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MX2011001773A - Pelicula basada en propileno orientada monoaxialmente sellable termicamente con desgarre direccional. - Google Patents

Pelicula basada en propileno orientada monoaxialmente sellable termicamente con desgarre direccional.

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MX2011001773A
MX2011001773A MX2011001773A MX2011001773A MX2011001773A MX 2011001773 A MX2011001773 A MX 2011001773A MX 2011001773 A MX2011001773 A MX 2011001773A MX 2011001773 A MX2011001773 A MX 2011001773A MX 2011001773 A MX2011001773 A MX 2011001773A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
layer
film
propylene
ethylene
metallocene
Prior art date
Application number
MX2011001773A
Other languages
English (en)
Inventor
Mark S Lee
Harold Egon Koehn
Emilio Coletta
Matthew H Brown
Original Assignee
Toray Plastics America Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Plastics America Inc filed Critical Toray Plastics America Inc
Publication of MX2011001773A publication Critical patent/MX2011001773A/es

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Abstract

Una película orientada monoaxialmente que incluye una capa sellable térmicamente que incluye un copolímero de impacto de etileno-propileno y un elastómero de propilenobuteno catalizado por metaloceno. La capa sellable térmicamente puede incluir un elastómero de buteno-etileno catalizado por metaloceno. La película es orientada al menos 4 veces en la dirección longitudinal y exhibe excelentes propiedades de rasgado direccional lineal en la dirección longitudinal y excelente rendimiento de sellado térmico. Esta formulación de película y orientación es apropiada para aplicaciones de bolsa que requieren una característica de rasgado lineal "fácil de rasgar" y excelentes propiedades de sello hermético, particularmente para bolsas de retorta.

Description

PELICULA BASADA EN PROPILENO ORIENTADA MONOAXIALMENTE SELLABLE TERMICAMENTE CON DESGARRE DIRECCIONAL Campo de la Invención Esta invención se relaciona con una película basada en propileno sellable térmicamente orientada monoaxialmente la cual exhibe excelentes capacidades de sellado y de desgarre direccional .
Antecedentes de la Invención Las latas y bolsas para envasado en retorta se han utilizado rutinariamente para preservación y empaquetado de alimentos precocidos sin técnicas adicionales de preservación tales como congelado, decapado, salado, secado, o ahumado. Tales aplicaciones de enlatado y retorta someten los contenidos alimenticios a altas temperaturas por períodos de tiempo cortos los cuales cocinan eficazmente el contenido dentro del recipiente y/o esterilizan el contenido de modo que el contenido permanece preservado de manera segura hasta que es utilizado por el consumidor.
Con el incremento de costo de metales y procesamiento de metales, las bolsas flexibles para envasado en retorta han llegando a ser más populares como un método rentable para empaquetar tales alimentos precocidos. Las bolsas flexibles de retorta son más ligeras en peso y esto ahorra en costos de transporte. Además, tienen excelentes características de Ref . :217880 impresión y pueden proporcionar un "impacto" más visual que las etiquetas de papel para latas de metal.
La bolsa de retorta típica es un laminado de varias películas. El laminado puede incluir una capa de película que se puede imprimir para la comercialización del producto alimenticio; una capa de película barrera para inhibir la difusión de oxígeno y humedad y para prolongar así su periodo de vida útil del producto; y una capa de película de sellado que proporciona el sello hermético que también ayuda a prevenir el ingreso de gases o de microbios que pueden acortar el periodo de vida útil del producto o causar desperdicio. Además, esta capa de película de sellado puede proporcionar una alta resistencia de sello que puede resistir el proceso de retorta. Típicamente, esta capa de película de sellado es una película basada en polipropileno o polietileno moldeado, no orientada. Durante la retorta, se utilizan altas temperaturas para esterilizar y/o cocer el contenido y la presión puede acumularse dentro de la bolsa como un resultado de este calentamiento. Así, el componente de sellado de la bolsa se debe formular para poder soportar las altas temperaturas y presiones que resultan del proceso de retorta y de esa manera, mantener la integridad de la bolsa. Más aun, la formulación del componente de sellado (así como otros componentes de la bolsa) debe cumplir con las regulaciones de empaquetamiento de alimentos para aplicaciones de retorta tales como lo estipulado por el 21 CFR 177. 1390 de la Administración de Alimentos y Fármacos de USA (FDA, por sus siglas en inglés) el cual especifica los materiales que se pueden utilizar para construir empaques de retorta flexibles y las directrices de conformidad para pruebas migratorias.
Sin embargo, las altas fuerzas del sello requeridas para empaquetamiento en retorta también hacen difícil para el consumidor abrir la bolsa con la mano, especialmente si el empaque de retorta se construye con todas las películas poliméricas. Tijeras o instrumentos con punta filosa típicamente se deben utilizar para abrir tales bolsas. Para hacer que las bolsas sean más fáciles de usar, se pueden utilizar muescas para permitir al consumidor iniciar fácilmente una rasgadura y así abrir la bolsa. Sin embargo, tal rasgadura puede dar lugar fácilmente a "desgarres no uniformes" de la bolsa con ello, que la rasgadura no se encuentre uniformemente paralela al borde superior de la bolsa sino que puede llegar a ser vertical o diagonal a la tapa de la bolsa y provocar una potencial pérdida o un derramamiento de contenido durante la apertura. Para rectificar esto, algunas soluciones implican perforar una línea de desgarre con muescas para mantener una rasgadura direccional paralela a la tapa de la bolsa y así evitar el desgarre no uniforme. Estas perforaciones frecuentemente se logran usando perforadores mecánicos o láser. Algunas preocupaciones al utilizar técnicas de perforación son no solamente el costo adicional, sino también el riesgo potencial de las propiedades de barrera puesto que estas técnicas son esencialmente perforadoras del laminado de bolsa.
Otro método para impartir propiedades de rasgadura direccional puede incluir la orientación de películas de polipropileno moldeadas usadas típicamente en aplicaciones de retorta. Sin embargo, el proceso de orientar tal película -ya sea uniaxialmente o biaxialmente - típicamente disminuye las propiedades de sello en que la temperatura de iniciación de sello (SIT, por sus siglas en inglés) de la película se eleva y la resistencia de sello global es más débil. Sin una limitación por cualquier teoría, se considera que es debido al hecho de que el proceso de orientación alinea las regiones amorfas en una configuración más ordenada, elevando la Tg de la película, y así, las propiedades de sello son más pobres. Esta es la razón por la cual el polipropileno no orientado trabaja bien como una película de sellado contra, por ejemplo, una película de polipropileno orientada biaxialmente (BOPP) la cual funciona generalmente pobremente como película de sellado. (Esto es asumiendo que no se utilizan resinas sellables térmicamente de copolímero aleatorio coextruído como parte de la película de BOPP) . Existe típicamente un intervalo mínimo y máximo para un estiramiento de orientación uniaxial en la dirección longitudinal (MDX) : menos de 3.0 MDX, la película generalmente sufre de defectos de marcas de estiramiento no uniformes y arriba de 7.0 MDX, puede ser difícil de mantener una estabilidad de procesamiento, puesto que la película puede ser propensa a fracturarse en este índice alto de orientación.
La Patente Norteamericana No. 6,541,086 Bl describe un diseño de empaque de retorta que usa una película exterior de polímero orientado (conveniente para imprimir) , una lámina de aluminio como una película de barrera, una segunda película polimérica intermedia orientada, y poliolefina no orientada para la película de sellado. La funcionalidad de fácil rasgado es agregada mediante rugosidad de superficie de las dos películas de polímero orientadas y traslapándolas en una formación particular. El orden específico particular para laminar las películas y la rugosidad de superficie por una lija proporciona propiedades de fácil rasgadura y probablemente una rasgadura direccional, pero este proceso implica películas adicionales y pasos adicionales para lograr las propiedades de rasgadura deseadas.
