ES2239451T3 - Pelicula termorretractil. - Google Patents
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Abstract
Proceso para la fabricación de una película termorretráctil adecuada para utilizarla en aplicaciones de cocción comprendiendo los pasos de: a) coextrusión de por lo menos una primera capa comprendiendo etileno/ alcohol de vinilo y una segunda capa comprendiendo por lo menos un elemento seleccionado a partir del grupo que consta de poliéster, poliamida y poliuretano, en el que dicha segunda capa está inmediatamente adyacente a dicha primera capa; b) refrigeración de las capas extruídas, formando de ese modo una cinta preliminar; c) orientación de la cinta a una temperatura de orientación de por lo menos 60°C y no superior a 140°C, formando de ese modo un material preliminar de película termorretráctil; d) dejar que el material preliminar de película termorretráctil se enfríe; y e) calentamiento del material preliminar de película termorretráctil a una temperatura elevada de por lo menos 50°C y no superior a 56°C, proporcionando de ese modo una película termorretráctil provista de una contracción libre en la dirección transversal a 57°C de por lo menos el 5% y una contracción libre en la dirección transversal a 50°C inferior al 3%.
Description
Película termorretráctil.
La presente invención se refiere globalmente a un
proceso para fabricar películas termorretráctiles para aplicaciones
de cocción. La presente invención también se dirige a películas
termorretráctiles las cuales se obtienen mediante el proceso de la
invención.
Muchos productos alimenticios se procesan en
paquetes con películas de termoplástico sometiendo el producto
empaquetado a elevadas temperaturas producidas, por ejemplo, por
inmersión en agua caliente o por exposición a vapor. Tales procesos
térmicos son referidos a menudo como cocción y las películas
utilizadas en tales procesos son conocidas como películas para
cocción.
Un producto alimenticio que esté empaquetado y
sea procesado de esta manera se puede refrigerar, distribuir y
almacenar hasta que el producto alimenticio se vaya a consumir o a
procesar adicionalmente mediante, por ejemplo, rebanado y
re-empaquetado en pequeñas porciones para la
presentación al detalle. Alternativamente, el alimento procesado se
puede extraer inmediatamente del paquete de cocción para el consumo
o un procesado adicional (por ejemplo, rebanado o
re-empaquetado).
Una película de cocción debe ser capaz de
soportar la exposición a condiciones de temperatura bastante severas
durante largos períodos de tiempo mientras no debe comprometer su
capacidad de contener productos alimenticios. Los procesos de
cocción típicamente implican un ciclo largo de cocción. La sumersión
en agua caliente (por ejemplo, aproximadamente de 55ºC hasta 65ºC)
durante hasta 4 horas es común; la sumersión en agua desde 70º hasta
100ºC o la exposición a vapor durante 12 horas no es extraño, aunque
la mayor parte de los procesos de cocción normalmente no implican
temperaturas por encima de aproximadamente 90ºC.
Es importante que la película para cocción tenga
una buena adherencia entre pliegues y no presente delaminación tanto
antes como durante o después del proceso de cocción. Si la
resistencia de la unión entre pliegues de la película para cocción
es débil, el proceso de cocción podría agravar la resistencia débil
de la unión y causar la delaminación de la película. Además, si la
película tiene una resistencia a la unión entre pliegues débil, el
proceso de despegado de la película del producto alimenticio cocido
puede resultar en la delaminación de la película en la unión más
débil, dejando de ese modo película residual en el producto cocido.
Esto es peligroso desde la perspectiva de la salud puesto que las
películas para cocción a menudo son transparentes y el consumidor
puede consumir inadvertidamente plástico junto con el producto
alimenticio.
A continuación del proceso de cocción, la
película o el paquete preferiblemente se conforma, si no
completamente por lo menos substancialmente, a la forma del producto
alimenticio contenido. A menudo esto se consigue permitiendo que la
película se contraiga por calor bajo las condiciones de cocción de
modo que se forme un paquete herméticamente ajustado.
Alternativamente, el paquete de película para cocción se puede hacer
que se contraiga alrededor del producto alimenticio contenido antes
de iniciar el proceso de cocción colocando, por ejemplo, el paquete
en un entorno caliente antes de la cocción. También, durante la
cocción la película preferiblemente debe tener adherencia al
producto alimenticio para limitar la "cocción fuera", esto es,
la recogida de jugos entre la superficie del producto alimenticio
contenido y la superficie de contacto con el alimento del material
de empaquetado. De este modo el rendimiento del producto se mejora
mediante la humedad que retiene el producto alimenticio.
Diversos productos de carne tales como, por
ejemplo cerdo, salchichas, aves, embutidos, bologna (salchicha de
mortadela), ternera, braunsweiger, etc, se preparan como productos
cocidos. Otros productos que no son de carne tales como por ejemplo
semilla de soja también se consideran como proteínicos. En todos los
casos anteriores, es importante que la película posea una buena
resistencia a la unión entre pliegues y también es importante
obtener una adherencia adecuada de la película al alimento y
proporcionar un paquete ceñido para un mejor aspecto estético.
Para las aplicaciones de cocción, los materiales
de empaquetado típicamente se fabrican en forma de rollos y se
convierten entonces en ristras fruncidas, bolsas, bolsillos, etc,
para el usuario final. Anteriormente, las películas de empaquetado
termorretráctiles que se proporcionaban a los usuarios finales de
productos cocidos indeseablemente se habían caracterizado por
anchuras no uniformes. Esta falta de uniformidad aparece debido a
dos razones principales. Primero, las películas termorretráctiles
tienen una contracción libre significante a temperaturas tan bajas
como de 50ºC, en algunos casos 45ºC y en algunos casos tan bajas
como 40ºC. Por lo tanto, al exponerlas a entornos en los que la
temperatura superaba los 40ºC y algunas veces 45ºC, la película
termorretráctil se contrae parcialmente, causando un cambio en su
anchura. Evidentemente, el problema es mayor durante el almacenaje o
el transporte de las películas termorretráctiles en los meses más
cálidos de verano. Segundo, las películas termorretráctiles se
fabrican en forma de rollos. Cuando las películas se enrollan en
rollos el borde de avance de la película que está siendo enrollada
típicamente experimenta una tensión más elevada que las partes
exteriores del rollo. Puesto que los polímeros son viscoelásticos
por naturaleza, el material de la película en las partes exteriores
de un rollo (el cual está bajo poca tensión o sin tensión) tiende a
romperse "hacia atrás" como una banda de goma relajando algo de
la tensión impartida por el proceso de orientación. Sin embargo, el
material de la película en la parte interior del rollo está bajo
tensión y por lo tanto no puede relajarse mi romperse hacia atrás.
Esto puede resultar en una película en la cual las primeras partes
utilizadas del rollo, es decir las partes exteriores del rollo,
tengan una anchura significativamente inferior que la película en la
parte interior del rollo. Por consiguiente, las películas
termorretráctiles pueden variar en anchura tanto como hasta el 5% y
en situaciones extremas tanto como hasta el 7% o el 10%.
El mercado continúa manifestando la necesidad de
disponer de películas que sean más uniformes en anchura y que sean
dimensionalmente estables cuando se expongan a temperaturas de 40ºC,
43ºC, 47ºC o incluso 50ºC. Esta demanda aparece por la necesidad de
rellenar la misma cantidad de productos de carne dentro de cada
longitud de envoltorio, especialmente cuando la película está
formada en envoltorios fruncidos. En tales casos, la anchura del
material de empaquetado preferiblemente varia en menos del 3%,
preferiblemente menos del 2%. Los paquetes producidos a partir de
envoltorios fruncidos a menudo se cuecen en moldes, con el producto
de carne cocido siendo entonces cortado en rodajas. Una anchura no
uniforme de la película dará como resultado un tamaño no uniforme
del paquete y, por lo tanto, una pérdida de rendimiento
significativamente mayor.
Para proporcionar película al usuario final que
sea más uniforme en anchura, es ventajoso templar las películas para
cocción termorretráctiles. Típicamente, una banda de película que se
desplaza es calentada a una temperatura elevada en un proceso
continuo. Al calentar la película a una temperatura elevada
(típicamente tan alta como 60º) la película se contrae y reduce su
anchura. Como resultado de esta contracción, la película ha perdido
entonces algo o toda de su capacidad de contracción en o cerca de la
temperatura elevada. Si el proceso del tratamiento por calor a una
temperatura elevada se lleva a cabo con una banda que se desplaza,
en lugar de un rollo de película, el proceso también reduce o
elimina la variación de la anchura en la película debido a la
naturaleza visco elástica de la película (como se ha descrito
antes). Por lo tanto, el proceso de templado produce una película
con una anchura más
uniforme.
uniforme.
Sin embargo, el proceso de templado como se ha
descrito antes puede producir ciertas desventajas. Por ejemplo, el
proceso de templado puede agravar la débil resistencia a la unión
entre pliegues de una película. En otras palabras, las películas
templadas pueden exhibir una resistencia a la unión entre pliegues
significativamente inferior a aquella de las películas no templadas
provistas de la misma composición o de composiciones similares. A
menudo esto está caracterizado por un nivel significativamente
incrementado de estrías del tubo, arrugas y grietas (esto es, el
tubo templado puede tener un aspecto que sea significativamente peor
que el tubo sin templar precursor). Se cree que estos defectos
ocurren en el tubo con una resistencia inherente débil a la unión
entre pliegues debido al diferencial de la contracción de las capas
adyacentes de la película.
Adicionalmente, los paquetes cocidos producidos a
partir de algunas películas templadas pueden ser relativamente
flácidos porque la película no se ajusta ceñidamente alrededor del
producto empaquetado, creando un paquete feo que incluye cocido
fuera del producto alimenticio subyacente. Este cocido fuera es una
evidencia incluso cuando la película termorretráctil incluye una
superficie de contacto con el alimento que se espera que proporcione
una adherencia de la carne a la película adecuada para evitar un
purgado o cocido fuera substancial.
Por lo tanto, todavía resulta deseable
proporcionar una película que exhiba una buena estabilidad de
anchura durante el transporte y el almacenaje en entornos calurosos,
que se mantenga adecuada para aplicaciones de cocción que requieran
una buena resistencia a la unión entre pliegues y una adherencia
adecuada. Una película de este tipo preferiblemente también tendrá
la capacidad de conformarse al producto alimenticio durante la
cocción y después del proceso de cocción para evitar una pérdida
sustancial de purgado o cocido fuera, proporcionando de ese modo un
paquete hermético, estéticamente más agradable.
El documento US-A 5,139,805
describe una película termorretráctil de múltiples capas para el
contacto con un producto de carne procesado o cocido. La película
comprende una capa de un copolímero de alcohol de etileno vinilo
adyacente a una capa de poliamida. La capa en contacto con el
alimento comprende una mezcla de poliolefina y un copolímero de
anhídrido etileno etilacrilato maleico.
La presente invención se dirige a un proceso para
fabricar una película termorretráctil adecuada para utilizar la en
aplicaciones de cocción comprendiendo los pasos de: a) coextrusión
de por lo menos una primera capa comprendiendo alcohol de
etileno/vinilo y una segunda capa comprendiendo por lo menos un
elemento seleccionado a partir del grupo que consta de poliéster,
poliamida y poliuretano, en el que dicha segunda capa está
inmediatamente a adyacente a dicha primera capa; b) refrigeración de
las capas extruídas, formando de ese modo una cinta preliminar; c)
orientación de la cinta a una temperatura de orientación de por lo
menos 60ºC y no superior a 140ºC, formando de ese modo un material
preliminar de película termorretráctil; d) dejar que el material
preliminar de película termorretráctil se enfríe; y e) calentamiento
del material preliminar de película termorretráctil a una
temperatura elevada de por lo menos 50ºC y no superior a 56ºC,
proporcionando de ese modo una película termorretráctil provista de
una contracción libre en dirección transversal a 57ºC de por lo
menos el 5% y una contracción libre en dirección transversal a 50ºC
inferior al 3%.
