizacion de la presente invencion puede comprender tan solo dos capas separadas, pero tambien puede comprender una serie de microcapas. "Microcapas" se refiere a secuencias que comprenden un numero, n, de unidades de repeticion, cada unidad de repeticion comprende al menos dos microcapas, (a) y (b), donde una capa comprende PBPE y la otra capa comprende un segundo polfmero, de forma tal que la estructura obtenida tiene la formula [(a)(b)]n. "n" esta definido por el bloque de alimentacion multiplicador del extrusor de microcapas. La secuencia de repeticion de microcapas opcionalmente tambien puede contener una o mas capas de repeticion adicionales, capas (c), (d), etc., o una capa que no se repite comunmente llamada capa de encapsulado. El espesor general puede ser similar al de las pelmulas sopladas o coladas clasicas, por ejemplo 25 a 200 pm (micrones). Las proporciones de las capas individuales se pueden ajustar segun las caractensticas deseadas de la pelmula pero en general las proporciones A/B, A/C y B/C estan dentro del intervalo de 0,2 a 0,8, y la proporcion entre la capa de encapsulado (si esta presente) y la porcion de repeticion de la pelmula de microcapas generalmente es entre 0,025 y 0,8. Las pelmulas multicapa de la presente invencion ademas comprenden una segunda capa exterior dispuesta de modo que la porcion interior esta encapsulada entre la primera capa exterior y la segunda capa exterior. Se debera entender que el termino "encapsular" como se emplea en esta memoria se refiere a las superficies planas; no es necesario que los bordes de la porcion interior tambien esten encapsulados por la primera capa exterior y la segunda capa exterior.

La segunda capa exterior comprende un tercer polfmero, donde dicho tercer polfmero se selecciona del grupo que consiste en polipropileno homopolfmero, polipropileno copolfmero aleatorio y polipropileno copolfmero de impacto y combinaciones de estos. Las preferencias descritas para el primer polfmero son aplicables al tercer polfmero, y por cierto, el tercer polfmero puede ser igual al primer polfmero. En general se prefiere que la MFR del tercer polfmero sea de 0,5 a 35 g/10 min (segun se determina de acuerdo con la norma ASTM D1238, 2,16 kg, 230°C), mas preferiblemente de 2 a 10 g/10 min. La MFR particular seleccionada dependera en parte de los metodos de fabricacion considerados tales como pelmula soplada, revestimiento por extrusion, extrusion de lamina, o procedimientos de pelmula colada.

Opcionalmente, las pelmulas multicapa de la presente invencion pueden contener una o mas capas adicionales para proporcionar funcionalidad adicional. Por ejemplo, se pueden agregar capas que comprenden polfmeros de etileno y alcohol vimlico o polfmeros de poliamida para proporcionar estabilidad estructural adicional y/o propiedades de barrera.

Se prefiere que la primera capa exterior tenga un espesor menor que 30 pm (micrones), preferiblemente menor que 20 pm (micrones), mas preferiblemente 10 pm (micrones) o menos. El espesor de la primera capa exterior determina la fuerza necesaria para iniciar el estallido. Por consiguiente, pelmulas mas delgadas requeriran menos fuerza para iniciar el estallido. Una vez que el estallido se ha iniciado, la pelmula sera de apertura facil teoricamente de acuerdo

con el mecanismo de estallido por fallo cohesivo o por delaminacion como se describio anteriormente. No obstante, tambien se debera entender que las pelfculas mas delgadas seran mas susceptibles de sufrir danos durante el procedimiento de esterilizacion. Por consiguiente, debera optimizarse el espesor de la primera capa exterior para lograr un equilibrio apropiado de estas propiedades.

5 Se prefiere que la pelfcula tenga un espesor total menor que 200 pm (micrones), mas preferiblemente menor que 150 pm (micrones).

Ejemplos

A fin de demostrar la utilidad de la presente invencion se realizo una serie de pelfculas multicapa usando las resinas descritas en la Tabla I

10 Ejemplos

Tabla I (Resinas usadas en los ejemplos)Resina: Descripcion Comonomero indice de fusion* (g/10 min) Densidad (g/cm3) MFR** (g/10min) Punto de fusion (°C)