La Patente Norteamericana No. 6,719,678 Bl describe un diseño de empaque de retorta que utiliza múltiples capas de película con ello las capas intermedias ("capa resistente a la ruptura") son marcadas por un láser de modo que las líneas marcadas proporcionan una característica de fácil rasgadura y una característica de rasgadura direccional.
La Patente Norteamericana No. 6,846,532 Bl describe un diseño de empaque de retorta previsto para reducir el costo lo que permite la reducción de capas típicamente de 4 capas a 3 capas. La capa sellable térmicamente es una película de polipropileno moldeada no orientada y no cuenta con propiedades de rasgadura direccional incluidas.
La Patente Norteamericana No. 5,756,171 describe un diseño de empaque de retorta que usa múltiples capas de películas que incluyen capas de película de poliolefina previstas para proteger la capa de barrera interna contra los efectos de hidrólisis. Estas capas de película de poliolefina incluyen un tipo elastómero mezclado en un copolímero de etileno-propileno . Sin embargo, no hay propiedades direccionales incluidas.
La Patente Norteamericana No. 4,903,841 describe un diseño de empaque de retorta que utiliza una película de polipropileno moldeado no orientada como la capa sellable. Las películas tienen rugosidad superficial o son marcadas en una manera particular para impartir propiedades de rasgadura direccionales .
La Patente Norteamericana No. 4,291,085 describe un diseño de empaque de retorta que utiliza una película de polipropileno cristalino moldeado, no estirado, no orientado como la capa sellable con una estructura cristalina y orientación específicas de las estructuras cristalinas las cuales deben ser menores de 3.0. No hay propiedades de rasgadura direccional incluidas.
La Patente Norteamericana No. 5,786,050 describe un diseño de bolsa de "fácil apertura" la cual tiene la capa interior (que entra en contacto con el contenido de la bolsa) una película de sellado que incluye un polietileno lineal de baja densidad; una capa intermedia compuesta por una poliolefina orientada con una proporción de MD/TD mayor de 2 ; y una capa más externa de película de PET o nilón orientada biaxialmente . La capa de sellado interna de polietileno lineal de baja densidad no está orientada. Las proporciones específicas de orientación de la película intermedia imparte propiedades de fácil rasgadura.
La Patente Norteamericana No. 4,834,245 describe un diseño de bolsa que tiene una "zona de rasgado" que utiliza una película orientada monoaxialmente con un par de muescas alineadas con la dirección de rasgado y la dirección de orientación de la película. La película orientada monoaxialmente la cual imparte la "zona de rasgado" se encuentra sobre el exterior de la bolsa y no entra en contacto con el contenido de bolsa y no está diseñada ni se considera apropiada para una capacidad de sellado térmico.
La Solicitud de Patente Norteamericana Serie No. 11/596,776 describe un diseño de bolsa que incluye por lo menos una película estirada uni-direccionalmente . Las modalidades preferidas describen una película de polipropileno estirada direccional uni-direccionalmente o una película de tereftalato estirada unidireccionalmente lo cual imparte la característica de fácil rasgadura. La solicitud no dice nada con respecto a las propiedades de sellado de estas capas o incluso de cuál capa debe ser la película de sellado.
Sumario de la Invención Son tratados los problemas anteriores de elaboración de una película sellable con excelentes características de sellado bajo condiciones de envasado en retorta y excelentes propiedades direccionales y de rasgadura lineal sin utilizar esquemas de perforación mecánica o láser o métodos de imposición de rugosidad y/o marcado. Las modalidades incluyen métodos para mejorar la capacidad de sellado térmico de películas orientadas monoaxialmente resultando en una película económica, altamente sellable con excelentes propiedades de rasgadura direccional apropiadas para aplicaciones de empaquetado en retorta. Los problemas asociados a substratos del poliolefina con capacidad de retorta de rasgadura direccional tradicional en aplicaciones de empaquetado son solucionados.
En algunas modalidades, los inventores han encontrado que los atributos anteriores de rasgadura direccional y capacidad de sellado térmico se pueden equilibrar mediante una formulación que incluye una cantidad de 3-15 % por peso de la capa de película, de un copolímero de propileno-buteno de 15-30 % en peso de buteno; y una cantidad opcional de hasta 10 % en peso de la capa de la película de un copolímero de etileno-buteno de 15-35 % en peso de buteno; con el resto de la composición de película que incluye de 97-75 % en peso de una resina de copolímero de impacto de contenido de caucho de aproximadamente 10-30 % en peso. La propiedad de rasgadura direccional se puede impartir vía una orientación de dirección longitudinal (MD) de la película moldeada desde aproximadamente 3 veces hasta 7 veces de longitud original . Esta combinación de orientación de MD y formulación de resina proporciona excelentes propiedades de rasgadura direccional sin poner en riesgo la alta resistencia de sello y propiedades de sello hermético que se pueden desear para bolsas de retorta.
Por consiguiente, una modalidad es una película orientada monoaxialmente que incluye una sola capa (A) de un copolímero de impacto de etileno-propileno mezclado con una cantidad de elastómero de propileno-buteno catalizado con metaloceno. Una cantidad opcional de elastómero de etileno-buteno catalizado con metaloceno también se puede mezclar en esta película de una sola capa. Esta formulación de capa (A) puede ser apropiada para aplicaciones de sellado térmico, particularmente para aplicaciones de empaquetado de retorta.
Otra modalidad puede incluir una película laminada en la cual una segunda capa que contiene resina de poliolefina (B) puede ser coextruída sobre un lado de la capa (A) . Esta segunda capa de resina que contiene poliolefina se puede considerar una capa central o base para proporcionar la resistencia por unidad de volumen de la película laminada. Preferiblemente, esta capa central (B) también puede incluir un copolímero de impacto de etileno-propileno.
Además, en modalidades adicionales, el laminado además puede incluir una tercera capa que contiene resina de poliolefina (C) sobre la segunda capa central que contiene resina de poliolefina (B) opuesta al lado con la capa sellable térmicamente (A) .
Preferiblemente, la capa sellable térmicamente (A) incluye, como componente principal (por lo menos 50 % en peso de la capa) , un copolímero de impacto de etileno-propileno de aproximadamente 10-30 % en peso de contenido de caucho de etileno-propileno. La cantidad de copolímero de impacto que incluye la capa (A) puede ser, por ejemplo, aproximadamente 75-97 % en peso de la capa. La formulación de capa (A) incluye una cantidad minoritaria de elastómero de propileno-buteno catalizado con metaloceno de aproximadamente 15-30 % en peso de contenido de buteno. La cantidad de este elastómero de propileno-buteno usado en la capa (A) puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 3-15 % en peso de la capa (A) . Un componente opcional de la formulación de capa (A) puede ser el uso de una cantidad minoritaria de elastómero de etileno-buteno catalizado con metaloceno de aproximadamente 15-35 % en peso de buteno. La capa (A) puede, por ejemplo, incluir hasta 10 % en peso de elastómero de etileno-buteno .
Esta capa de película (A) se puede orientar monoaxialmente por lo menos 3 veces en la dirección longitudinal, preferiblemente por lo menos 4 veces, más preferiblemente en 4.8 veces. Preferiblemente, la película se orienta monoaxialmente menos de 7 veces, más preferiblemente menos de 6.0 veces. La orientación monoaxial imparte una propiedad de rasgadura direccional a la película. La formulación de resina de la capa (A) proporciona una excelente iniciación de sello, resistencia de sello, y propiedades de sellado hermético después de la orientación monoaxial, conveniente para aplicaciones de bolsa de retorta.