La invención también proporciona una película
termo soldable adecuada para aplicaciones de cocción comprendiendo:
a) una primera capa que comprende un copolímero de alcohol de
etileno/vinilo; y b) una segunda capa directamente adherida a dicha
primera capa, dicha segunda capa comprendiendo por lo menos un
elemento seleccionado del grupo que consta de poliéster, poliamida y
poliuretano, en el que dicha película se obtienen mediante el
proceso de la invención.
Para ayudar a comprender la descripción más
detallada de la invención que sigue a continuación, se proporcionan
inmediatamente después ciertas definiciones. Estas definiciones se
aplican aquí a menos que se indique explícitamente la intención
contraria.
Como se utiliza aquí, los términos "contracción
libre" se refiere al cambio dimensional en porcentaje en una
muestra de película de 10 cm por 10 cm, cuando se somete a calor
seleccionado (es decir, a una cierta temperatura) con la
determinación cuantitativa llevándose a cabo de acuerdo con la norma
ASTMD 2732, como se establece en el anuario de 1990 de las normas
ASTM, volumen 08.02, páginas 368-371.
Como se utiliza aquí, el término "película"
se utiliza en el sentido genérico para incluir la banda de plástico,
sin tener en cuenta si es una película o una lámina.
Preferiblemente, las películas utilizadas en la presente invención
tienen un grosor de 0,25 mm o menos. Como se utiliza aquí, el
término "paquete" se refiere a materiales de empaquetado
utilizados en el empaquetado de un producto.
Como se utiliza aquí, los términos y las frases
"capa de junta", "capa de sellado", "capa sellada por
calor" y "capa sellante", se refieren a una capa o capas
exteriores implicadas en el cierre hermético de la película sobre sí
misma, sobre otra capa de la misma o sobre otra película y otro
artículo que no sea una película. Aunque se debe reconocer que, en
general, hasta los 76 \mum exteriores (3 mils) de una película
pueden estar implicados en el sellado de la película sobre sí misma
o sobre otra capa, los términos "capa de junta" y similares, se
refieren aquí sólo a la capa o capas exteriores las cuales van a ser
selladas por calor a sí mismas, a otras películas, etc. Cualquier
capa interior que contribuya a la función de sellado de la película
se designan aquí como capas "de ayuda al sellado". Con respecto
a los paquetes provistos sólo de junta del tipo de aletas, en
oposición a las juntas del tipo de solapamiento, los términos
"capa sellante" globalmente se refieren a la capa interior de
un paquete, siendo la capa el interior una capa exterior la cual
frecuentemente también sirve como la capa de contacto con el
alimento en el empaquetado de alimentos. Sin embargo, en una
película de múltiples capas, la composición de las otras capas
(dentro de los 76 \mum (3 mils) de la superficie interior) también
puede influir en la capacidad de sellado y en la resistencia de la
junta.
Como se utilizan aquí, los términos "junta por
calor" y la frase "sellado por calor" se refieren a
cualquier junta de una primera zona de una superficie de la película
a una segunda zona de una superficie de la película, en la que la
junta está formada mediante el calentamiento de las zonas hasta por
lo menos sus respectivas temperaturas de inicio del sellado. El
calentamiento se puede llevar a cabo por una o más de una amplia
variedad de formas, como por ejemplo utilizando una barra caliente,
un cable caliente, aire caliente, radiación de infrarrojos, sellado
ultrasónico, etcétera. El sellado por calor es el proceso de unión
de dos o más películas o láminas de termoplásticos calentando las
áreas en contacto unas con otras a la temperatura a la cual ocurre
la fusión, generalmente ayudado con presión. El sellado por calor
incluye el sellado térmico, el sellado por cordón fundido, el
sellado por impulso, el sellado dieléctrico y el sellado
ultrasónico.
Como se utiliza aquí, el término "barrera" y
los términos "capa de barrera", aplicados a películas y a
capas, se utilizan con referencia a la capacidad de la película o de
la capa a servir de barrera a uno o más gases. En la técnica del
empaquetado, las capas de barrera del oxígeno (es decir, O_{2}
gaseoso) en general incluyen por ejemplo copolímero de alcohol de
etileno vinilo, cloruro de polivinilideno (PVDC), carbonato de
polialquileno, poliamida, naftalato de polietileno, poliéster,
poliacrilonitrilo, etc, como es conocido por aquellos expertos en la
técnica.
Como se utilizan aquí, los términos "capa de
uso indebido", así como la frase "capa resistente a la
punción" se refieren a cualquier capa que sirva para resistir la
abrasión, los pinchazos y otras causas potenciales de reducción de
la integridad del paquete, así como a causas potenciales de
reducción de la calidad del aspecto del paquete. Como se utilizan
aquí, los términos "capa de piel" se refieren a una capa
exterior de una película de múltiples capas en el empaquetado de un
producto, esta capa de piel estando expuesta al uso indebido.
Como se utiliza aquí, el término "núcleo" y
los términos "capa del núcleo", aplicados a películas de
múltiples capas, se refieren a cualquier capa interior la cual
preferiblemente tiene una función diferente de la de servir como
adhesivo o compatibilizadora para adherir dos capas una a la otra.
Generalmente, la capa o las capas de núcleo proporcionan a la
película de múltiples capas el nivel de resistencia deseado, es
decir, módulo, óptica, resistencia al uso indebido añadido e
impermeabilidad específica.
Como se utilizan aquí, los términos "capa de
enlace" se refieren a cualquier capa interior provista del
propósito principal de adherir dos capas una a la otra. En una
realización preferida, las capas de enlace pueden comprender
cualquier polímero provisto de un grupo polar injertado en el mismo,
de forma que el polímero sea capaz de unir los polímeros polares
tales como la poliamida y el copolímero de alcohol de etileno
vinilo. Los polímeros preferidos para utilizarlos en capas de enlace
incluyen, pero no están limitados a ellos, copolímero de etileno
ácido insaturado, copolímero de etileno éster insaturado,
poliolefina con injerto de anhídrido, poliuretano y mezclas de los
mismos.
Como se utilizan aquí, los términos "capa de
voluminosidad" se refieren a cualquier capa de la película que
está presente con el propósito de incrementar la resistencia al uso
indebido, tenacidad, módulo, etc, de una película de múltiples
capas. Las capas de voluminosidad generalmente comprenden polímeros
los cuales no son caros con relación a los otros polímeros de la
película.
Como se utilizan aquí, los términos "capa en
contacto con el alimento" y "capa en contacto con la carne"
se refieren a una capa de la película de múltiples capas la cual
está en contacto directo con el alimento o la carne en el paquete
que comprende la película. La capa en contacto con el alimento o en
contacto con la carne es una capa exterior de la película de
múltiples capas, en el sentido en el que la capa en contacto con el
alimento o en contacto con la carne está en contacto directo con el
producto de carne en el interior del paquete. La capa en contacto
con el alimento o en contacto con la carne es una capa interior en
el sentido en el que, con respecto al producto alimenticio o
producto de carne empaquetado, la capa en contacto con el alimento o
en contacto con la carne es la capa interior (es decir, la capa más
interior) del paquete, esta capa interior estando en contacto
directo con el alimento o la carne.
Como se utilizan aquí, los términos "superficie
en contacto con el alimento" y "superficie en contacto con la
carne" se refieren a una superficie exterior de una capa en
contacto con el alimento o una capa en contacto con la carne, esta
capa exterior estando en contacto directo con el alimento o la carne
en el interior del paquete.
Como se utilizan aquí, los términos
"uniformidad del grosor" se refieren al valor porcentual
obtenido midiendo el grosor máximo y el mínimo de la película y
aplicando estos números a la siguiente fórmula:
Uniformidad del
grosor (%) = \frac{\text{grosor de la
película}_{(m\text{í}n)}}{\text{grosor de la película}_{(máx)}} x
100
Los grosores máximo y mínimo se determinan
tomando un total de 10 mediciones del grosor a intervalos de
distancia regulares a lo largo de toda la dirección transversal de
una muestra de película, grabando el valor más alto y el más bajo
del grosor como los valores máximo y mínimo del grosor,
respectivamente, y calculando la uniformidad del grosor (un valor
porcentual) utilizando la fórmula anterior. Una uniformidad del
grosor del 100% representa una película de una uniformidad absoluta
del grosor, es decir no hay diferencias mesurables en el grosor; por
el contrario, una película en la cual el grosor de la película
(mínimo) se mide al 45% del grosor (máximo) de la película tiene una
uniformidad del grosor de sólo el 45%.
Como se utiliza aquí, "EVOH" se refiere a un
copolímero de alcohol de etileno vinilo, es decir alcohol de etileno
vinilo polimerizado. EVOH incluye copolímeros de etileno acetato de
vinilo saponificado o hidrolizado y se refiere a un copolímero de
alcohol de vinilo provisto de un comonómero de etileno y preparado,
por ejemplo, mediante hidrólisis de copolímeros de acetato de vinilo
o mediante reacciones químicas con alcohol de polivinilo. El grado
de hidrólisis es preferible por lo menos el 50% y más
preferiblemente, por lo menos el 85%. Preferiblemente, el EVOH
comprende desde aproximadamente 28 hasta aproximadamente 48% moles
de etileno, más preferiblemente desde aproximadamente 32 hasta
aproximadamente 44% moles de etileno e incluso más preferiblemente
desde aproximadamente 38 hasta aproximadamente 44% moles de
etileno.
Como se utiliza aquí el término
"laminación", el término "laminado" y los términos
"película laminada" se refieren al proceso y al producto
resultante fabricado uniendo juntas dos o más capas de película o de
otros materiales. La laminación se puede conseguir uniendo capas con
adhesivos, uniéndolas con calor y presión e incluso un recubrimiento
por extensión y un recubrimiento por extrusión. El término laminado
incluye también películas de múltiples capas coextruídas que
comprenden una o más capas de enlace, como verbo "laminado"
significa fijar o adherir (por medio, por ejemplo, de unión con
adhesivo, unión con presión, laminación por corona y similares) unos
a otros dos o más artículos de película, fabricados separadamente,
de modo que se forme una estructura de múltiples capas; como nombre,
"laminado" significa un producto fabricado mediante la fijación
o la adherencia que se acaba de describir.
Como se utiliza aquí, el término "orientado"
se refiere a una película que contiene polímero la cual ha sido
estirada a una temperatura elevada (la temperatura de orientación),
seguido por un "endurecimiento" en la configuración estirada
mediante la refrigeración del material reteniendo de ese modo las
dimensiones del estiramiento. Después del calentamiento subsiguiente
de un material conteniendo polímero orientado, sin templar, sin
restricción, a su temperatura de orientación, se produce la
termocontracción casi al original sin estirar, esto es a las
dimensiones previamente al orientado. Como se utiliza aquí, las
películas "orientadas" son estiradas en estado sólido en
contraste con las películas sopladas las cuales son estiradas en
estado fundido. Más particularmente, el término "orientado",
como se utiliza aquí, se refiere a películas orientadas y artículos
fabricados a partir de películas orientadas, en las que la
orientación se puede producir en una o en más de una gran variedad
de maneras.
Como se utilizan aquí, los términos "relación
de orientación" se refieren al producto de la multiplicación de
la extensión a la cual se expande el material de la película de
plástico en diversas direcciones, generalmente dos direcciones
perpendiculares una a la otra. La expansión en la dirección de la
máquina es referida aquí como "alargamiento", mientras que la
expansión de la dirección transversal es referida aquí como
"estiramiento". Para las películas extruídas a través de una
boquilla anular, el estiramiento generalmente se obtiene por
refrigeración del extruído en un estado sólido (por debajo de la
temperatura de cristalización) y recalentamiento de la película a su
temperatura de ablandamiento e introduciendo entonces aire
comprimido entre dos rodillos de presión para producir una burbuja
retenida continua. Para las películas de este tipo, el alargamiento
generalmente se obtiene pasando la película a través de dos
conjuntos de rodillos de presión accionados, con el conjunto aguas
abajo estando provisto de una velocidad superficial mayor que el
conjunto aguas arriba, con la relación de alargamiento resultante
siendo la velocidad de la superficie del conjunto aguas abajo de los
rodillos de presión dividida por la velocidad de superficial del
conjunto aguas arriba de los rodillos de presión. El grado de
orientación también es referido como la relación de orientación o,
algunas veces como la "relación de la deformación". El grado de
orientación en la dirección longitudinal a menudo es referido como
la relación de deformación longitudinal (LRR - Longitudinal Racking
Ratio) mientras que el grado de orientación en la dirección
transversal a menudo es referido como la relación de deformación
transversal (TRR - Transverse Racking Ratio).