A: Copolfmero aleatorio de polipropileno Etileno 0,900 2 144

B: Copolfmero de impacto de polipropileno Etileno 0,902 0,5 164

C: Copolfmero de impacto de polipropileno Etileno 0,900 0,8 164

D: Polipropileno homopolfmero Ninguno 0,900 2,1 164

E: LDPE alta presion Ninguno 0,75 0,924 112

F: LDPE alta presion Ninguno 2 0,925 114

G: LDPE alta presion Ninguno 2 0,920 110

H: PBPE 9 % en peso de etileno 0,876 2 82

I: PBPE 5 % en peso de etileno 0,888 2 107

* a 190°C bajo 2,16 kg

** a 230°C bajo 2,16 kg

Se utilizan los siguientes metodos de analisis para determinar los valores descritos en la Tabla 2:

La opacidad (%) se determina de acuerdo con la norma ASTM D1 003-11

La temperatura de inicio de termosellado (HSIT, por sus siglas en ingles) (°C) se determina de acuerdo con la norma 15 ASTMF2029-00 con una inspeccion visual de la curva de termosellado obtenida para la determinacion de la

temperatura a la cual la curva de fuerza de sellado se eleva por encima de 2 N/15mm.

La resistencia pico al estallido (N/15 mm) se determina de acuerdo con la norma ASTM F2029-00 con una inspeccion visual de la curva de sellado obtenida, para determinar la resistencia de sellado pico en el intervalo completo de temperaturas de sellado.

20 La resistencia estabilizada al pelado (N/15mm) se determina de acuerdo con la norma ASTM F2029-00 con una

inspeccion visual de la curva de sellado obtenida, la seccion de la curva de sellado despues (pico), determinacion del intervalo de temperaturas en el cual la variacion de la resistencia de sellado es menor que 2N/15mm a lo largo del intervalo.

La ventana de sellado (°C) se determina de acuerdo con la norma ASTM F2029-00 con una inspeccion visual de la 5 curva de sellado obtenida, para determinar el intervalo de temperaturas en el cual la totalidad de las resistencias de sellado son superiores a 2 N/15 mm.

Tabla II - Ejemplos de A) - Capa de encapsulado de pelado cohesivo para un mecanismo de estallido por fallo cohesivo

: Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3

Estructura de la pelfcula: A/B/C 70/20/10 A/B/C 70/20/10 A/B/C 70/20/10

Espesor de la pelfcula (pm) (micrones): 100 100 100

Capa A: 100 % Resina A 100 % Resina A 100 % Resina A

Capa B: Compuesto: 50 % Resina H + 50 % Resina F Compuesto: 35 % Resina A + 15 % Resina H + 50 % Resina F Compuesto: 33 % Resina A + 2 % Resina D + 15 % Resina H + 50 % Resina F

Capa C: 100 % Resina A 100 % Resina A 100 % Resina A

Capa D: inexistente inexistente inexistente

Capa E: inexistente inexistente inexistente

Modo de fallo: Estallido + fallo por Estallido + fallo por Estallido + fallo por

delaminacion
delaminacion
delaminacion

Opacidad antes de esterilizacion (%): 6 4 9

Opacidad despues de esterilizacion (%): 16 13 15

Propiedades del sellado antes de esterilizacion

HSIT (°C): 130 130 130

Resistencia pico al estallido: 8 -10 N/15 mm 7 N/15 mm 7 N/15 mm

: (3 - 4lb/pulgada) (2,8 lb/pulgada) (2,8 lb/pulgada)

Resistencia estabilizada: 4 N/15 mm 2 N/15 mm 2 N/15 mm

al pelado: (1,5 lb/pulgada) (0,8 lb/pulgada) (0,8 lb/pulgada)

Propiedades del sellado despues de esterilizacion: 130 130 130

HSIT (°C): 8 -10 N/15 mm 7 N/15 mm 7 N/15 mm

Resistencia pico al estallido (N/15 mm): (3-4 lb/pulgada) (2,8 lb/pulgada) (2,8 lb/pulgada)

Resistencia estabilizada: 4 N/15 mm 2 N/15 mm 2 N/15 mm

al pelado (N/15 mm): (1,5 lb/pulgada) (0,8 lb/pulgada) (0,8 lb/pulgada)

Tabla II2

: Ejemplo 4 Ejemplo 5 Ejemplo 6 Ejemplo 7 Ejemplo 8

Estructura de la peKcula: A/A/B/A 35/35/20/10 A/C/B/C 35/35/20/10 A/A/B/A 35/35/20/10 A/C/B/C 35/35/20/10 A/C/B/C 35/35/20/10

Espesor de la pelfcula (pm) (micrones): 100 100 100 100 100

Capa A: 100 % Resina A 100 % Resina A 100 % Resina A 100 % Resina A 100 % Resina A