En una modalidad de una estructura de película laminada de 2 capas, la capa (A) puede incluir una capa de sellado sobre un lado de una capa central (B) . Preferiblemente, esta capa central (B) incluye una capa que contiene resina de poliolefina la cual a su vez, incluye un homopolímero de propileno o copolímero de propileno. Más preferible es un copolímero de impacto de etileno-propileno del mismo tipo o similar al utilizado como un componente de la capa (A) . La capa (A) puede ser del mismo espesor que la capa central (B) , pero es preferible que sea más fina que la capa (B) . Por ejemplo, la capa (A) puede ser aproximadamente 5-50% del espesor total de las capas (A) y (B) combinadas, más preferiblemente 10-30% del espesor total de las capas (A) y (B) de la estructura de película laminada combinadas. Esta capa que contiene resina de poliolefina central también puede incluir un componente antibloqueo seleccionado de sílices amorfos, aluminosilicatos , silicatos de aluminio calcio sodio, polímeros de silicona reticulados, y polimetilmetacrilatos para ayudar en la capacidad de manufactura y enrollado. El lado de la capa central (B) opuesta a la capa sellable térmicamente (A) puede ser tratada por descarga con el propósito de mejorar ese lado para laminar vía adhesivos, el etc. El tratamiento de descarga se puede hacer mediante cualquiera de varios medios suficientemente conocidos en el arte previo, tal como tratamiento de descarga, o corona, flama, plasma en una atmósfera controlada de gases seleccionados.
En una modalidad de una estructura de película laminada de tres capas, la tercera capa (C) puede estar dispuesta sobre el lado de la capa central (B) opuesta a la capa sellable térmicamente (A) y preferiblemente incluye una capa que contiene resina de poliolefina la cual a su vez, incluye una poliolefina seleccionada de homopolímero de propileno, copolímeros, terpolímeros , polietileno y combinaciones de los mismos. Esta tercera capa que contiene resina de poliolefina también puede incluir un componente de antibloqueo seleccionado de sílices amorfos, aluminosilicatos, silicatos de aluminio calcio sodio, polímeros de silicona reticulados, y polimetilmetacrilatos para ayudar en la capacidad de manufactura y enrollado. La tercera capa de poliolefina también puede ser una capa tratada por descarga que tiene una superficie para laminación, metalización, impresión, o revestimiento con adhesivos o tintas.
En el caso de una estructura de película que incluye solamente una capa, tal como la capa sellable (A) , un lado de esta capa puede ser tratado por descarga para laminación, metalización, impresión, o revestimiento, mientras se deja el lado opuesto no tratado para mantener propiedades de sellado térmico. El tratamiento por descarga de esta capa puede dar lugar que el lado tratado que tiene un intervalo de sellado más estrecho debido a la reticulación de los constituyentes de etileno y buteno de la mezcla. Así, por lo menos un lado se debe dejar sin tratar con el fin de obtener el intervalo de sellado térmico útil y completo. En el caso de una estructura laminada de 2 capas (o más) en donde la capa sellable (A) se encuentra contigua con una capa central de poliolefina (B) , es preferible tratar por descargar el lado de la capa central opuesto a la capa sellable (A) para propósitos de laminado, impresión, metalización, revestimiento, etc.
El tratamiento por descarga en las modalidades anteriores se puede lograr mediante varias maneras diferentes, incluyendo pero no se limita a corona, flama, plasma, o corona en una atmósfera controlada de gases seleccionados. Preferiblemente, en una variación, la superficie tratada por descarga tiene una superficie tratada por descarga corona formada en una atmósfera de C02 y N2 a la exclusión de 02. Las modalidades de película laminada además pueden incluir una capa de metal depositado al vacío sobre la superficie de la capa tratada por descarga. Preferiblemente, la capa de metal tiene un espesor de aproximadamente 5 a 100 nm, tiene una densidad óptica de aproximadamente 1.5 a 5.0, e incluye aluminio. En una variación, la película laminada puede ser una película laminada extruida.
Las modalidades adicionales incluyen películas de poliolefina orientadas monoaxialmente con una capa sellable térmicamente de mezclas de copolímeros de impacto de etileno-propileno con elastómeros de propileno-buteno de metaloceno para mejorar las propiedades de sellado térmico para propósitos de empaquetado flexible. Las modalidades pueden incluir estructuras laminadas de capas de poliolefina sellables térmicamente y capas de mezcla de elastómero de metaloceno de propileno-buteno para aplicaciones sellables térmicamente en empaquetado flexible.
La película orientada monoaxialmente se puede producir vía la extrusión de la mezcla de capa sellable térmicamente a través de una boquilla, con lo cual la capa de película fundida se puede templar sobre un sistema moldeado en rodillos enfriado o rodillos de moldeado y sistema de baño de agua y subsecuentemente orientada en la dirección longitudinal y recocida o termo fijada para minimizar la contracción térmica dentro de una película.
En las modalidades de una película de múltiples capas, la película laminada se puede producir por medio de la coextrusion de la mezcla de capa sellable térmicamente y la capa central y/o otras capas a través de una boquilla de composición con lo cual la estructura de película múltiples capas fundidas puede ser templada sobre un sistema moldeado de rodillos enfriados o un sistema rodillos de moldeado y baño de agua y subsecuentemente orientada en la dirección longitudinal y recocida o termo fijada en una película de múltiples capas.
Las diferentes películas también pueden ser metalizadas por medio de deposición de vapor, preferiblemente una capa de aluminio depositado en vapor, con una densidad óptica de por lo menos aproximadamente 1.5, preferiblemente con una densidad óptica de aproximadamente 2.0 a 4.0, y aun más preferiblemente entre 2.3 y 3.2.
Las ventajas adicionales de esta invención llegarán a ser fácilmente evidentes para las personas experimentadas en la materia a partir de la siguiente descripción detallada, en donde solamente las modalidades preferidas de esta invención se muestran y describen, simplemente a manera de ilustrar el mejor modo contemplado para llevar a cabo esta invención. Como será observado, esta invención tiene la capacidad de implementar otros y diferentes modalidades, y sus detalles tiene la capacidad de modificarse en varios aspectos obvios, todo sin salirse de esta invención. Por consiguiente, los ejemplos y descripción se deben considerar como ilustrativos en naturaleza y no como restrictivos.
Descripción Detallada de la Invención Esta invención se relaciona con una película basada en propileno sellable térmicamente orientada monoaxialmente que exhibe excelente capacidad de sellado y capacidad de rasgado direccional. Esta película puede ser muy apropiada como el componente de película sellable para aplicaciones de empaque de bolsas de retorta. Además, puede ser apropiado para empaques que se pueden rasgar a mano. Las películas pueden permitir que la línea de desgarre sean controladas y consistentes a través de la tapa de la bolsa y paralelas a la parte superior de la bolsa, sin causar "desgarres no uniformes" de la bolsa y subsecuente potencial pérdida del contenido. Las películas descritas combinan ambas excelente resistencia del sello y sellos herméticos convenientes para envasar en retorta y rasgado direccional, evitando la necesidad de técnicas de perforación para permitir el rasgado direccional.
En una modalidad de la invención, la película laminada incluye una película extruida de una sola capa: Una capa de resina de poliolefina mezclada incluyendo un copolímero de impacto isotáctico de etileno-propileno y una cantidad de un elastómero de propileno-buteno catalizado con metaloceno amorfo con una cantidad opcional de elastómero de propileno-buteno catalizado con metaloceno amorfo. Otra modalidad es una película laminada que incluye una formulación similar como arriba, excepto que un lado de la capa de resina de poliolefina puede ser tratada por descarga.