Como se utilizan aquí, los términos "dirección
de la máquina", abreviados aquí como "MD", o "dirección
longitudinal", se refieren a una dirección "a lo largo de la
longitud" de la película, es decir, en la dirección de la
película a medida que la película es formada durante la extrusión y
el recubrimiento.
Como se utilizan aquí, los términos "dirección
transversal", abreviados aquí como "TD" se refieren a la
dirección a través de la película, perpendicular a la dirección de
la máquina o longitudinal.
Como se utilizan aquí, los términos
"termorretráctil", "contracción por calor" y similares se
refieren a la tendencia de una película, preferiblemente una
película orientada, a contraerse cuando se le aplica calor, es
decir, a contraerse cuando se calienta, de tal forma que el tamaño
(el área) de la película disminuye mientras la película está en un
estado sin limitación. De forma similar, la tensión de una película
termorretráctil aumenta con la aplicación de calor si la película
está limitada en su contracción. Como corolario, los términos
"contraído por calor" se refiere a una película
termorretráctil, o a una parte de la misma, la cual ha sido expuesta
a calor de tal forma que la película o la parte de la misma está en
un estado de contracción por calor, es decir, se reduce de tamaño
(sin limitación) o está bajo tensión incrementada (con limitación).
Las películas de múltiples capas de la invención se pueden templar o
termofijar para reducir la contracción libre tanto ligeramente como
sustancialmente.
Como se utiliza aquí, el término "monómero"
se refiere a un compuesto relativamente simple, que generalmente
contiene carbono y un peso molecular bajo, el cual puede reaccionar
para formar un polímero mediante la combinación con él mismo o con
otras moléculas o compuestos similares.
Como se utiliza aquí, el término
"comonómero" se refiere a un monómero el cual está
copolimerizado con por lo menos un monómero diferente en una
reacción de copolimerización, el resultado de lo cual es un
copolímero.
Como se utiliza aquí, el término "polímero"
se refiere a un producto de una reacción de polimerización e incluye
homopolímeros, copolímeros, terpolímeros, etc. En general, las capas
de una película pueden consistir en un único polímero (con o sin
aditivos no poliméricos), o puede tener todavía polímeros
adicionales junto con él, es decir mezclados.
Como se utiliza aquí, el término "mero"
(unidades monoméricas) significa esa porción de un polímero derivada
de una única molécula que reacciona; por ejemplo una unidad
monomérica a partir de etileno tiene la fórmula general
-CH_{2}CH_{2}-.
Como se utiliza aquí, el término
"homopolímero" se utiliza con referencia a un polímero que
resulta de la polimerización de un único monómero, es decir, un
polímero que consta esencialmente de un único tipo de unidad
monomérica, es decir una unidad que se repite.
Como se utiliza aquí, el término
"copolímero" se refiere a polímeros formados mediante la
reacción de polimerización de por lo menos dos monómeros los
diferentes. Por ejemplo, el término "copolímero" incluye el
producto de la reacción de copolimerización de etileno y una
alfa-olefina como por ejemplo un
1-hexeno. Sin embargo, el término "copolímero"
también incluye, por ejemplo, la copolimerización de una mezcla de
etileno, propileno, 1-hexeno y
1-octeno. El término copolímero también incluye
polímeros producidos mediante reacción, como por ejemplo un
copolímero injertado, un copolímero de bloques y un copolímero
aleatorio.
Como se utiliza aquí, el término
"interpolímero" significa un polímero que incluye unidades
monoméricas derivadas de por lo menos dos reactivos (normalmente
monómeros) e incluye copolímeros, terpolímeros, tetrapolímeros y
similares.
Como se utiliza aquí, el término
"polimerización" incluye homopolimerizaciones,
copolimerizaciones, terpolimerizaciones, etc, e incluye todo tipo de
copolimerizaciones tales como aleatorias, de injerto, de bloques,
etcétera. En general, los polímeros de las películas utilizadas de
acuerdo con la presente invención, se pueden preparar de acuerdo con
cualquier proceso de polimerización adecuado incluyendo los procesos
de polimerización en suspensión, polimerización de fase gas,
polimerización de solución y polimerización de alta presión.
Como se utiliza aquí, el término
"copolimerización" se refiere a una polimerización simultánea
de dos o más monómeros que dan como resultado un copolímero. Como se
utiliza aquí, un copolímero identificado en términos de una
pluralidad de monómeros, por ejemplo, "copolímero de
propileno/etileno", se refiere a un copolímero en el cual
cualquier monómero puede copolimerizar en un peso o porcentaje
molecular mayor que otro monómero o monómeros. Sin embargo, el
primer monómero de la lista preferiblemente polimeriza en un
porcentaje en peso más elevado que el segundo monómero de la lista
y, para los copolímeros que son terpolímeros, tetrapolímeros, etc,
preferiblemente el primer monómero copolimeriza en un porcentaje en
peso más elevado que el segundo monómero y el segundo monómero
copolimeriza a un porcentaje en peso más elevado que el tercer
monómero, etc.
Para los polímeros de adición, los copolímeros
están identificados, es decir, denominados en términos de los
monómeros a partir de los cuales se producen los copolímeros. Por
ejemplo, los términos "copolímero de propileno/etileno" se
refieren a un copolímero producido por la copolimerización de ambos,
propileno y etileno, con o sin uno o más comonómeros adicionales. Un
copolímero comprende "meros" recurrentes derivados de los
monómeros a partir de los cuales se produce el copolímero, por
ejemplo, el copolímero de propileno/etileno comprende unidades
monoméricas de propileno y unidades monoméricas de etileno.
Como se utiliza aquí, la terminología que utiliza
una "/" con respecto a la identidad química de un copolímero
(por ejemplo, "un copolímero de
etileno/alfa-olefina"), identifica los
copolímeros los cuales son copolimerizados para producir el
copolímero. Como se utiliza aquí, el "copolímero de etileno
alfa-olefina" es el equivalente al "copolímero
etileno/alfa-olefina".
Como se utilizan aquí, los términos "polímero
heterogéneo" se refieren a los productos de la reacción de
polimerización de una variación relativamente amplia en peso
molecular y una variación relativamente amplia en distribución de la
composición, esto es, los polímeros típicos preparados, por ejemplo,
utilizando catalizadores Ziegler-Natta. Los
polímeros heterogéneos son útiles en diversas capas de la película
utilizada en la presente invención. Aunque existen unas pocas
excepciones (como por ejemplo los copolímeros de
etileno/alfa-olefina lineales homogéneos TAFMER®
fabricados por Mitsui Petrochemical Corporation utilizando
catalizadores Ziegler-Natta), los polímeros
heterogéneos típicamente contienen una variedad relativamente amplia
de longitudes de cadenas y porcentajes de comonómeros.
Como se utilizan aquí, los términos "polímero
homogéneo" se refiere a los productos de la reacción de
polimerización de una distribución del peso molecular relativamente
estrecha y una distribución de la composición relativamente
estrecha. Los polímeros homogéneos son útiles en diversas capas de
la película de múltiples capas utilizada en la presente invención.
Los polímeros homogéneos son estructuralmente diferentes de los
polímeros heterogéneos, porque los polímeros homogéneos exhiben una
secuencia relativamente uniforme de comonómeros dentro de una
cadena, una simetría especular de la distribución de las secuencias
en todas las cadenas y una similitud en la longitud de todas las
cadenas, es decir, una distribución del peso molecular más estrecha.
Además, los polímeros homogéneos están típicamente preparados
utilizando metallocenos o bien otros catalizadores del tipo de
emplazamiento único, en lugar de utilizar catalizadores Ziegler
Natta.
Más particularmente, los copolímeros de
etileno/alfa-olefina homogéneos pueden estar
caracterizados por uno o más procedimientos conocidos por aquellos
expertos en la técnica, tales como la distribución del peso
molecular (M_{W}/M_{n}), el índice de la anchura de la
distribución de la composición (CDBI - Composition Distribution
Breadth Index), y una gama estrecha del punto de fusión y un
comportamiento del punto único de fusión. La distribución del peso
molecular (M_{W}/M_{n}), también conocida como polidispersidad,
se puede determinar mediante cromatografía de permeabilidad sobre
gel. Los copolímeros de etileno/alfa-olefina
homogéneos útiles en esta invención generalmente tienen una
M_{W}/M_{n} inferior a 2,7; preferiblemente desde
aproximadamente 1,9 hasta aproximadamente 2,5; más preferiblemente,
desde aproximadamente 1,9 hasta aproximadamente 2,3. El índice de la
anchura de la distribución de la composición (CDBI) de tales
copolímeros etileno/alfa-olefina homogéneos
generalmente será mayor de aproximadamente el 70%. El CDBI se define
como el porcentaje en peso de moléculas de copolímero provistas de
un contenido de comonómero dentro del 50% (es decir, más o menos el
50%) de la media total del contenido molar de comonómero. El CDBI
del polietileno lineal, el cual no contiene comonómero, se define
como el 100%. El índice de la anchura de la distribución de la
composición (CDBI) se determina a través de la técnica de
fraccionamiento de elución por elevación de temperatura (TREF -
Temperature Rising Elution Fractionation). La determinación del CDBI
distingue claramente los copolímeros homogéneos utilizados en la
presente invención (distribución estrecha de la composición como se
evalúa mediante los valores de CDBI generalmente por encima del 70%)
de los VLDPE comercialmente disponibles los cuales generalmente
tienen una distribución de la composición CDBI más amplia como se
evalúa mediante los valores generalmente inferiores a 55%. El CDBI
de un copolímero se calcula rápidamente a partir de los datos
obtenidos por técnicas conocidas en la técnica, tales como, por
ejemplo, el fraccionamiento de elución por elevación de temperatura
como se describe, por ejemplo, en el documento de Wild y otros,
J.Poly.Sci.Poly.Phys Ed., volumen 20, página 441 (1982).
Preferiblemente, los copolímeros de
etileno/alfa-olefina homogéneos tienen un CDBI mayor
que aproximadamente el 70%, esto es un CDBI desde aproximadamente el
70% hasta aproximadamente el 99%. En general, los copolímeros de
etileno/alfa-olefina homogéneos en las películas de
múltiples capas de la presente invención también exhiben una gama
del punto de fusión relativamente estrecha, en comparación con los
"copolímeros heterogéneos", esto es, polímeros provistos de un
CDBI inferior al 55%. Preferiblemente, los copolímeros de
etileno/alfa-olefina homogéneos exhiben una
característica esencialmente singular del punto de fusión, con un
pico del punto de fusión (T_{m}) como se determina mediante
colorimetría de rastreo diferencial (DSC - Differential Scanning
Colorimetry), de desde aproximadamente 60ºC hasta aproximadamente
105ºC. Preferiblemente, el copolímero homogéneo tiene un pico
T_{m} DSC de desde aproximadamente 80ºC hasta aproximadamente
100ºC. Como se utiliza aquí, el término "punto de fusión
esencialmente único" significa que por lo menos aproximadamente
el 80% en peso del material corresponde a un pico de T_{m} único a
una temperatura dentro de la gama de desde aproximadamente 60ºC
hasta aproximadamente 105ºC y esencialmente ninguna fracción
sustancial del material tiene pico del punto de fusión por encima de
aproximadamente 115ºC, como se determina mediante el análisis DSC.
Las mediciones DSC se realizan en un sistema de análisis térmico
Perkin Elmer System 7. La información de la fusión que se informa
son los datos de segunda fusión, es decir la muestra se calienta a
una velocidad programada de 10ºC/minuto hasta una temperatura por
debajo de su gama crítica. La muestra se recalienta entonces
(segunda fusión) a una velocidad programada de 10ºC/minuto.