Capa B: Compuesto: 35 % Resina A, 45 % Resina E, 15 % Resina I, 5 % Resina K Compuesto: 35 % Resina A, 45 % Resina E, 15 % Resina I, 5 % Resina K Compuesto: 35 % Resina A, 35 % Resina E, 15 % Resina I, 15 % Resina K Compuesto:35 % Resina A, 50 % Resina E, 15 % Resina I Compuesto: 55 % Resina A, 30 % Resina E, 15 % Resina I

Capa C: inexistente 85 % Resina A, 15 % Resina K inexistente 95 % Resina A, 5 % Resina J 95 % Resina A, 5 % Resina J

Opacidad antes de esterilizacion (%): 3,67 28,6 4,27 3,45 4,02

Opacidad despues de esterilizacion (%): 13,6 38,7 14,3 13 14,5

Propiedades del sellado

antes de esterilizacion:

HSIT (°C): 130 130 130 130 130

Resistencia pico al estallido: 7 N/15 mm (lb/pulgada) 8 N/15 mm (lb/pulgada) 12 N/15 mm (lb/pulgada) 8 N/15 mm (lb/pulgada) 10 N/15 mm (lb/pulgada)

Resistencia estabilizada al pelado: 2N/15 mm (lb/pulgada) 2N/15 mm (lb/pulgada) 1 N/15 mm (lb/pulgada) 2,5 N/15 mm (lb/pulgada) 3 N/15 mm (lb/pulgada)

Propiedades del sellado despues de

esterilizacion:

HSIT (°C): 130 130 130 130 130

Resistencia pico al estallido: 8 N/15 mm (lb/pulgada) 9 N/15 mm (lb/pulgada) 8,5 N/15 mm (lb/pulgada) 9 N/15 mm (lb/pulgada) 16 N/15 mm (lb/pulgada)

Resistencia estabilizada al pelado: 1 N/15 mm (lb/pulgada) 1,5 N/15 mm (lb/pulgada) 1,5 N/15 mm (lb/pulgada) 2 N/15 mm (lb/pulgada) 3 N/15 mm (lb/pulgada)

Tabla III Ejemplos de B) - Capas de encapsulado de pelado por delaminacion para un mecanismo de estallido por fallo de delaminacion

: Ejemplo 9 Ejemplo 10

Estructura de la pelfcula: A/B/C/D/E 40/10/30/10/10 A/B/C/D/E 40/10/30/10/10

Espesor de la pelfcula (pm) (micrones): 100 100

Capa A: 100 % Resina A 100 % Resina A

Capa B: 100 % Resina I 100 % Resina II

Capa C: 100 % Resina E 100 % Resina E

Capa D: 100 % Resina I 100 % Resina H

Capa E: 100 % Resina A 100 % Resina A

Modo de falla: Estallido + fallo por delaminacion Estallido + fallo por delaminacion

Opacidad antes de esterilizacion (%): 5 8

Opacidad despues de esterilizacion (%): 16 20

Propiedades del sellado

antes de esterilizacion:

HSIT (°C): 130 130

Resistencia pico al estallido: 8 -10 N/15 mm 8 -10 N/15 mm

: (3-4 lb/pulgada) (3-4 lb/pulgada)

Resistencia estabilizada al: 0,5 N/15 mm 1 N/15 mm

pelado

: (0,2 lb/pulgada) (0,4 lb/pulgada)

Propiedades del sellado despues de

esterilizacion:

HSIT (°C): 130 130

Resistencia pico al estallido: 8 N/15 mm (3 lb/pulgada) 5 N/15 mm (2 lb/pulgada)

Resistencia estabilizada al: 0,5 N/15 mm 0,5 N/15 mm

pelado: (0,2 lb/pulgada) (0,2 lb/pulgada)

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

REIVINDICACIONES

1. Una pelfcula multicapa que comprende:

a. una primera capa exterior que es termosellable, comprendiendo dicha primera capa exterior de 95 a 100 por ciento en peso de la primera capa exterior de un primer polfmero, dicho primer polfmero estando derivado de propileno y opcionalmente uno o mas comonomeros seleccionados del grupo que consiste en etileno y alfa olefinas C4-C8, dicho primer polfmero teniendo un punto de fusion de al menos 125°C;

b. una porcion interior adyacente a la primera capa exterior, comprendiendo dicha porcion interior (i) de 5 a 80 por ciento en peso de la porcion interior de un polfmero a base de propileno elastomerico; (ii) de 30 a 70 por ciento en peso de la porcion interior de un copolfmero aleatorio derivado de propileno y uno o mas comonomeros adicionales seleccionados del grupo que consiste en etileno, y alfa olefinas C4-C8; y (iii) de 20 a 60 por ciento en peso de la porcion interior de un segundo polfmero, en donde el segundo polfmero se selecciona del grupo que consiste en polietileno de baja densidad de alta presion, polietileno de alta densidad, copolfmeros de etileno y acido acnlico, copolfmeros de etileno y acido (met)acnlico y combinaciones de estos;