La capa de resina de poliolefina puede incluir un copolímero de impacto isotáctico de etileno-propileno de un contenido de caucho específico mezclado con una cantidad de minoritaria de elastómero de propileno-buteno catalizado con metaloceno amorfo y es orientado uniaxialmente . El copolímero de impacto puede ser un copolímero isotáctico de etileno-propileno con un contenido de caucho de etileno-propileno desde aproximadamente 10-30 % en peso del polímero en donde el contenido de etileno de caucho puede ser aproximadamente 10-80 % en peso del caucho. El copolímero de impacto puede ser elaborado en dos reactores. En el primer reactor, el homopolímero de propileno puede ser producido y transportado al segundo reactor que también contiene una alta concentración de etileno. El etileno, junto con el propileno residual dejado sobre el primer reactor, se copolimeriza para formar un caucho de etilenopropileno . El producto resultante tiene dos fases distintas: una matriz de homopolímero de propileno rígida continua y una fase dispersada finamente de partículas de caucho de etileno-propileno.
El contenido de caucho puede estar en el intervalo de 10-30 % en peso dependiendo de las propiedades de uso final deseadas. Esta mezcla es de dos fases - la matriz de homopolímero de propileno y la fase dispersada de caucho de etileno-propileno que proporciona las propiedades de resistencia de impacto y endurecimiento que se conocen de los copolímeros de impacto. Los copolímeros de impacto de etileno-propileno son claramente diferentes de los copolímeros aleatorios de etileno-propileno convencionales que son polimerizados típicamente en un solo reactor, generalmente tienen un contenido de etileno más bajo (típicamente 0.5 % en peso hasta 6 % en peso) en donde los grupos de etileno son insertados aleatoriamente por un catalizador a lo largo de la cadena de la estructura de polipropileno, y que no incluyen un contenido de caucho de etileno-propileno .
Un ejemplo apropiado de un copolímero de impacto de etileno-propileno es 5571 de Total Petrochemical . Esta resina tiene un caudal de flujo de fusión de aproximadamente 7 g/10 minutos a 230°C, un punto de fusión de aproximadamente 160-165°C, un punto de ablandamiento Vicat de aproximadamente 148°C, y una densidad de aproximadamente 0.905 g/cm3. Otro ejemplo de un copolímero de impacto de propileno-etileno apropiado es 4180 de Total Petrochemical con un caudal de flujo de fusión de aproximadamente 0.7 g/10 minutos a 230°C, un punto de fusión de aproximadamente 160-165°C, un punto de ablandamiento Vicat de aproximadamente 150°C, y una densidad de aproximadamente 0.905 g/cm3. Otros copolímeros de impacto de etileno-propileno apropiados incluyen TI-4015-F2 de Sunoco Chemical con un caudal de flujo de fusión de 1.6 g/10 minutos a 230°C y una densidad de aproximadamente 0.901 g/cm3 y PP7033E2 de ExxonMobil Chemical con un caudal de flujo de fusión de aproximadamente 8 g/10 minutos a 230 °C y una densidad de aproximadamente 0.9 g/cm3.
El elastómero de propileno-buteno catalizado con metaloceno puede ser mezclado con la resina del copolímero de impacto isotáctico de etileno-propileno apropiado en una cantidad de 3-15 % en peso de la capa, preferiblemente 4-10 % en peso. Esta proporción de resina de elastómero y copolímero de impacto resulta en un buen equilibrio entre la temperatura de iniciación de sellado térmico, resistencias de sellado térmico, hermeticidad en aplicaciones de envasado en retorta, claridad, y poco olor, particularmente después de la orientación de la dirección longitudinal para impartir características de rasgado direccional. El elastómero aleatorio de propileno-buteno catalizado con metaloceno preferiblemente tiene 20-40 % en peso de contenido de buteno del elastómero y el polímero que resulta es amorfo o de cristalinidad baja, y es de muy baja densidad comparado con los polietilenos , polipropilenos, y polibutenos típicos. La catálisis de metaloceno de tales elastómeros resulta en una distribución de peso molecular estrecha; típicamente, la polidispersidad de Mw/Mn es 2.0. La dispersión del comonómero también es más estrecha que en un elastómero catalizado de Ziegler-Natta comparable. Esto, a su vez, resulta en un elastómero que proporciona una temperatura de iniciación de sello más baja y mantiene alta resistencia de sello cuando es utilizada como un modificador de sellado térmico.
Un elastómero termoplástico puede ser descrito como cualquiera de una familia de polímeros o mezclas de polímero (por ejemplo mezclas de plástico y caucho) que se parecen a los elastómeros en que son altamente resistentes y pueden ser estirados repetidas veces y, durante la eliminación de tensión, regresan casi a su forma original; es procesable en fusión a una temperatura elevada (no reticulado) ; y no exhibe propiedades de deformación progresiva significativas. Los elastómeros termoplásticos típicamente tienen una densidad entre 0.860 y 0.890 g/cm3 y un peso molecular Mw de 100,000 o mayor. Los "Plastómeros" difieren de los elastómeros: Un plastómero puede ser definido como cualquiera de una familia de copolime os basados en etileno (en este caso copolímero de etileno alfaolefina) que tienen propiedades generalmente intermedias a las de materiales termoplásticos y materiales elastoméricos (así, el término "plastómero" ) con una densidad de menos de 0.900 g/cm3 (debajo de hasta aproximadamente 0.865 g/cm3) en un peso molecular Mw entre aproximadamente 5000 y 50,000, típicamente aproximadamente 20,000 hasta 30,000.
Los materiales de elastómero de propileno-buteno catalizados con metaloceno apropiados preferidos son tal como aquellos fabricados por Mitsui Chemicals bajo la marca registrada Tafmer® y nombres del grado XM7070 y XM7080. Éstos son copolímeros de propileno-buteno de baja cristalinidad, poco peso molecular. XM7070 es aproximadamente 26 % en peso de contenido de buteno; XM7080 aproximadamente 22 % en peso de buteno. Son caracterizados por un punto de fusión de 75°C y 83 °C, respectivamente; un punto de ablandamiento Vicat de 67°C y 74°C, respectivamente; una densidad de 0.883-0.885 g/cm3; una Tg de aproximadamente -15°C; un caudal de flujo de fusión a 230°C de 7.0 g/10 minutos; y un peso molecular de 190,000-192,000 g/mol . XM7070 es preferido debido a su contenido de buteno más alto. Los elastómeros de buteno-propileno catalizados con metaloceno son en contraste con los copolímeros aleatorios de etileno-propileno o propileno-buteno o etileno-propileno-buteno típicos utilizados para capas de resina de sellado térmico en películas de BOPP coextruidas tales como SPX78H8 Sumitomo que son polímeros de alto peso molecular de cadena larga, con pesos moleculares significativamente más altos en el orden de 350,000 a 400,000 g/mol .
Los elastómeros de propileno-buteno de metaloceno también son en contraste con los elastómeros de propileno-buteno catalizados con Ziegler-Natta sin metaloceno tales como Mitsui Tafmer® XR110T. XR110T tiene un contenido de buteno de aproximadamente 25.6 % en peso y peso molecular de aproximadamente 190.185 g/mol que es similar a XM7070, pero su densidad de 0.89 g/cm3, punto de fusión de 110°C, y punto de ablandamiento Vicat de 83 °C son todos más altos que su contraparte XM7070 elastómero de buteno-propileno catalizado con metaloceno. Además, debido al sistema del catalizador de Ziegler, la distribución de peso molecular del elastómero XR110T de buteno-propileno catalizado sin metaloceno es mucho más amplia que el elastómero XM7070 de buteno-propileno catalizado con metaloceno. Por lo tanto, las propiedades y propiedades de sellado térmico de un elastómero de buteno-propileno catalizado sin metaloceno son muy diferentes que las de un elastómero de buteno-propileno catalizado con metaloceno.