Un copolímero de
etileno/alfa-olefina homogéneo en general se puede
preparar mediante la copolimerización de etileno y cualquiera de una
o más alfa-olefinas. Preferiblemente, la
alfa-olefina es una alfa-monoolefina
C_{3}-C_{20}, más preferiblemente una
alfa-monoolefina C_{4}-C_{12},
todavía más preferiblemente una alfa-monoolefina
C_{4}-C_{8}. Todavía más preferiblemente, la
alfa-olefina comprende por lo menos un elemento
seleccionado a partir del grupo que consiste en
buteno-1, hexeno-1 y
octeno-1, es decir 1-buteno,
1-hexeno y 1-octeno,
respectivamente. Más preferiblemente la alfa-olefina
comprende octeno-1 y una mezcla de
hexeno-1 y buteno-1.
Procesos para preparar y utilizar polímeros
homogéneos se describen en la patente americana US Nº 5,206,075, la
patente americana US Nº 5,241,031 y la solicitud de patente
internacional WO 93/03093. Detalles adicionales con respecto a la
fabricación y a la utilización de copolímeros de
etileno/alfa-olefina se describen en la publicación
de patente internacional número WO 90/03414 y la publicación de
patente internacional número WO 93/03093, ambas designando a Exxon
Chemical Patents Inc., como el solicitante.
Todavía otro género de copolímeros de
etileno/alfa-olefina homogéneos se describe en la
patente americana US Nº 5,272,236 de LAI y otros y la patente
americana US Nº 5,278,272 de LAI y otros, las cuales se incorporan
ambas aquí como referencia, en sus respectivas integridades.
Como se utiliza aquí, el término
"poliolefina" se refiere a cualquier olefina polimerizada, la
cual puede ser lineal, ramificada, cíclica, alifática, aromática,
sustituida, o no sustituida. Más específicamente, en el término
poliolefina están incluidos los homopolímeros de olefina,
copolímeros de olefina, copolímeros de una olefina y un comonómero
no olefínico copolimerizable con la olefina, tal como por ejemplo
monómeros de vinilo, polímeros modificados del mismo, y similares.
Ejemplos específicos incluyen homopolímeros de polietileno,
homopolímero de polipropileno, polibuteno, copolímero de
etileno/alfa-olefina, copolímero de
propileno/alfa-olefina, copolímero de
buteno/alfa-olefina, copolímero de etileno/éster
insaturado, copolímero de etileno/ácido insaturado (especialmente
copolímero de etil acrilato, copolímero de etileno/butil acrilato,
copolímero de etileno/metilacrilato, copolímero de etileno/ácido
acrílico, copolímero de etileno/ácido metacrílico) resinas de
poliolefina modificadas, resina ionomera, polimetilpentano, etc. La
resina de poliolefina modificada incluye polímeros modificados
preparados mediante copolimerización del homopolímero de la olefina
o un copolímero de la misma con un ácido carboxílico insaturado, por
ejemplo, ácido maleico, ácido fumárico o similar, o un derivado de
los mismos como por ejemplo un anhídrido, éster o una sal de metal o
similar. También se puede obtener incorporando en el homopolímero o
copolímero de olefina un ácido carboxílico insaturado, por ejemplo,
ácido maleico, ácido fumárico o similar, o un derivado de los mismos
como por ejemplo un anhídrido, éster o una sal de metal o
similar.
Como se utilizan aquí, los términos "polímero
que contiene anhídrido" y "polímero de anhídrido
modificado", significan un grupo que contiene medio anhídrido,
como por ejemplo aquel derivado de ácido maleico, ácido fumárico,
etc, que ha sido unido químicamente o afiliado con un polímero
dado.
Como se utiliza aquí, el término
"penetración" (en la industria del empaquetado
"penetración" a menudo es referido como "velocidad de
transmisión") significa el volumen de un gas (por ejemplo
O_{2}) que pasa a través de una sección transversal dada de una
película (o capas de una película) a una temperatura y una humedad
relativa particulares cuando se miden de acuerdo con una prueba
normalizada tal como, por ejemplo ASTM D1434 o D 3985.
Como se utilizan aquí, los términos "copolímero
de etileno alfa-olefina" y "copolímero de
etileno/alfa-olefina", se refieren a materiales
heterogéneos tales como polietileno lineal de baja densidad (LLDPE)
y polietileno de densidad muy baja y ultra baja (VLDPE y ULDPE); y
polímeros homogéneos tales como resinas de copolímeros de
etileno/alfa-olefina homogéneas lineales catalizadas
con metalloceno EXACT® disponible a partir de Exxon Chemical
Company, de Baytonw, Texas, redes de interpenetración bimodal
comprendiendo olefinas de etileno/alfa-olefina
heterogéneas y homogéneas tales como las resinas SclairTech de NOVA
Chemicals LTD de Calgary, Alberta, o resinas Excede de Exxon o
resinas Elite de Dow Chemical Company y resinas de copolímero de
etileno/alfa-olefina homogéneas lineales TAFMER®
disponibles a partir DE Mitsui Petrochemical Corporation. Todos
estos materiales generalmente incluyen copolímeros de etileno con
uno o más comonómeros seleccionados a partir de
alfa-olefina C_{4} a C_{10} tales como
buteno-1 (es decir 1-buteno),
hexeno-1, octeno-1, etc, en los
cuales las moléculas de los copolímeros comprenden cadenas largas
con relativamente pocas ramificaciones de cadenas laterales o
estructuras reticulares. Esta estructura molecular contrasta con los
polietilenos de baja o de media densidad convencionales los cuales
están más altamente ramificados que sus respectivas contrapartes. El
etileno/alfa-olefina heterogéneo comúnmente conocido
como LLDPE tiene una densidad generalmente en la gama de desde
aproximadamente 0,91 gramos por centímetro cúbico hasta
aproximadamente 0,94 gramos por centímetro cúbico. Otros copolímeros
de etileno/alfa-olefina, tales como los copolímeros
de etileno/alfa-olefina homogéneos ramificados de
cadenas largas disponibles a partir de Dow Chemical Company,
conocidos como resinas AFFINITY®, también están incluidos como otros
tipos de copolímeros de etileno/alfa-olefina
homogéneos útiles en la presente invención.
En general, el copolímero de
etileno/alfa-olefina comprende un copolímero que
resulta de la copolimerización de desde aproximadamente del 80 hasta
aproximadamente el 99% en peso de etileno y a partir de 1 hasta
aproximadamente el 20% en peso de alfa-olefina.
Preferiblemente, el copolímero de
etileno/alfa-olefina comprende un copolímero que
resulta de la copolimerización de desde aproximadamente el 85 hasta
aproximadamente el 95% en peso de etileno y de aproximadamente el 5
hasta aproximadamente el 15% en peso de
alfa-olefina.
Como se utilizan aquí, los términos "capa
interior" y "capa interna" se refieren a cualquier capa, de
una película de múltiples capas, provista de ambas superficies
principales directamente adheridas a otras capas de la película.
Como se utilizan aquí, los términos "capa
exterior" se refieren a cualquier capa de película provista de
menos de dos de sus superficies principales directamente adheridas a
otra capa de la película. Los términos incluyen películas monocapas
y de múltiples capas. En las películas de múltiples capas, hay dos
capas exteriores, cada una de las cuales tiene una superficie
principal adherida a sólo una de las otras capas de la película de
múltiples capas. En las películas monocapa, existe sólo una capa, la
cual, por supuesto, es una capa exterior y ninguna de sus dos
superficies principales está adherida a otra capa de la
película.
Como se utilizan aquí, los términos "capa
interior" se refieren a la capa exterior de una película de
múltiples capas que empaqueta un producto, la cual está más cerca
del producto que las otras capas de la película de múltiples capas.
La "capa interior" también se utiliza con referencia a la capa
más interior de una pluralidad de capas dispuestas concéntricamente
simultáneamente coextruídas a través de una boquilla anular.
Como se utilizan aquí, los términos "capa
exterior" se refieren a la capa exterior de una película de
múltiples capas que empaqueta un producto, la cual está más alejada
del producto que las otras capas de la película de múltiples capas.
Los términos "capa exterior" también se utilizan con referencia
a la capa más exterior de una pluralidad de capas dispuestas
concéntricamente simultáneamente coextruídas a través de una
boquilla anular.
Como se utiliza aquí, el término "adherido"
incluye películas las cuales están directamente adheridas unas a
otras utilizando sellado por calor o bien otros medios, así como
películas las cuales se adhieren unas a otras utilizando un adhesivo
el cual está entre las dos películas. Como se utilizan aquí, los
términos "directamente adherido", aplicados a las capas, se
definen como la adhesión de la capa sujeto a la capa objeto, sin una
capa de enlace, adhesivo o bien otra capa entre ellas. Por el
contrario, como se utiliza aquí, la palabra "entre", aplicada a
una capa que está entre otras dos capas especificas, incluye tanto
la adherencia directa de la capa sujeto entre las otras dos capas
entre las cuales se encuentra, así como incluye una falta de
adherencia directa a tanto una como a ambas capas entre las cuales
está la capa sujeto, es decir, se pueden imponer una o más capas
adicionales entre la capa sujeto y una o más de las capas entre las
cuales está la capa sujeto.
Como se utilizan aquí, los términos
"tratamiento de corona" o "tratamiento de descarga por
corona" significan un proceso en el cual una o ambas superficies
principales de una película de termoplástico están sometidas al
producto de la ionización de un gas (por ejemplo aire) muy cerca de
la superficie o superficies de la película de forma que cause
oxidación y otros cambios en la superficie o las superficies de la
película.
Como se utiliza aquí, el término "cocción"
significa calentar un producto alimenticio efectuando de ese modo un
cambio en una o más propiedades físicas o químicas del mismo (por
ejemplo, color, textura, gusto, viscosidad y similares).
Como se utiliza aquí, el término "extrusión"
se utiliza con referencia al proceso de la formación de formas
continuas forzando un material plástico fundido a través de una
boquilla seguido por un enfriamiento o un endurecimiento químico.
Inmediatamente antes de la extrusión a través de la boquilla, el
material polimérico de viscosidad relativamente alta es alimentado
dentro de un husillo giratorio de paso variable, es decir, un
extrusor, el cual fuerza al material polimérico a través de la
boquilla.
Como se utiliza aquí, el término
"coextrusión" se refieren al proceso de extrusión de dos o más
materiales a través de una única boquilla con dos o más orificios
dispuestos de forma que los extruídos emergen y se sueldan juntos en
una estructura laminar antes del enfriamiento, es decir, el
templado. La coextrusión se puede emplear en los procesos de soplado
de películas, la extrusión libre de películas y de recubrimiento de
extrusión.
La presente invención se dirige a un proceso para
fabricar una película termorretráctil adecuada para aplicaciones de
cocción, la película comprendiendo una primera capa y una segunda
capa directamente adherida a la primera capa. La primera capa
comprende un copolímero de alcohol de etileno/vinilo y la segunda
capa comprende por lo menos un elemento seleccionado a partir del
grupo que comprende poliéster, poliamida y poliuretano. La película
de la presente invención tiene una contracción libre en la dirección
transversal a 50ºC de menos del 3% y una contracción libre en
dirección transversal a 57ºC de por lo menos aproximadamente 5%.
La película de múltiples capas preferiblemente
está secuencial o biaxialmente orientada (preferiblemente por lo
menos aproximadamente 2:1; más preferiblemente por lo menos
aproximadamente 2,3:1; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 2,4:1; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 2,5:1; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 2,6:1; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 2,7:1; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 2,8:1; y más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 2,9:1 por lo menos en una dirección), más
preferiblemente biaxialmente orientada. Preferiblemente, la relación
de orientación total (LRR multiplicada por TRR) se prefiere de por
lo menos 4; más preferiblemente, por lo menos 5; más
preferiblemente, por lo menos 6; más preferiblemente, por lo menos
7; más preferiblemente, por lo menos 7,5; más preferiblemente, por
lo menos 8; más preferiblemente, por lo menos 8,5; y más
preferiblemente, por lo menos 9. La orientación implica enfriar
inicialmente una película extruída hasta el estado sólido (mediante,
por ejemplo, templado con agua en cascada o aire frío) seguido de un
recalentamiento de la película dentro de su gama de temperatura de
orientación y estiramiento de la misma. El paso de estiramiento se
puede llevar a cabo de muchas maneras tales como, por ejemplo,
técnicas de "burbuja de película retenida" o "armadura de
estiraje" las cuales ambas son muy conocidas por aquellos
expertos en la técnica. Después de haber sido calentada y estirada,
la película es rápidamente templada mientras se mantiene en su
configuración estirada de forma que se establezca o se bloquee la
configuración molecular orientada.