c. opcionalmente una o mas capas adicionales; y

d. una segunda capa exterior dispuesta de modo que la porcion interior esta encapsulada entre la primera capa exterior y la segunda capa exterior, comprendiendo dicha segunda capa exterior un tercer polfmero, en donde dicho tercer polfmero se selecciona del grupo que consiste en polipropileno homopolfmero, polipropileno copolfmero aleatorio y polipropileno copolfmero de impacto y combinaciones de estos.
2. La pelfcula de la reivindicacion 1 en donde la porcion interior ademas comprende: a. de 5 a 10 por ciento en peso de la porcion interior de un homopolipropileno.
3. La pelfcula de la reivindicacion 1, en donde el polnriero a base de propileno elastomerico tiene una MFR de 2 a 25 g/10 min determinada de acuerdo con la norma ASTM D1238 a 2,16 kg y a 230°C, y una densidad de 0,850 a 0,890 g/cm3.
4. La pelfcula de la reivindicacion 1, en donde el copolfmero aleatorio tiene una MFR de 0,5 a 5 g/10 min determinada de acuerdo con la norma ASTM D1238 a 2,16 kg y a 230°C, y una densidad de 0,90 a 0,902 g/cm3.
5. La pelfcula de la reivindicacion 1, en donde el tercer polfmero es polipropileno homopolfmero y en donde el polipropileno homopolfmero tiene una MFR de 0,5 a 10 g/10 min determinada de acuerdo con la norma ASTM D1238 a 2,16 kg y a 230°C.
6. La pelfcula de la reivindicacion 1, en donde el segundo polfmero es un polietileno de baja densidad alta presion y tiene un MI de 0,5 a 35 g/10 min determinado de acuerdo con la norma ASTM D1238 a 2,16 kg y a 230°C, y una densidad de 0,915 a 0,932 g/cm3.
7. La pelfcula de la reivindicacion 1, en donde el segundo polfmero es un polietileno de alta densidad y tiene un MI de 0,5 a 10 g/10 min determinado de acuerdo con la norma ASTM D1238 a 2,16 kg y a 230°C, y una densidad de 0,94 a 0,96 g/cm3.
8. La pelfcula de la reivindicacion 1, en donde el segundo polfmero es un copolfmero de etileno y acido acnlico o un copolfmero de etileno y acido (met)acnlico y tiene un MI de 0,5 a 10 g/10 min determinado de acuerdo con la norma ASTM D1238 a 2,16 kg y a 230°C, un contenido de comonomeros de 3 a 20 por ciento en peso del copolfmero de etileno y acido acnlico o del copolfmero de etileno y acido (met)acnlico.
9. La pelfcula de la reivindicacion 1, en donde la primera capa exterior ademas comprende de 0,1 a 5 por ciento en peso de la primera capa exterior de un polfmero a base de propileno elastomerico, que puede ser igual o diferente del o de los polfmeros a base de propileno elastomerico usados en la porcion interior.
10. La pelfcula de la reivindicacion 1, en donde el primer polfmero tiene una MFR de 0,5 a 5 g/10 min determinada de acuerdo con la norma ASTM D1238 a 2,16 kg y a 230°C, y una densidad de 0,90 a 0,902 g/cm3.
11. La pelfcula de la reivindicacion 1, en donde el tercer polfmero tiene una MFR de 0,5 a 5 g/10 min determinada de acuerdo con la norma ASTM D1238 a 2,16 kg y a 230°C.
12. La pelfcula de la reivindicacion 1, en donde la segunda capa exterior ademas comprende una estructura de barrera compuesta por etileno y alcohol vimlico o una poliamida.
13. La pelfcula de la reivindicacion 12, en donde la estructura de barrera es coextrudida como una capa separada.
14. La pelfcula de la reivindicacion 1, en donde la pelfcula ademas comprende una o mas capas no superficiales ademas de la porcion interior.
15. La pelfcula de la reivindicacion 1, en donde el primer polfmero es un polipropileno.

imagen1

1. -Vv

FIGURA 1

FIGURA2

Bellado

Sella

pelado

Mecanismo similar a la deslaminacion excepto porque se aplica a estructuras multicapa

ecanismo: la capa

ladora se

jnternamente

Sella

y pelado