Una cantidad opcional de un elastómero de copolímero de etileno-buteno catalizado con metaloceno también se puede agregar a esta mezcla de sellado de poliolefina de una cantidad de hasta 10 % en peso de la capa. La adición de este elastómero de copolímero de etileno-buteno con metaloceno además del elastómero de copolímero de propileno-buteno con metaloceno puede ayudar además a mejorar las propiedades de temperatura de iniciación de sellado, aunque el uso del elastómero de etileno-buteno de metaloceno puede sacrificar las resistencias de sellado térmico totales que pueden ser críticas en algunas aplicaciones de empaque de retorta. Un elastómero de etileno-buteno catalizado con metaloceno apropiado y preferido es grado A4085S de Mitsui Tafmer®. A4085S tiene un contenido de buteno de aproximadamente 15-35 % en peso del polímero, un caudal de flujo de fusión de aproximadamente 6.7g/l0 minutos a 230°C, punto de fusión de aproximadamente 75°C, Tg de aproximadamente -65 hasta -50°C, punto de ablandamiento Vicat de aproximadamente 67 °C, y densidad de aproximadamente 0.885 g/cm. Las cantidades apropiadas de este elastómero de etileno-buteno con metaloceno pueden ser menos de 10 % en peso de la capa, preferiblemente 3-4 % en peso de la capa.
Esta capa de resina mezclada de copolímero de impacto y elastómero con metaloceno puede ser 50 µt? hasta 200 ym en espesor después de la orientación monoaxial, preferiblemente entre 60 µp? y 150 µ?t?, y más preferiblemente entre 70 µ?? y 100 µp? en espesor. La capa de resina mezclada también puede ser una superficie tratada sobre un lado con un método de tratamiento por descarga de corona eléctrico, tratamiento de flama, plasma atmosférica, o descarga de corona en una atmósfera controlada de nitrógeno, bióxido de carbono, o una mezcla de los mismos, con oxígeno excluido y su presencia minimizada. El último método de tratamiento de corona en una atmósfera controlada de una mezcla de nitrógeno y bióxido de carbono resulta en una superficie tratada que incluye grupos funcionales que portan nitrógeno, preferiblemente por lo menos 0.3 de % atómico o más, y más preferiblemente, por lo menos 0.5 de % atómico o más. La capa de resina mezclada tratada por descarga entonces está bien adaptada para propósitos subsecuentes de laminación, revestimiento, impresión, o metalización.
En esta modalidad, una cantidad opcional de agente antibloqueo puede ser agregada a la capa de película de resina mezclada para ayudar a la capacidad de manufactura y enrollado. Una cantidad de un agente antibloqueo inorgánico puede ser agregada en la cantidad de 100-5,000 ppm de la capa de resina central, preferiblemente 500-1000 ppm. Los tipos preferidos de agentes antibloqueo son silicatos de sodio calcio aluminio esféricos o sílice amorfo de diámetro nominal de partículas promedio de 6 µta, pero otros agentes antibloqueo inorgánicos esféricos convenientes pueden ser utilizados incluyendo polímero de silicona reticulado o polimetilmetacrilato, y que se encuentra en el intervalo de tamaño desde 2 µp? hasta 6 µ??. Los agentes de desplazamiento migratorios tales como amidas grasas y/o aceites de silicona también pueden ser empleados opcionalmente en la capa de película con o sin aditivos antibloqueo inorgánicos para ayudar además con el coeficiente de control de fricción y problemas de manejo de membrana. Los tipos apropiados de amidas grasas son aquellas tales como estearamida o erucamida y tipos similares, en cantidades de 100-5000 ppm de la capa. Preferiblemente, estearamida es utilizada en 500-1000 ppm de la capa. Un aceite de silicona apropiado que puede ser utilizado es un aceite de bajo peso molecular de 350 centistok.es que empaña a la superficie fácilmente en una carga de 400-600 ppm de la capa. Sin embargo, si las películas van a ser utilizadas para metalización o impresión de proceso de alta definición, se recomienda que el uso de los aditivos de desplazamiento migratorios sean evitados para mantener propiedades de barrera metalizada y adherencia o para mantener alta calidad de impresión en términos de adherencia de tinta y ganancia de punto de la tinta reducida.
En las modalidades de una película de múltiples capas tales como una película de laminado de 2 capas o una película laminada de tres capas, la capa de resina mezclada del copolímero de impacto previamente descrito y los elastómeros de metaloceno pueden ser coextruídos con otra capa. En la modalidad de una estructura de película de laminado de 2 capas, la capa de resina mezclada (A) puede incluir una capa de sellador sobre un lado de una capa central (B) .
Preferiblemente, esta capa central (B) incluye una capa que contiene resina de poliolefina que a su vez, incluye un homopolímero de propileno o copolímero de propileno. Más preferible es un copolímero de impacto de etileno-propileno del mismo o tipo similar utilizado como un componente de la capa (A) tal como el copolímero de impacto isotáctico de etileno-propileno Total 5571 descrito previamente u otros grados similares mencionados. La capa (A) - puede ser del mismo espesor como la capa central (B) , pero es preferiblemente más fina que la capa (B) , por ejemplo aproximadamente 5-50% del espesor total de las capas combinadas (A) y (B) , más preferiblemente 10-30% del espesor total de las capas de la estructura de película laminada (A) y (B) combinadas. Esta capa que contiene resina de poliolefina central también puede incluir un componente antibloqueo seleccionado del grupo que consiste de sílices amorfos, aluminosilicatos , silicatos de aluminio calcio sodio, polímeros de silicona reticulados, y polimetilmetacrilatos para ayudar en la capacidad de manufactura y enrollado. Los aditivos de desplazamiento migratorios tales como amidas grasas o aceites de silicona también pueden ser agregados de acuerdo a lo descrito previamente si se desea. El lado de la capa central (B) opuesta a la capa de sellado térmico (A) puede ser tratada por descarga para mejorar ese lado para laminado por medio de adhesivos, etc. El tratamiento por descarga se puede hacer por cualquiera de varios medios bien conocidos en el arte previo, tales como corona, llama, plasma, o tratamiento por descarga en una atmósfera controlada de gases seleccionados de acuerdo a lo descrito previamente.
En la modalidad de una estructura de película laminada de tres capas, una tercera capa (C) puede estar dispuesta en el lado de la capa central (B) opuesta a la capa de resina mezclada sellable térmicamete (A) y preferiblemente incluye una capa que contiene resina de poliolefina que a su vez, incluye una poliolefina seleccionada del grupo que consiste de homopolímero de propileno, copolímeros, terpolímeros , polietileno y combinaciones de los mismos. Esta tercera capa (C) puede ser más delgada que la capa central (B) y puede tener un espesor que se encuentra en el intervalo de 2-30% del espesor combinado de las 3 capas juntas, preferiblemente aproximadamente 5-10% del espesor total del laminado de múltiples capas. Esta tercera capa que contiene resina de poliolefina también puede incluir un componente antibloqueo seleccionado del grupo que consiste de sílices amorfos, aluminosilicatos , silicatos de aluminio calcio sodio, polímeros de silicona reticulados, y polimetilmetacrilatos para ayudar en la capacidad de manufactura y enrollado y/o aditivos de desplazamiento migratorio tales como amidas grasas o aceites de silicona. La tercera capa de poliolefina también puede ser una capa tratada por descarga que tiene una superficie para laminación, metalización, impresión, o revestimiento con adhesivos u otros materiales.
En todas estas modalidades, la capa de la película es orientada monoaxialmente en la dirección longitudinal hasta una cierta cantidad. Esta es una orientación monoaxial que imparte las propiedades de rasgado direccionales o lineales que la hacen útil en aplicaciones de empaque en bolas. Es la combinación de esta orientación monoaxial con la formulación de resina sellable térmicamente del copolímero de impacto isostático de etileno-propileno del contenido de caucho especificado y contenido de etileno con el elastómero de propileno-buteno catalizado con metaloceno del contenido de buteno específico que permite excelentes y convenientes iniciación de sellado térmico y resistencia de sellado utilizables aplicaciones de bolsa de retorta y excelentes propiedades de rasgado direccionales y lineales.