Generalmente se prefiere que el paso de la
orientación se lleve a cabo a una temperatura de por lo menos 90ºC,
aunque temperaturas de orientación de por lo menos 85ºC, por lo
menos 80ºC, por lo menos 75ºC, por lo menos 70ºC, por lo menos 65ºC,
o incluso por lo menos 60ºC puede ser adecuadas para aplicaciones de
utilización finales. De forma similar, se prefiere que el paso de
orientación se lleve a cabo a una temperatura inferior a
aproximadamente 140ºC, más preferiblemente inferior a
aproximadamente 135ºC, más preferiblemente inferior a
aproximadamente 130ºC, más preferiblemente inferior a
aproximadamente 125ºC, más preferiblemente inferior a
aproximadamente 120ºC, más preferiblemente inferior a
aproximadamente 115ºC, más preferiblemente inferior a
aproximadamente 110ºC, más preferiblemente inferior a
aproximadamente 105ºC y más preferiblemente inferior a
aproximadamente 100ºC.
A continuación de la orientación, la película
producida de acuerdo con la presente invención preferiblemente se
enfría y entonces se calienta hasta una temperatura elevada, más
preferiblemente a una temperatura elevada menor que la temperatura
de orientación. Este paso de recalentamiento, el cual puede ser
referido como templado o fijación térmica, se lleva a cabo a fin de
proporcionar a la película una anchura plana uniforme. Como se
describe con mayor detalle más adelante, el templado para
estabilizar dimensionalmente la película es muy conocido. De acuerdo
con la presente invención, la película orientada se calienta a una
temperatura elevada a fin de proporcionar una película la cual esté
sustancialmente libre de contracción en dirección transversal a 50ºC
pero que tenga por lo menos un 5% de contracción libre transversal a
57ºC. Los términos "contracción sustancialmente libre en la
dirección transversal" como se utilizan aquí se refiere a
películas provistas de menos del 3% de contracción libre en la
dirección transversal, más preferiblemente menos del 2% de
contracción libre en la dirección transversal, lo más
preferiblemente menos del 1% de contracción libre en la dirección
transversal, a la temperatura designada.
Por lo tanto, se prefiere que la película tenga
una contracción libre en la dirección transversal a 40ºC inferior a
aproximadamente el 3%; más preferiblemente inferior a
aproximadamente el 2%; y más preferiblemente inferior a
aproximadamente el 1%.
También se prefiere que la película tenga una
contracción libre en la dirección transversal a 42ºC inferior a
aproximadamente el 3%; más preferiblemente inferior a
aproximadamente el 2%; y más preferiblemente inferior a
aproximadamente el 1%.
También se prefiere que la película tenga una
contracción libre en la dirección transversal a 44ºC inferior a
aproximadamente el 3%; más preferiblemente inferior a
aproximadamente el 2%; y más preferiblemente inferior a
aproximadamente el 1%.
También se prefiere que la película tenga una
contracción libre en la dirección transversal a 46ºC inferior a
aproximadamente el 3%; más preferiblemente inferior a
aproximadamente el 2%; y más preferiblemente inferior a
aproximadamente el 1%.
También se prefiere que la película tenga una
contracción libre en la dirección transversal a 48ºC inferior a
aproximadamente el 3%; más preferiblemente inferior a
aproximadamente el 2%; y más preferiblemente inferior a
aproximadamente el 1%.
También se prefiere que la película tenga una
contracción libre en la dirección transversal a 50ºC inferior a
aproximadamente el 3%; más preferiblemente inferior a
aproximadamente el 2%; y más preferiblemente inferior a
aproximadamente el 1%.
La película tiene una contracción libre en la
dirección transversal a 57ºC de por lo menos el 5%; más
preferiblemente, por lo menos aproximadamente el 6%; más
preferiblemente, por lo menos aproximadamente el 7%; y más
preferiblemente, por lo menos el 8%. Valores similares se prefieren
para la contracción libre en dirección longitudinal.
Preferiblemente la película también tiene una
contracción libre en la dirección transversal a 57ºC inferior a
aproximadamente el 15%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 12%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 11%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 10%; y más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 9%. En ciertas realizaciones específicas, la
contracción libre en dirección transversal a 57ºC es más
preferiblemente inferior a aproximadamente el 8%; más
preferiblemente, menos de aproximadamente el 7%; e incluso más
preferiblemente, menos de aproximadamente el 6%.
También preferiblemente, la película tiene una
contracción libre en la dirección transversal a 80ºC inferior a
aproximadamente el 45%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 40%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 35%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 30%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 28%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 26%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 25%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 24%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 23%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 22%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 21%; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente el 20%; y más preferiblemente inferior a
aproximadamente el 19%. Valores similares se prefieren para la
contracción libre en dirección longitudinal.
También preferiblemente, la contracción libre en
la dirección transversal a 80ºC es por lo menos el 5%; más
preferiblemente, por lo menos el 8%; más preferiblemente, por lo
menos el 10%; más preferiblemente, por lo menos el 12%; más
preferiblemente, por lo menos el 14%; más preferiblemente, por lo
menos aproximadamente el 15%; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente el 16%; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente el 17%; y más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente el 18%. Valores similares se prefieren para la
contracción libre en dirección longitudinal.
Preferiblemente, la película presenta una tensión
de contracción en la dirección transversal a 57ºC de por lo menos
aproximadamente 0,1 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,2 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,3 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,4 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,5 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,6 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,7 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,75 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,8 MPa; y más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,85 MPa.
Preferiblemente, la película presenta una tensión
de contracción en la dirección longitudinal a 57ºC de por lo menos
aproximadamente 0,1 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,30 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,50 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,70 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,80 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,85 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,90 MPa; y más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,95 MPa.
Preferiblemente, la película presenta una tensión
de contracción en la dirección transversal a 80ºC de por lo menos
aproximadamente 0,7 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 0,9 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 1,1 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 1,2 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 1,3 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 1,4 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 1,5 MPa; y más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 1,6 MPa. Valores similares se prefieren para la
tensión de contracción en la dirección longitudinal a
80ºC.
80ºC.
En una realización preferida, la tensión de
contracción en la dirección longitudinal a ambas temperaturas 57ºC y
80ºC es desde aproximadamente el 50% hasta aproximadamente 150% de
la tensión de contracción en la dirección transversal a aquellas
temperaturas correspondientes; más preferiblemente desde
aproximadamente el 70% hasta aproximadamente el 130% de la tensión
de contracción en la dirección transversal a aquellas temperaturas
correspondientes; más preferiblemente desde aproximadamente el 80%
hasta aproximadamente el 120% de la tensión de contracción en la
dirección transversal a aquellas temperaturas correspondientes; e
incluso más preferiblemente desde aproximadamente el 85% hasta
aproximadamente el 115% de la tensión de contracción en la dirección
transversal a aquellas temperaturas.
El proceso de calentamiento de la película
orientada a una temperatura elevada para estabilizarla
dimensionalmente (reduciendo la contracción libre en la dirección
transversal) implica exponer la película a un entorno con una
temperatura preferiblemente superior a los 50ºC. El tiempo real de
exposición depende del proceso utilizado para transferir calor a la
película. Por ejemplo, si la película se expone a un entorno gaseoso
calentado durante períodos de tiempo muy cortos (del orden de unos
pocos segundos), la temperatura del entorno debe ser tan alta como
200ºC. Sin embargo, preferiblemente se prefieren temperaturas
inferiores a aproximadamente 160ºC; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 120ºC; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 100ºC; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 80ºC; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 70ºC; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 60ºC; y más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 55ºC.
El tiempo de exposición puede ser de varias horas
o inferior a una fracción de segundo. Preferiblemente, el tiempo de
exposición es inferior a 1 minuto, más preferiblemente inferior a 30
segundos, más preferiblemente inferior a 20 segundos, más
preferiblemente inferior a 10 segundos, más preferiblemente inferior
a 5 segundos, más preferiblemente inferior a 2 segundos, más
preferiblemente inferior a 1 segundo y más preferiblemente inferior
a medio
segundo.
segundo.
Sin embargo, en una realización preferida, la
película está en contacto con una superficie caliente la cual está a
una temperatura elevada. Preferiblemente, esto implica llevar la
banda que se desplaza a que entre contacto con la superficie
caliente. Este mecanismo proporciona una transferencia de calor más
rápida y más homogénea a la película y resulta en un producto que es
más homogéneo (en anchura y en propiedades de contracción).
Preferiblemente, la temperatura de la superficie caliente a la cual
se expone la película es inferior a 200ºC; más preferiblemente
inferior a aproximadamente 120ºC; más preferiblemente inferior a
aproximadamente 100ºC; más preferiblemente inferior a
aproximadamente 80ºC; más preferiblemente inferior a aproximadamente
70ºC; más preferiblemente inferior a aproximadamente 65ºC; más
preferiblemente inferior a aproximadamente 63ºC; más preferiblemente
inferior a aproximadamente 61ºC; más preferiblemente inferior a
aproximadamente 59ºC; más preferiblemente inferior a aproximadamente
57ºC; más preferiblemente inferior a aproximadamente 55ºC; y más
preferiblemente inferior a aproximadamente 53ºC. También
preferiblemente, la temperatura de la superficie caliente a la cual
se expone la película es superior a aproximadamente 50ºC.
Cuando se templa la película (es decir, se
calienta a una temperatura elevada) para estabilizar
dimensionalmente dicha película, la temperatura de la película
alcanza por lo menos 50ºC y preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 52ºC. También, la temperatura que alcanza la
película es inferior a 56ºC y preferiblemente, inferior a
aproximadamente 54ºC.
El tiempo durante el cual se expone la película a
esta superficie caliente puede variar desde diversas horas hasta
menos de una fracción de segundo. Preferiblemente, el tiempo de
exposición es inferior a 5 minutos; más preferiblemente, inferior a
3 minutos; más preferiblemente, inferior a 1 minuto; más
preferiblemente, inferior a 30 segundos; más preferiblemente,
inferior a 20 segundos; más preferiblemente, inferior a 10 segundos;
más preferiblemente, inferior a 5 segundos; más preferiblemente,
inferior a 2 segundos; más preferiblemente, inferior a 1 segundo; y
más preferiblemente, inferior a 0,8 segundos; más preferiblemente,
inferior a 0,6 segundos; e incluso más preferiblemente, inferior a
0,4 segundos.
La película se puede templar o calentar a una
temperatura elevada tanto en un proceso en línea (y a continuación)
o fuera de línea (en un proceso separado) del proceso de
orientación. Por ejemplo, el templado se puede llevar a cabo como
parte de un proceso de fruncido. Sin embargo, se prefieren un
proceso de templado en línea con el proceso de orientación.
Mientras cualquier mecanismo conocido por
aquellos expertos en la técnica puede ser utilizado para transferir
calor a la película de la invención de forma que se caliente que una
temperatura elevada, preferiblemente, el mecanismo de transferencia
de calor es conducción o convención; más preferiblemente conducción.
Preferiblemente, la película de la presente invención se calienta a
una temperatura elevada llevándola a que entre en contacto con una
superficie o superficies calientes seguido por el enfriamiento de la
película. Preferiblemente, las superficies calientes son rodillos
los cuales están sometidos a las temperaturas descritas antes.
Además, la película se puede templar o calentar a
una temperatura elevada mientras esté en forma de película
relativamente plana y plegada o cuando se infla o no está plana,
esto último se consigue típicamente inflando la película con un
fluido, preferiblemente un gas como por ejemplo aire. El proceso de
templado o termofijación de la película orientada de la presente
invención, en el que se calienta a una temperatura elevada, se puede
llevar a cabo cuando la película tanto está limitada en la dirección
transversal como cuando no está limitada en la dirección
transversal. Opcionalmente, la película puede estar limitada en la
dirección transversal mediante el inflado con un fluido.
Sin tener en cuenta el procedimiento utilizado
para fabricar la presente película, la primera capa comprende un
copolímero de etileno/alcohol de vinilo. El EVOH está
preferiblemente hidrolizado a por lo menos aproximadamente el 50%,
más preferiblemente hasta por lo menos aproximadamente el 95% y más
preferiblemente hasta por lo menos aproximadamente el 99%.
Preferiblemente, el EVOH comprende desde aproximadamente 28 hasta
aproximadamente 48% en moles de meros de etileno; más
preferiblemente desde aproximadamente 32 hasta aproximadamente 44%
en moles de meros de etileno; y más preferiblemente desde
aproximadamente 38% en moles de etileno hasta aproximadamente 44% en
moles de meros de etileno.
Sin embargo, la primera capa puede comprender
otros polímeros en una cantidad de desde aproximadamente 1 hasta
aproximadamente el 95% en peso (más preferiblemente,
5-80%; más preferiblemente, 5-60%;
más preferiblemente, 5-50%; más preferiblemente,
5-40%; más preferiblemente, 5-30%;
más preferiblemente, 10-30%; más preferiblemente,
10-25%; más preferiblemente,
10-20%). Los polímeros que se pueden incluir en la
primera capa que incluyen poliamidas, poliésteres, poliuretano y
poliolefinas. Polímeros mezclados preferidos incluyen las poliamidas
y las poliolefinas modificadas. Las poliamidas, poliésteres y
poliolefinas preferidos se describen más adelante en la descripción
de la segunda capa y de la tercera capa. Sin embargo, más
preferiblemente, la primera capa comprende EVOH en una cantidad la
cual es por lo menos aproximadamente el 30%; más preferiblemente,
por lo menos aproximadamente el 50%; más preferiblemente, por lo
menos aproximadamente el 60%; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente el 70%; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente el 75%; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente el 80%; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente el 85%; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente el 90%; y más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente el 95% sobre la base del peso de la primera capa. En
una realización preferida, la primera capa costa esencialmente de
copolímero de etileno/alcohol vinilo.
Preferiblemente la primera capa tiene una baja
permeabilidad al oxígeno, preferiblemente una permeabilidad al
oxígeno no superior a aproximadamente (en orden ascendente de
preferencia) 150 cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas, 100
cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas, 75 cm^{3}/m^{2} "atm"
24 horas, 60 cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas, 50
cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas, 40 cm^{3}/m^{2} "atm"
24 horas, 30 cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas, 25
cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas, 20 cm^{3}/m^{2} "atm"
24 horas, 15 cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas y 10
cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas (a 25ºC y 0% de humedad
relativa).
La primera capa preferiblemente tiene un grosor
de aproximadamente desde 0,001 hasta aproximadamente 0,05 mm, más
preferiblemente desde aproximadamente 0,00125 hasta aproximadamente
0,02 mm, incluso más preferiblemente desde aproximadamente 0,002
hasta aproximadamente 0,01 mm y más preferiblemente desde
aproximadamente 0,0025 hasta aproximadamente 0,005 mm. El grosor de
la primera capa que preferiblemente es desde aproximadamente 1 hasta
aproximadamente el 70%, más preferiblemente desde aproximadamente 2
hasta aproximadamente el 50%, incluso más preferiblemente desde
aproximadamente 3 hasta aproximadamente el 40%, todavía más
preferiblemente desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente el
30%, todavía aún más preferiblemente desde aproximadamente 5 hasta
aproximadamente el 25% y lo más preferiblemente desde
aproximadamente 5 hasta aproximadamente el 15% sobre la base del
grosor total de la película de múltiples capas. La película 1
comprende una o más capas como se ha descrito en la descripción
anterior de la primera capa. Aunque la primera capa, como se ha
descrito aquí, puede ser una capa exterior, preferiblemente es una
capa interior.
Preferiblemente la película de múltiples capas de
la presente invención tiene una permeabilidad al oxígeno no superior
a aproximadamente (en orden ascendente de preferencia) 150
cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas, 100 cm^{3}/m^{2}
"atm" 24 horas, 75 cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas, 60
cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas, 50 cm^{3}/m^{2} "atm"
24 horas, 40 cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas, 30
cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas, 25 cm^{3}/m^{2} "atm"
24 horas, 20 cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas, 15
cm^{3}/m^{2} "atm" 24 horas y 10 cm^{3}/m^{2}
"atm" 24 horas (a 25ºC y 0% de humedad relativa).
La segunda capa está directamente adherida a la
primera capa y preferiblemente comprende por lo menos un elemento
seleccionado del grupo que contiene poliéster, poliamida y
poliuretano. En una realización preferida, la segunda capa comprende
una poliamida. Preferiblemente, la poliamida comprende por lo menos
un elemento seleccionado del grupo que contiene poliamida 6,
poliamida 9, poliamida 10, poliamida 11, poliamida 12, poliamida 66,
poliamida 610, poliamida 612, poliamida 6I, poliamida 6T, poliamida
69 y copolímeros de las mismas. Todavía más preferiblemente, la
segunda capa comprende por lo menos un elemento seleccionado del
grupo que contiene poliamida 6, poliamida 66 y copoliamida 6/66.
Preferiblemente, la poliamida tiene un punto de fusión de desde
aproximadamente 130ºC hasta aproximadamente 270ºC; más
preferiblemente desde aproximadamente 130ºC hasta aproximadamente
235ºC; más preferiblemente desde aproximadamente 140ºC hasta
aproximadamente 235ºC; más preferiblemente desde aproximadamente
160ºC hasta aproximadamente 235ºC; más preferiblemente desde
aproximadamente 180ºC hasta aproximadamente 235ºC; y más
preferiblemente desde aproximadamente 190ºC hasta aproximadamente
235ºC. Opcionalmente, la segunda capa puede comprender una poliamida
amorfa. En una realización preferida, la segunda capa comprende dos
poliamidas como se ha descrito antes; preferiblemente, una mezcla de
una primera poliamida provista de un punto de fusión superior a
aproximadamente 180ºC (más preferiblemente, superior a
aproximadamente 190ºC; y más preferiblemente, superior a
aproximadamente 200ºC) con una segunda poliamida provista de un
punto de fusión inferior a aproximadamente 180ºC (más
preferiblemente inferior a 170ºC; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 160ºC). Opcionalmente, la mezcla puede comprender
dos poliamidas cualesquiera como se ha descrito antes en tanto en
cuanto tengan diferente estructura química y diferente estructura
del cristal. Por lo tanto, la poliamida, preferida para la segunda
capa, puede comprender una mezcla de dos poliamidas, cada una con un
punto de fusión entre 135ºC y 260ºC. En una realización preferida,
la poliamida comprende por lo menos aproximadamente el 30% en peso
(de la capa) de por lo menos un elemento seleccionado del grupo que
contiene poliamida 6, poliamida 66 y copoliamida 6/66; más
preferiblemente, por lo menos el 40%; más preferiblemente, por lo
menos el 50%; más preferiblemente, por lo menos el 60%; y más
preferiblemente, por lo menos el 70% (en peso) de poliamida 6,
poliamida 66 o copoliamida 6/66.
En otra realización preferida, la segunda capa
comprende poliéster. Preferiblemente el poliéster tiene un punto de
fusión de desde aproximadamente 130ºC hasta aproximadamente 260ºC;
más preferiblemente, desde aproximadamente 150ºC hasta
aproximadamente 250ºC; incluso más preferiblemente desde
aproximadamente 170ºC hasta aproximadamente 250ºC; todavía más
preferiblemente, desde aproximadamente 180ºC hasta aproximadamente
240ºC; todavía más preferiblemente, desde aproximadamente 190ºC
hasta aproximadamente 240ºC; todavía más preferiblemente, desde
aproximadamente 200ºC hasta aproximadamente 240ºC; y aún todavía más
preferiblemente, desde aproximadamente 210ºC hasta aproximadamente
235ºC. Preferiblemente el poliéster tiene un contenido en meros
(unidades monoméricas) de ácido tereftálico de por lo menos 75% en
moles; más preferiblemente, por lo menos el 80% en moles; más
preferiblemente, por lo menos 85% en moles; e incluso más
preferiblemente, por lo menos 90% en moles. En otra realización
preferida, el poliéster de la segunda capa es un poliéster amorfo,
más preferiblemente un copoliéster amorfo. Ejemplos de poliésteres
adecuados incluyen homopolímero PET, copolímero PET, homopolímero
PEN y copolímero PEN.
La segunda capa preferiblemente tiene un grosor
de desde aproximadamente 0,001 hasta aproximadamente 0,1 mm; más
preferiblemente desde aproximadamente 0,002 hasta aproximadamente
0,05 mm; más preferiblemente, desde aproximadamente 0,003 milímetros
hasta aproximadamente 0,03 mm; y más preferiblemente, desde
aproximadamente 0,005 hasta aproximadamente 0,02 mm.
Preferiblemente, el grosor de la segunda capa es desde
aproximadamente el 1 hasta aproximadamente el 70%, sobre la base del
grosor total de la película; más preferiblemente, desde
aproximadamente 5 hasta aproximadamente el 50%; más preferiblemente,
desde aproximadamente 8 hasta aproximadamente el 50%; más
preferiblemente, desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente el
45%; más preferiblemente, desde aproximadamente 13 hasta
aproximadamente el 40%; más preferiblemente, desde aproximadamente
15 hasta aproximadamente el 35%; más preferiblemente, desde
aproximadamente 17 hasta aproximadamente el 25%; y más
preferiblemente, desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente el
25%. En una realización preferida, la segunda capa tiene un grosor
de por lo menos aproximadamente el 10%; más preferiblemente, por lo
menos el 15%; más preferiblemente, por lo menos el 20%; más
preferiblemente, por lo menos aproximadamente el 25%; más
preferiblemente, por lo menos aproximadamente el 30%; más
preferiblemente, por lo menos aproximadamente el 35%; e incluso más
preferiblemente, por lo menos aproximadamente el 40% sobre la base
del grosor total de la película de múltiples capas.
La segunda capa puede incluir aproximadamente el
50% (en peso), más preferiblemente por lo menos aproximadamente el
60% (en peso), incluso más preferiblemente por lo menos
aproximadamente el 70% (en peso), todavía más preferiblemente por lo
menos aproximadamente el 80% (en peso) y más preferiblemente por lo
menos aproximadamente el 90% (en peso) de los polímeros descritos
antes en la descripción de la segunda capa. La segunda capa
opcionalmente puede incluir por lo menos aproximadamente el 5% (en
peso), más preferiblemente por lo menos aproximadamente el 10% (en
peso), incluso más preferiblemente por lo menos aproximadamente el
20% (en peso), todavía más preferiblemente por lo menos
aproximadamente el 40% (en peso) y más preferiblemente por lo menos
aproximadamente el 50% (en peso) de uno o más polímeros. Los
polímeros mezclados útiles incluyen, pero están limitados a ellos,
poliolefina, poliestireno, EVOH, PVDC, poliéter, poliuretano,
policarbonato y similares. En una realización preferida, la segunda
capa costa esencialmente de uno o más elementos seleccionados del
grupo que contiene poliéster, poliamida y poliuretano.
Preferiblemente, la película adicionalmente
comprende una tercera capa. La tercera capa tanto puede ser una capa
interior como una capa exterior. Cuando la tercera capa es una capa
exterior de un paquete, también puede ser la capa interior o la capa
exterior. La tercera capa puede estar directamente adherida a la
primera capa o tener una o más capas entre ella y la primera capa.
Preferiblemente, la tercera capa comprende por lo menos un elemento
seleccionado a partir del grupo que contiene poliolefina,
poliestireno, poliamida, poliéster y poliuretano (la poliamida y el
poliéster preferidos son como los que se ha descrito en la
descripción de la primera capa); más preferiblemente, por lo menos
un elemento seleccionado a partir del grupo que contiene
homopolímero de polietileno, copolímero de polietileno, homopolímero
de polipropileno, copolímero de polipropileno, homopolímero de
polibuteno, copolímero de polibuteno (la poliolefina puede ser una
poliolefina homogénea o heterogénea).