La cantidad de orientación de la dirección longitudinal monoaxial puede ser aproximadamente 3 - 7 veces en la dirección longitudinal, preferiblemente 4 - 7 veces, y más preferiblemente 4.8 hasta 6.0 veces. Convenientemente las propiedades de rasgado de limpieza y lineales se encuentran en estos índices de orientación monoaxial. Sin embargo, una proporción de orientación de la dirección longitudinal superior 7:1, pueden resultar problemas de procesabilidad tal como ruptura de la película que puede afectar el costo del producto y la eficacia de la máquina; la proporción de orientación de la dirección longitudinal debajo de 3:1, pueden ocurrir problemas de procesabilidad tales como perfil de película desigual, calibración de bandas, y marcas de estiramiento desiguales que también pueden resultar en costos del producto más altos y eficacias de la máquina más bajas.
En las modalidades anteriores de películas de múltiples capas, las capas respectivas pueden ser coextruídas a través de una boquilla de composición de múltiples capas tal como una boquilla de 2 o 3 capas, y se moldea sobre un rodillo frío para formar una película sólida apropiada para procesamiento adicional. En el caso de una película de una sola capa, la capa respectiva puede ser extruida a través de una boquilla de una sola capa y se moldea sobre un rodillo frío para formar una película sólida apropiada para procesamiento adicional. Las temperaturas de extrusión se establecen típicamente a 235-270°C con una temperatura de fusión que resulta en la boquilla de aproximadamente 230-250°C.
La hoja extruida puede ser moldeada sobre un tambor de enfriamiento a una velocidad de 6 hasta 15 mpm cuya temperatura superficial puede ser controlada entre 20°C y 60°C para solidificar la hoja laminada no orientada. La hoja laminada no orientada puede ser estirada en la dirección longitudinal a aproximadamente 90°C hasta 110°C en una proporción de aproximadamente 3 hasta 7 veces la longitud original, y lo más preferiblemente entre aproximadamente 4.8 y 7 veces, y la hoja estirada que resulta puede ser recocida o termofijada a aproximadamente 130°C hasta 150°C en las zonas finales de la sección de la orientación de la dirección longitudinal para reducir tensiones internas y para minimizar la contracción térmica y para obtener una hoja laminada orientada uniaxialmente dimensionalmente estable. Después de la orientación, el espesor de la película típica puede ser 50-200 um y lo más preferiblemente, 70-100 µt?. La hoja orientada uniaxialmente entonces puede pasar a través de un proceso de tratamiento por descarga sobre un lado de la película tal como una descarga de corona eléctrica tratada para impartir una superficie apropiada para laminación a otras películas de acuerdo a lo deseado. La película tratada de un lado entonces se puede enrollar en forma de rodillo.
La superficie tratada por descarga de la capa de la mezcla de resina puede ser metalizada. La hoja laminada metalizada primero puede ser enrollada en un rodillo. El rodillo se puede colocar en una cámara de metalización y el metal depositado en fase de vapor sobre la superficie de la capa que recibe el metal de resina mezclada tratada por descarga. La película metálica puede incluir titanio, vanadio, cromo, manganeso, hierro, cobalto, níquel, cobre, cinc, aluminio, oro, o paladio, el aluminio es preferido. Los óxidos metálicos también se pueden utilizar, el óxido de aluminio es preferido. La capa metálica puede tener un espesor entre 5 y 100 nm, preferiblemente entre 20 y 80 nm, preferiblemente entre 30 y 60 nm; y una densidad óptica entre 1.5 y 5.0, preferiblemente entre 2.0 y 4.0, más preferiblemente entre 2.3 y 3.2. La película metalizada entonces puede ser probada para la permeabilidad de gas de oxígeno y humedad, densidad óptica, adherencia de metal, apariencia y brillo del metal, y se puede hacer dentro de una estructura laminada adhesiva.
Esta invención será entendida mejor con referencia a los ejemplos siguientes, que están previstos para ilustrar modalidades específicas dentro del alcance total de la invención.
E emplo 1 Un artículo de extrusión de una sola capa que incluye una capa de resina mezclada de un copolímero de impacto de etileno-propileno Total 5571 en 92 % en peso de la capa y 4 % en peso de elastómero de propileno-buteno catalizado con metaloceno Mitsui XM7070 y 4 % en peso de elastómero de etileno-buteno catalizado con metaloceno Mitsui A4085S fue extruído y colado y orientado monoaxialmente en la dirección de longitudinal en una proporción de estiramiento de 4.8:1.0. Los componentes de resina fueron mezclados secos juntos y extruídos en un extrusor de un solo-tornillo y moldeados usando un rodillo enfriado de acabado mate. El espesor total de este substrato de película después de la orientación monoaxial fue de ca. 70 µp?. La película fue pasada a través de un tratador de corona para un tratamiento de descarga sobre un lado de la película y enrollada en forma de rollo. La película fue probada para un funcionamiento de rasgadura direccional, propiedades de neblina y de capacidad de sellado térmico.
Ejemplo 2 El ejemplo 1 fue repetido a excepción de que la capa de la resina mezclada fue orientada en la dirección longitudinal a una proporción de estiramiento de 5.8:1.0.
Ejemplo 3 El ejemplo 1 fue repetido a excepción de que la capa de resina mezclada fue orientada en la dirección longitudinal en una proporción de estiramiento de 7.0:1.0.
Ej emplo 4 Un proceso similar al ejemplo 1 fue repetido a excepción de que la capa de resina mezclada fue cambiada a 8 % en peso de Mitsui XM7070 y 0% de Mitsui A4085S a elastómero de etileno-buteno de metaloceno. La película fue orientada en la dirección longitudinal en una proporción de estiramiento 6.0:1.0.
Ejemplo 5 Un proceso similar al del Ejemplo 4 fue repetido a excepción de que la capa de resina mezclada fue cambiada a 90 % en peso de Total 5571 y 10 % en peso de Mitsui XM7070.
Ejemplo comparativo 1 El Ejemplo 1 fue repetido a excepción de que la capa de resina mezclada no fue orientada en la dirección longitudinal. La película fue orientada en la dirección longitudinal en una proporción de estiramiento 1.0:1.0.
Ejemplo Comparativo 2 Un proceso similar al Ejemplo 1 fue repetido a excepción de que la capa de resina mezclada consistió de solamente el copolímero de impacto Total 5571 en 100 % en peso. No se incluyeron elastómeros de metaloceno.
Las propiedades sin laminación de los Ejemplos y Ejemplos Comparativos ("CEx., por sus en inglés") se muestran en la Tabla 1.
TABLA 1 Composición de Capa de Película % en peso Muestra Total TAFMER TAFMER M x Desgarre Neblina SIT Resistencia 5571 A4085S A4085S direccional @2000 de sellado (Visual) g/pulg térmico (°F) @350°F g/pulg Ej . 1 92 4 4 4.8:1.0 Desgarre 72.1 323 9782 recto/no resistente Ej. 2 92 4 4 5.8:1.0 Desgarre 72.0 325 9256 recto/no resistente Ej. 3 92 4 4 7.0:1.0 Desgarre 71.7 330 8821 recto/no resistente Ej . 4 92 8 0 6.0:1.0 Desgarre 72.9 332 10, 319 recto/no resistente Ej. 5 90 10 0 6.0:1.0 Desgarre 73.1 335 10, 852 recto/no resistente Ej .C.l 92 4 4 1.0:1.0 Desgarre 72.4 320 11, 230 angulado/ resistente Ej .C.2 100 0 0 4.8:1.0 Desgarre 73.5 328 4627 recto/no resistente Como se muestra en la tabla, el Ejemplo Comparativo 1 (Ej.Cl) es una película de control no orientada que usa la mezcla de formulación del copolímero de impacto Total 5571, elastomero de propileno-buteno Tafmer XM7070, y elastomero de etileno-buteno Tafmer A4085S en 92%, 4%, 4% del peso de la película, respectivamente. Esta composición tuvo una excelente fuerza de sellado, temperatura de iniciación de sellado (SIT) , y buen nivel de neblina. Sin embargo, cuando una hoja de película se rasga manualmente en una muesca a lo largo de la dirección longitudinal, la apariencia del punto de iniciación de rasgadura muestra que las características de blanqueado y deformación, y el borde rasgado son irregulares y frecuentemente desgarres no uniformes debajo de la cara de la hoja en ángulo en lugar de paralelas a la dirección longitudinal. Las rasgaduras direccionales de Ej.C.l's se consideran pobres.