En una realización preferida, la tercera capa
sirve como la capa que está en contacto con el alimento y comprende
un polímero como se ha descrito antes en la descripción general de
la tercera capa. Sin embargo, más preferiblemente, la tercera capa
comprende un polímero provisto de una energía superficial de por lo
menos aproximadamente 0,034 J/m^{2}; más preferiblemente por lo
menos aproximadamente 0,036 J/m^{2}; más preferiblemente por lo
menos aproximadamente 0,038 J/m^{2}; más preferiblemente por lo
menos aproximadamente 0,040 J/m^{2}; más preferiblemente por lo
menos aproximadamente 0,042 J/m^{2}; más preferiblemente por lo
menos aproximadamente 0,044 J/m^{2}; y más preferiblemente por lo
menos aproximadamente 0,046 J/m^{2}. Mientras la tercera capa no
tiene que estar tratada por corona, en una realización opcional, la
tercera capa está tratada por corona.
La tercera capa preferiblemente comprende un
polímero polar; preferiblemente uno comprendiendo grupos funcionales
que incluyen fracciones de oxígeno y nitrógeno; preferiblemente por
lo menos un elemento seleccionado del grupo que contiene copolímero
de olefina/ácido insaturado, poliolefina conteniendo anhídrido,
poliamida y poliéster. Preferiblemente, la tercera capa comprende
por lo menos un elemento seleccionado del grupo que contiene un
copolímero de etileno/ácido insaturado, copolímero de
propileno/ácido insaturado, copolímero de buteno/ácido insaturado y
poliamida; más preferiblemente, por lo menos un elemento
seleccionado del grupo que contiene copolímero de etileno/ácido
insaturado y poliamida.
La energía superficial de los polímeros (algunas
veces también referida como tensión superficial), como se describe
aquí en la descripción de la tercera capa, preferiblemente se
obtiene a 20ºC a partir de los datos de humectabilidad, como es muy
conocido por aquellos expertos en la técnica. Preferiblemente, se
utiliza el procedimiento de la media geométrica para calcular la
energía superficial con los disolventes preferidos utilizados
incluyendo agua y yoduro de metileno. Opcionalmente, la energía
superficial de los polímeros referidos aquí se puede obtener a
partir de los datos de la energía de cohesión o de soluciones dina.
Utilizando las técnicas referenciadas antes, polímeros tales como
LLDPE, EVA y homopolímero de polipropileno en general tendrán una
energía superficial inferior a aproximadamente 0,034 J/m^{2}. Por
otra parte, los polímeros más preferidos para la capa en contacto
con el alimento en las películas de esta invención tienen energías
superficiales típicamente superiores a 0,034 J/m^{2}. Por ejemplo,
el teraftalato de polietileno (un poliéster) tiene una energía
superficial de aproximadamente 0,043 J/m^{2}, la poliamida 6 tiene
una energía superficial de aproximadamente 0,044 J/m^{2} y algunos
copolímeros ionomerizados de etileno/ácido acrílico tienen una
energía superficial de aproximadamente 0,040 J/m^{2}.
En una realización preferida, la tercera capa
comprende un copolímero de etileno/ácido insaturado que comprende
por lo menos aproximadamente el 2% en meros de ácido insaturado (en
peso); más preferiblemente, por lo menos aproximadamente el 4% en
meros de ácido insaturado; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente el 6% en meros de ácido insaturado; más
preferiblemente, por lo menos aproximadamente el 7% en meros de
ácido insaturado; y más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente el 8% en meros de ácido insaturado. Preferiblemente
el ácido insaturado es un ácido insaturado C3-C20;
más preferiblemente un ácido insaturado C3-C10; más
preferiblemente un ácido insaturado C3-C5.
Preferiblemente, el ácido insaturado es ácido acrílico; más
preferiblemente, por lo menos un elemento seleccionado del grupo que
contiene ácido acrílico y ácido metacrílico. En una realización
preferida, el copolímero de olefina/ácido insaturado está
ionomerizado; preferiblemente, el ionómero es un ionómero de un
copolímero de etileno/ácido acrílico; ejemplos incluyen resinas de
ionómero SURLYN® (E.I. DuPont de Nemours, de Wilmington,
Delaware).
En otra realización preferida, la tercera capa
comprende una poliamida, preferiblemente como se ha descrito antes
en la descripción de la segunda capa. Opcionalmente, la tercera capa
puede comprender un poliéster, preferiblemente como se ha descrito
antes en la descripción de la segunda capa. Opcionalmente, la
tercera capa puede comprender una poliolefina conteniendo anhídrido;
preferiblemente, una poliolefina con anhídrido injertado. La
poliolefina que contiene anhídrido puede ser un copolímero de
bloque, un copolímero aleatorio o un copolímero injertado. Ejemplos
preferidos incluyen copolímeros de etileno/éster
insaturado/anhídrido maleico, comercialmente vendidos bajo la marca
comercial LOTADER® por Elf-Atochem; y polímeros
comercialmente vendidos bajo la marca comercial BYNEL® por E.I.
DuPont de Nemours (este último referido como copolímeros que
contienen anhídrido en el que la fracción de anhídrido está
incorporada en la poliolefina mediante una técnica de injerto). La
incorporación de poliamida o poliéster es especialmente preferida si
la tercera capa es una capa exterior la cual está impresa porque
tiene una adherencia superior de la tinta.
La tercera capa puede incluir aproximadamente el
50% (en peso), más preferiblemente por lo menos aproximadamente el
60% (en peso), incluso más preferiblemente por lo menos
aproximadamente el 70% (en peso), todavía más preferiblemente por lo
menos aproximadamente el 80% (en peso) y más preferiblemente por lo
menos aproximadamente el 90% (en peso) de los polímeros descritos
antes en la descripción de la tercera capa. Sin embargo, cuando se
desea cambiar o mejorar las propiedades de la tercera capa, los
polímeros descritos antes se pueden mezclar hasta aproximadamente el
95% (en peso); más preferiblemente, hasta aproximadamente el 90%;
más preferiblemente, hasta aproximadamente el 70%; más
preferiblemente hasta aproximadamente el 50%; más preferiblemente,
hasta aproximadamente el 30%; más preferiblemente, hasta
aproximadamente el 20%; y más preferiblemente, hasta aproximadamente
el 10% de uno o más de otros polímeros. Los polímeros de mezclado
útiles incluyen, pero no están limitados a ellos, poliolefinas,
poliestireno, poliamidas, poliésteres, EVOH, PVDC, poliéter,
poliuretano, policarbonato y similares. Preferidos entre ellos son
aquellos polímeros que incluyen unidades monoméricas derivadas de
etileno, propileno, y 1-buteno; más preferiblemente,
por lo menos un elemento seleccionado del grupo que contiene
homopolímero de polietileno, copolímero de polietileno, homopolímero
de polipropileno, copolímero de polipropileno, homopolímero de
polibuteno y copolímero de polibuteno; más preferiblemente, por lo
menos un elemento seleccionado del grupo que contiene copolímero de
etileno/alfa-olefina, copolímero de
propileno/alfa-olefina, copolímero de
buteno/alfa-olefina, copolímero de etileno/ácido
insaturado y copolímero de etileno/éster insaturado; y más
preferiblemente, por lo menos un elemento seleccionado del grupo que
contiene polietileno de baja densidad (LLDPE), etileno acetato de
vinilo (EVA), copolímero de propileno/etileno y copolímero de
propileno/buteno. En una realización preferida, la tercera capa
comprende una mezcla (o aleación) de una poliamida y una poliolefina
(preferiblemente, un copolímero de etileno/ácido insaturado).
En algunos casos, la tercera capa preferiblemente
puede incluir (o consistir esencialmente en) sólo aquellos polímeros
que contienen unidades monoméricas derivadas de
alfa-olefinas C2-C12, ácidos
etilénicamente insaturados y ésteres insaturados. Opcionalmente, la
tercera capa puede contener esencialmente sólo poliamida y
poliéster.
En el caso en el que la tercera capa sirva como
la capa en contacto con el alimento, preferiblemente ofrece una
adherencia adecuada a una amplia variedad de productos proteínicos,
incluso en la ausencia de tratamiento por corona. Las capas en
contacto con el alimento de esta invención preferiblemente
proporcionan una adherencia consistente de la película al alimento a
lo largo del tiempo.
Sin embargo, en otra realización preferida, la
tercera capa es relativamente no polar y preferiblemente, no se
adhiere al producto alimenticio. Un ejemplo de aplicaciones de este
tipo es cuando la película de esta invención se utiliza para el
empaquetado de productos de músculo integral en los que la
adherencia de la película al producto "de músculo integral"
puede resultar en que la película rompa trozos grandes de carne de
la superficie de producto y proporcione un aspecto feo. En estas
realizaciones, la capa en contacto con el alimento preferiblemente
comprende un polímero provisto de una energía superficial inferior a
aproximadamente 0,034 J/m^{2}; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 0,033 J/m^{2}; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 0,032 J/m^{2}; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 0,031 J/m^{2}; y más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 0,030 J/m^{2}. Ejemplos de polímeros preferidos en
esta realización incluyen copolímeros de etileno
alfa-olefina, LDPE, EVA y polipropileno.
La tercera capa también puede servir como la capa
exterior de un producto empaquetado (es decir, la tercera capa es
una capa exterior). Opcionalmente, la tercera capa también puede
servir como una capa interior en las películas de esta invención. La
tercera capa puede servir también como una capa de núcleo o masa o
una capa de enlace. La película puede tener 1-10
capas diferentes provistas de la composición como se ha descrito en
la descripción de la tercera capa, más preferiblemente,
1-7, y más preferiblemente 1-5
capas.
La tercera capa preferiblemente tiene un grosor
de desde aproximadamente 0,0025 hasta aproximadamente 0,1 mm, más
preferiblemente desde aproximadamente 0,005 hasta aproximadamente
0,04 mm, incluso más preferiblemente desde aproximadamente 0,0075
hasta aproximadamente 0,025 mm y más preferiblemente desde
aproximadamente 0,01 hasta aproximadamente 0,02 mm. Generalmente, el
grosor de la tercera capa es desde aproximadamente el 1 hasta
aproximadamente el 70%, preferiblemente desde aproximadamente 5
hasta aproximadamente el 50%, más preferiblemente desde
aproximadamente 10 hasta aproximadamente el 40%, incluso más
preferiblemente desde aproximadamente 12 hasta aproximadamente el
35% y todavía más preferiblemente desde aproximadamente 15 hasta
aproximadamente el 30% del grosor total de la película de múltiples
capas. En una realización preferida, la tercera capa tiene un grosor
de por lo menos aproximadamente el 10%; más preferiblemente, por lo
menos el 15%; más preferiblemente, por lo menos el 20%; más
preferiblemente, por lo menos aproximadamente el 25%; más
preferiblemente, por lo menos aproximadamente el 30%; más
preferiblemente, por lo menos aproximadamente el 35%; e incluso más
preferiblemente, por lo menos aproximadamente el 40% del grosor
total de la película de múltiples capas.
Preferiblemente, el polímero de la tercera capa
tiene un índice de fusión de desde aproximadamente 0,3 hasta
aproximadamente 50; más preferiblemente desde aproximadamente 0,5
hasta aproximadamente 20; todavía más preferiblemente desde
aproximadamente 0,7 hasta aproximadamente 10; incluso más
preferiblemente desde aproximadamente 1 hasta 8; y todavía más
preferiblemente desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 6
(medido mediante la norma ASTM D 1238).