El Ejemplo Comparativo 2 (Ej.C.2) fue orientado en la dirección longitudinal en una proporción de estiramiento de 4.8:1.0 y mostraron excelentes propiedades de rasgadura direccionales. Sin embargo, no se utilizaron elastómeros de metaloceno como modificadores para el copolímero de impacto. Como resultado, la resistencia de sellado térmico a 176.6°C (350°F) es muy baja en comparación con los otros ejemplos los cuales fueron orientados y tuvieron contenidas algunas cantidades de elastómeros de metaloceno. Así, la adición de los elastómeros de metaloceno al copolímero de impacto ayudó a mantener la resistencia de sellado térmico después de la orientación requerida para impartir una rasgadura direccional/lineal .
El Ejemplo 1 (Ej . 1) muestra una película que utiliza la misma formulación como el Ej.C.l pero fue orientado monoaxialmente en un proporción de estiramiento 4.8 MDX. La resistencia de sellado térmico y SIT de este ejemplo siguió siendo muy buena y adecuado para usarse, aunque ligeramente inferior que el Ej.C.l. La neblina sigue siendo muy comparable. Sin embargo, la rasgadura direccional es extremadamente buena con la rasgadura propagándose limpiamente desde la muesca sin características de blanqueado o deformación, y la misma rasgadura es muy recta-aguda y paralela a la dirección longitudinal de la hoja. La rasgadura direccional del Ej .1 se considera que es excelente y bueno su funcionamiento de sellado térmico.
El Ejemplo 2 (Ej.2) muestra una película que utiliza la misma formulación como la de Ej.E.l pero fue orientada monoaxialmente en una proporción de estiramiento 5.8 MDX. La resistencia de sellado térmico y SIT de este Ejemplo siguieron siendo muy buenos y adecuado-para-usarse , aunque más bajos que Ej.C.l y Ej .1. La neblina siguió siendo muy comparable. Sin embargo, la rasgadura direccional es extremadamente buena con la rasgadura propagándose limpiamente desde la muesca sin características de blanqueado o deformación, y la misma rasgadura siendo recta-aguda y paralela a la dirección longitudinal de la hoja.
El ejemplo 3 (Ej.3) muestra una película que utiliza la misma formulación como el Ej.C.l pero fue orientada monoaxialmente en la proporción de estiramiento 7.0 MDX. La resistencia de sellado térmico y SIT de este ejemplo sigue siendo muy buena y adecuada-para-utilizar, aunque es más bajo que Ej.C.l, Ej.l, y Ej .2. La neblina sigue siendo muy comparable. Sin embargo, la rasgadura direccional es extremadamente buena con la rasgadura propagándose limpiamente desde la muesca sin características de blanqueado o deformación, y la misma rasgadura es muy recta-afilada y paralela a la dirección longitudinal de la hoja.
Los resultados de los Ejemplos 1-3 muestran que la orientación monoaxial de la película mejoran perceptiblemente las propiedades rasgadura direccional/lineal en comparación con la película de ejemplo comparativo no orientado. Los ejemplos 1-3 también muestran que la formulación de resina del tipo de copolímero de impacto seleccionado y los tipos de elastómero mantienen las propiedades de sellado térmico deseables de temperatura de iniciación de sellado y de resistencia de sellado térmico en comparación con el Ejemplo Comparativo. Sin embargo, puede ser observado que con un aumento de la proporción del estiramiento de orientación en dirección longitudinal, la temperatura de iniciación de sellado se eleva incrementalmente y la resistencia de sellado a 350°F es disminuida. Sin ser una limitante por cualquier teoría, se piensa que conforme se aumenta la orientación, las regiones amorfas de la película llegan a ser más ordenadas, de esa manera elevar su Tg y reducir los entramados durante el sellado térmico.
Los ejemplos 4 y 5 son variaciones mediante las cuales solamente es utilizado el elastómero de propileno-buteno de metaloceno con el copolímero de impacto como componentes de la mezcla de película. La orientación de dirección longitudinal fue fijada en una proporción de estiramiento 6.0:1.0 lo cual proporcionó excelentes propiedades de rasgadura direccional y lineal. La temperatura de iniciación de sellado se empeoró (en este caso, una temperatura más alta) que en los Ejemplos 1-3 los cuales incluyeron el elastómero de etileno-buteno de metaloceno como parte de su composición. Sin embargo, la resistencia de sellado a 176.6°C (350°F) de los ejemplos 4 y 5 fue mejorada con respecto a los Ejemplos 1-3 cuando se usa solamente el elastómero de propileno-buteno de metaloceno y puede acercarse a la resistencia de sellado del Ej . C .1 el cual no es orientado.
Así, los ejemplos anteriores muestran una manera de mantener altas resistencia de sellado lo cual es importante en el uso de envasado en bolsa en retorta en donde son necesarias resistencias de sellado altas y herméticas para soportar la presión interna de la bolsa que se genera del cocinado/esterilización de retorta y aun proporcionar el atributo deseado de rasgadura direccional que se imparte a partir de un estiramiento de orientación de la película. Puesto que se espera que el desempeño de sellado empeorará después de la orientación de la película, la presente invención inesperadamente ha mostrado que tiene un excelente desempeño de sellado con la orientación de la película.
Métodos de Prueba Las diferentes propiedades en los ejemplos anteriores fueron medidas mediante los siguientes métodos: Resistencia de sellado térmico: Es medido usando un sellador Sentinel modelo 12 ASL en 25 psi, 1.0 segundo de tiempo de permanencia, con una mordaza de sellado superior plana calentada de Teflón revestida, y una mordaza de sellado inferior no calentada, caucho con fibra de vidrio recubierto. La muestra de película es sellada térmicamente a sí misma en la temperatura ( s ) deseada de sellado en el sellador Sentinel (por ejemplo, (154.4°C (310°F) ) . Para evitar que la película se pegue a la mordaza del sellador, la película de prueba se puede poner sobre una película a prueba de calor tal como una película de tereftalato de polietileno (PET) o nilón orientada biaxialmente . Estas dos películas entonces se pliegan de modo que la película de nilón o PET es la más externa y entra en contacto con las mordazas de sellador calientes; la película de prueba entonces es la capa más interna y se auto sellará durante la aplicación de calor y presión. Una película de nilón o PET de espesor 15-20 µp? es recomendado, si es muy espesa, esto puede interferir con la transferencia térmica hacia la película de prueba. La película de prueba deberá ser insertada entre las mordazas del sellador térmico de modo que la dirección longitudinal de la película es perpendicular a las mordazas de sellador térmico. Las temperaturas de sellado térmico se pueden incrementar en intervalos deseados, por ejemplo incrementos de 12.2°C (10°F) . Las resistencias de sellado respectivas son medidas usando un equipo de prueba de tensión Instron modelo 4201. Las muestras de película de sellado térmico son cortadas en tiras de 2.54 cm (1 pulgada) de ancho a lo largo de la dirección longitudinal; las dos puntas sin sellar colocadas en las mordazas Instron superior e inferior, y la punta sellada soportada en un ángulo de 90° hacia las dos puntas sin sellar para una prueba de desprendimiento T o de las dos colas sin sellar para un 90° T-pelan la prueba. Se registra la resistencia de sello máxima y promedio. El valor preferido es de mínimo 3149.6 g/cm (8000 g/plg) a una temperatura de sellado de 176.6°C (350°F) .
Temperatura de iniciación de sello: La temperatura de iniciación de sellado térmico (SIT) fue medida usando un sellador Sentinel modelo 12 ASL en 25 PSI, 1 segundo de tiempo de permanencia, con una mordaza de sellado superior plana calentada de Teflón revestido, y una mordaza de sellado inferior no calentada, caucho con fibra de vidrio recubierto. La muestra de película es sellada térmicamente a sí misma en varias temperatura (s) deseadas de sellado en el sellador Sentinel y después las resistencias de sellado respectivas son medidas usando un equipo de prueba de tensión Instron modelo 4201 de acuerdo a lo discutido anteriormente para la determinación de resistencia de sellado térmico. La temperatura de iniciación de sellado térmico se define como la temperatura de sellado en la cual la película mostró un mínimo de resistencia de sellado térmico de 787.4 g/cm (2000 g/in) . El valor de SIT Preferido es máximo 165.5 °C (330°F) o menor .
La transparencia de la película fue medida al medir la neblina de una sola hoja de película substancialmente de conformidad con el AST D1003. El valor preferido de neblina es de 75% o menos.
La rasgadura direccional fue evaluada cualitativamente haciendo muescas en una pieza de película de prueba en el borde y rasgándose manualmente en la muesca para iniciar la rasgadura. La muesca es hecha paralela a la dirección longitudinal y la rasgadura se propagará a lo largo de la dirección longitudinal. La rasgadura es iniciada desde la muesca manualmente y la observación se realizó en cuanto a si ocurre cualquier característica de blanqueado o deformación. Conforme se propaga la rasgadura, se observa la consistencia de los bordes rasgados y el ángulo en el cual se propaga la rasgadura. La observación preferida para buena propiedad de rasgadura direccional es: 1) sin característica de blanqueamiento o deformación; 2) los bordes rasgados son consistentes y se propagan limpiamente; 3) la rasgadura se propaga en una línea recta desde la muesca a través del ancho de la hoja paralela a la dirección longitudinal. Si la iniciación de rasgadura en la muesca muestra características de blanqueado o deformación; y/o la propagación de rasgadura es desigual, o no es lineal o no es paralela a la dirección longitudinal de la película, se propaga en ángulo hacia el borde de dirección longitudinal de la película; entonces esto se considerada que es inaceptable para las propiedades de rasgadura direccional o lineal.
La tensión de humectación de las superficies de interés fue medida substancialmente de acuerdo con ASTM D2578-67. En general el valor preferido fue un valor promedio igual a, o más que 40 dinas/cm con un mínimo de 38 dinas/cm.
Esta solicitud describe varios intervalos numéricos en el texto y Figuras. Los intervalos numéricos descritos inherentemente soportan cualquier intervalo o valor dentro de los intervalos numéricos descritos aun cuando una limitación precisa de intervalo no se establece al pie de la letra en la especificación porque esta invención se puede poner en práctica a través de los intervalos numéricos descritos.
La descripción anterior se presenta para permitir a una persona experimentada en la técnica realizar y utilizar la invención, y se proporciona en el contexto de una aplicación particular y sus requerimientos. Diferentes modificaciones a las modalidades preferidas serán fácilmente evidentes para las personas experimentadas en la técnica, y los principios genéricos aquí definidos se pueden aplicar a otras modalidades y aplicaciones sin salirse del espíritu y alcance de la invención. Así, esta invención no está prevista para ser limitada por las modalidades mostradas, sino que debe estar acorde con el alcance más amplio consistente con los principios y características aquí descritos. Finalmente, la descripción completa de las patentes y publicaciones aquí descritas en esta solicitud por ello son incorporados aquí como referencia.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por el solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (35)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :
1. Una película caracterizada porque comprende: Una capa sellable térmicamente que comprende un copolímero de impacto de etileno-propileno y 3-15 % en peso de un elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno, en donde la película es orientada monoaxialmente por lo menos 4 veces en la dirección longitudinal.
2. La película de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la capa sellable térmicamente además comprende un elastómero de pro ileno-buteno catalizado por metaloceno .
3. La película de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno comprende 15-30 % en peso de butano .
4. La película de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el copolímero de impacto de etileno-propileno comprende 75-97 % en peso de la capa sellable térmicamente .
5. La película de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el copolímero de impacto de etileno-propileno tiene un contenido de caucho de 10-30% en peso.
6. La película de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque es una película de monocapa .
7. Una película caracterizada porque comprende: una capa sellable térmicamente que comprende un copolímero de impacto de etileno-propileno y 3-15 % en peso de un elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno; y una segunda capa que comprende una resina de poliolefina .
8. La película de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la segunda capa comprende un copolímero de impacto de etileno-propileno.
9. La película de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque la segunda capa comprende el mismo tipo de copolímero de impacto de etileno-propileno como la primera capa sellable térmicamente.
10. La película de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la primera capa sellada térmicamente comprende un elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno.
11. La película de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno comprende 15-30% en peso de butano.
12. La película de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el copolímero de impacto de etileno-propileno comprende 75-97 % en peso de la primera capa sellable térmicamente.
13. La película de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el copolímero de impacto de etileno-propileno tiene un contenido de caucho de 10-30% en peso.
14. La película de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la película es orientada monoaxialmente desde 4-7 veces en la dirección longitudinal.
15. La película de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la primera capa sellable tiene un espesor de 10-30% en peso de la primera capa sellable térmicamente y la segunda capa.
16. La película de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la segunda capa además comprende un componente antibloqueo seleccionado de sílices amorfos, aluminosilicatos , silicatos de sodio calcio aluminio, polímeros de silicona reticulado, y polimetilmetacrilatos .
17. La película de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la segunda capa es tratada por descarga.
18. La película de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque además comprende una tercera capa que comprende una resina de poliolefina sobre la segunda capa opuesta al lado de la primera capa sellada térmicamente.
19. La película de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque la tercera capa comprende un componente antibloqueo seleccionado de sílices amorfos, aluminosilicatos , silicatos de sodio calcio aluminio, polímeros de silicona reticulado, y polimetilmetacrilatos .
20. La película de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque la tercera capa es tratada por descarga .
21. Un método de hacer una película caracterizado porque comprende : extruir una película que comprende una primera capa sellable térmicamente que comprende un copolímero de impacto de etileno-propileno y 3-15% de un elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno; y orientar monoaxialmente la película 4 veces su longitud original en la dirección longitudinal .
22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque además comprende templar la película antes de orientar la película.
23. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque además comprende recocer la película después de orientar la película.
24. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la película además comprende coextruir una segunda capa con la primera capa.
25. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la segunda capa además comprende una resina de poliolefina.
26. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la segunda capa además comprende un copolímero de impacto de etileno-propileno .
27. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la segunda capa comprende el mismo tipo de copolímero de impacto de etileno-propileno como la primera capa sellable térmicamente.
28. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la primera capa sellable térmicamente además comprende un elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno.
29. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el elastómero de propileno-buteno catalizado por metaloceno comprende 15-30 % en peso de butano .
30. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el copolímero de impacto de etileno-propileno comprende 75-97 % en peso de la capa sellable térmicamente.
31. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el copolímero de impacto de etileno-propileno tiene un contenido de caucho de 10-30 % en peso.
32. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la película es orientada monoaxialmente desde 4-7 veces en la dirección longitudinal.
33. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la segunda capa es tratada por descarga.
34. El método de conformidad . con la reivindicación 24, caracterizado porque la película además comprende coextruir una tercera capa que comprende una resina de poliolefina.
35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la tercera capa es tratada por descarga.
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