Preferiblemente, la película comprende una cuarta
capa, preferiblemente como se ha descrito antes en la descripción de
la tercera capa. Sin embargo, en la realización más preferida, la
cuarta capa sirve como una capa de enlace. Por regla general, las
capas de enlace deben tener un grado relativamente elevado y
compatibilidad con las capas que comprenden EVOH, poliamida,
poliéster, PVDC, etc, así como con las capas que no son de barrera,
tales como las poliolefinas. La composición, el número y el grosor
de las capas de enlace son como es conocido por aquellos expertos en
la técnica. Una capa de enlace de este tipo puede tener un grosor de
desde aproximadamente 0,001 hasta aproximadamente 0,05 mm, más
preferiblemente desde aproximadamente 0,0015 hasta aproximadamente
0,025 mm, incluso más preferiblemente desde aproximadamente 0,0025
hasta aproximadamente 0,01 mm y lo más preferiblemente desde
aproximadamente 0,03 hasta aproximadamente 0,008 mm. Preferiblemente
la capa de enlace tiene un grosor de desde aproximadamente 1 hasta
aproximadamente el 70% del grosor total de la película de múltiples
capas; más preferiblemente, desde aproximadamente 1 hasta
aproximadamente el 40%; más preferiblemente, desde aproximadamente 2
hasta aproximadamente el 30%; más preferiblemente, desde
aproximadamente 2 hasta aproximadamente el 20%; más preferiblemente,
desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente el 15%; más
preferiblemente, desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente el
10%; y más preferiblemente, desde aproximadamente 2 hasta
aproximadamente el 5%. Las capas de enlace de este tipo pueden
incluir uno o más polímeros que contengan unidades monoméricas
derivadas de por lo menos uno de una alfa-olefina
C2-C12, estireno, amida, éster y uretano,
preferiblemente uno o más interpolímeros de etileno injertado de
anhídrido/alfa-olefina, interpolímero de etileno
injertado de anhídrido/éster etilénicamente insaturado e
interpolímero de etileno injertado de anhídrido/ácido etilénicamente
insaturado.
En general, la película puede comprender una o
más capas de enlace; más preferiblemente, 1-5 capas
de enlace.
Preferiblemente, la película adicionalmente
comprende otra capa que comprende por lo menos un elemento
seleccionado del grupo que contiene poliéster y poliamida. El
poliéster y la poliamida preferidos se han descrito antes en la
descripción de la segunda capa. Tales capas preferiblemente tienen
un grosor de desde aproximadamente 0,001 mm hasta aproximadamente
0,1 mm, más preferiblemente desde aproximadamente 0,0025 hasta
aproximadamente 0,05 mm y más preferiblemente desde aproximadamente
0,005 hasta aproximadamente 0,025 mm. El grosor preferiblemente es
desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente el 70%, más
preferiblemente desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente el
60%, incluso más preferiblemente desde aproximadamente 10 hasta
aproximadamente el 50%, aún más preferiblemente desde
aproximadamente 15 hasta aproximadamente el 45% y más
preferiblemente desde aproximadamente 25 hasta aproximadamente el
40% sobre la base del grosor total de la película de múltiples
capas.
En una realización preferida, la película de
múltiples capas comprende por lo menos el 40% en peso de aquellos
polímeros que contienen unidades monoméricas derivadas de
alfa-olefinas C2-C12, ácidos
etilénicamente insaturados y ésteres insaturados (más
preferiblemente, por lo menos el 50%; más preferiblemente, por lo
menos el 60%; más preferiblemente, por lo menos el 70%; y más
preferiblemente, por lo menos el 80%). En otra realización
preferida, la película de múltiples capas comprende por lo menos el
20% de poliolefina (en peso); más preferiblemente, por lo menos el
30% de poliolefina; más preferiblemente, por lo menos el 40% de
poliolefina; más preferiblemente, por lo menos el 50% de
poliolefina; más preferiblemente, por lo menos el 55% de
poliolefina; más preferiblemente, por lo menos el 60% de
poliolefina; más preferiblemente, por lo menos el 65% de
poliolefina; más preferiblemente, por lo menos el 70% de
poliolefina; más preferiblemente, por lo menos el 75% de
poliolefina; y más preferiblemente, por lo menos el 80% de
poliolefina. En otra realización preferida, la película comprende
menos de aproximadamente el 90% de poliolefina en peso; más
preferiblemente, menos de aproximadamente el 85% de poliolefina; más
preferiblemente, menos de aproximadamente el 80% de poliolefina; más
preferiblemente, menos de aproximadamente el 70% de poliolefina; más
preferiblemente, menos de aproximadamente el 60% de poliolefina; más
preferiblemente, menos de aproximadamente el 50% de poliolefina; y
más preferiblemente, menos de aproximadamente el 40% de poliolefina.
Opcionalmente, la película de múltiples capas preferiblemente
comprende desde aproximadamente 0-90% de poliolefina
(en peso); más preferiblemente, 10-85% de
poliolefina; más preferiblemente, 30-80% de
poliolefina; más preferiblemente, 40-75% de
poliolefina; más preferiblemente, 45-75% de
poliolefina; más preferiblemente, 50-70% de
poliolefina; y más preferiblemente, 55-70% de
poliolefina.
En otra realización, la película de múltiples
capas comprende menos del 80% de poliamida (en peso); más
preferiblemente, menos del 70% de poliamida; más preferiblemente,
menos del 60% de poliamida; más preferiblemente, menos del 55% de
poliamida; más preferiblemente, menos del 50% de poliamida; más
preferiblemente, menos del 45% de poliamida; más preferiblemente,
menos del 40% de poliamida; más preferiblemente, menos del 35% de
poliamida; y más preferiblemente, menos del 30% de poliamida.
También preferiblemente, la película de múltiples capas comprende
por lo menos el 10% de poliamida en peso (más preferiblemente, por
lo menos el 15%; más preferiblemente, por lo menos el 20%; más
preferiblemente, por lo menos el 25%; más preferiblemente, por lo
menos el 30% y más preferiblemente, por lo menos el 40%).
Opcionalmente, la película de múltiples capas comprende desde
aproximadamente 0-80% de poliamida (en peso); más
preferiblemente, aproximadamente 5-70% de poliamida;
más preferiblemente, desde aproximadamente 10-60% de
poliamida; más preferiblemente, desde aproximadamente
15-60% de poliamida; más preferiblemente, desde
aproximadamente 15-55% de poliamida; más
preferiblemente, desde aproximadamente 15-50% de
poliamida; más preferiblemente, desde aproximadamente
15-45% de poliamida y más preferiblemente, desde
aproximadamente 20-40% de poliamida. La gama de
poliamida preferida (sobre la base del peso total de la película)
descrita antes es especialmente preferida cuando la poliamida se
selecciona del grupo que contiene poliamida 6, poliamida 66 y
poliamida 6/66 (la gama es sin embargo aplicable también a
cualquiera de las poliamidas descritas antes). Por lo tanto, en una
realización preferida, la película de múltiples capas de la
invención comprende menos del 80% de poliamida 6, poliamida 66 y
copoliamida 6/66; más preferiblemente, menos del 70% de poliamida 6,
poliamida 66 y copoliamida 6/66, etcétera.
En otra realización, la película de múltiples
capas comprende menos del 80% de poliéster (en peso); más
preferiblemente, menos del 70% de poliéster; más preferiblemente,
menos del 60% de poliéster; más preferiblemente, menos del 55% de
poliéster; más preferiblemente, menos del 50% de poliéster; más
preferiblemente, menos del 45% de poliéster; más preferiblemente,
menos del 40% de poliéster; más preferiblemente, menos del 35% de
poliéster; y más preferiblemente, menos del 30% de poliéster.
Opcionalmente, la película de múltiples capas comprende desde
aproximadamente 0-80% de poliéster (en peso); más
preferiblemente, desde aproximadamente 5-70% de
poliéster; más preferiblemente, desde aproximadamente
10-60% de poliéster; más preferiblemente, desde
aproximadamente 15-60% de poliéster; más
preferiblemente, desde aproximadamente 20-55% de
poliéster; más preferiblemente, desde aproximadamente
20-50% de poliéster; más preferiblemente, desde
aproximadamente 20-45% de poliéster y más
preferiblemente, desde aproximadamente 20-40% de
poliéster.
En una realización preferida, el grosor de la
segunda capa es por lo menos el 50% del grosor de la primera capa;
más preferiblemente, por lo menos el 60%; más preferiblemente, por
lo menos el 70%; más preferiblemente, por lo menos el 80%; más
preferiblemente, por lo menos el 90%; más preferiblemente, por lo
menos el 100%; más preferiblemente, por lo menos el 110%; y más
preferiblemente, por lo menos el 125%. Además, en la realización más
preferida, la cantidad de EVOH en la película de múltiples capas es
inferior a la cantidad total de poliéster, poliamida o poliuretano
en la película de múltiples capas (más preferiblemente, inferior al
90%; más preferiblemente, inferior al 80% y más preferiblemente,
inferior al 70% de la cantidad total de poliéster, poliamida o
poliuretano en la película de múltiples capas). Estas realizaciones
preferidas se cree que proporcionan a las películas una resistencia
superior al enlace entre pliegues, menos tendencia a la delaminación
y menos estrías, arrugas y grietas en el tubo. En la realización más
preferida, la primera capa está directamente adherida a la segunda
capa en una superficie y a la tercera capa en la otra superficie, la
tercera capa comprendiendo por lo menos un elemento seleccionado del
grupo que contiene poliéster, poliamida y poliuretano.
Preferiblemente, ambas capas adyacentes a la primera capa tienen un
grueso de por lo menos el 50% del grosor de la primera capa, como se
ha descrito antes, más preferiblemente el 75%, más preferiblemente,
el 100%. En una realización preferida el grosor de la primera capa
puede ser tanto como del 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, o 100% del grosor
de la segunda capa. En general, cuanto mayor es el grueso de la
segunda capa, mejor será la resistencia a la delaminación.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar una película que sea sustancialmente resistente a la
delaminación. Mediante los términos "sustancialmente resistente a
la delaminación" se hace referencia a la película que tiene una
resistencia a la unión entre pliegues de por lo menos 18 N/m (0,10
libras/pulgada), más preferiblemente 35 N/m (0,20 libras/pulgada),
más preferiblemente 44 N/m (0,25 libras/pulgada), más
preferiblemente 58 N/m (0,30 libras/pulgada), más preferiblemente 61
N/m (0,35 libras/pulgada), más preferiblemente 70 N/m (0,40
libras/pulgada), más preferiblemente 79 N/m (0,45 libras/pulgada),
más preferiblemente 88 N/m (0,50 libras/pulgada).
La película puede tener capas adicionales, estás
capas preferiblemente tienen un grosor y una composición similar a
las capas descritas antes.
La película de múltiples capas de la presente
invención preferiblemente presenta un módulo de Young suficiente
como para soportar las condiciones de manipulación y utilización
normales. Preferiblemente tiene un módulo de Young de por lo menos
aproximadamente 200 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 230 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 260 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 300 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 330 MPa; más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 360 Mpa y más preferiblemente, por lo menos
aproximadamente 400 MPa. (El módulo de Young se mide de acuerdo con
la norma ASTM D 882). Más preferiblemente el módulo de Young es
inferior a aproximadamente 2000 MPa; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 1500 MPa; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 1000 MPa; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 800 MPa; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 700 MPa; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 650 MPa; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 600 MPa; más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 550 MPa; y más preferiblemente, inferior a
aproximadamente 500 MPa.
Preferiblemente, la película de acuerdo con la
presente invención comprende un total de desde 2 hasta 20 capas; más
preferiblemente de 2 a 12 capas; más preferiblemente de 2 a 9 capas;
más preferiblemente de 3 a 8 capas. Generalmente, la película de
múltiples capas de la invención costa de 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,
11 ó 12 capas.
Mientras las capas adyacentes pueden tener la
misma composición o una composición similar, preferiblemente las
capas adyacentes tienen composiciones diferentes.
Preferiblemente, la película tiene una
uniformidad del grosor de por lo menos el 20%; más preferiblemente,
por lo menos el 30%; todavía más preferiblemente, por lo menos el
40%, aún todavía más preferiblemente, por lo menos el 50%; incluso
todavía aún más preferiblemente, por lo menos el 60%; todavía más
preferiblemente, por lo menos el 70%; todavía más preferiblemente,
por lo menos el 80% y todavía más preferiblemente, por lo menos el
85%.
La película de múltiples capas de la presente
invención puede tener cualquier grosor total deseado, con tal de que
la película proporcione las propiedades deseadas, es decir
recuperación elástica, fuerza de contracción, óptica, módulo,
resistencia al sellado, etc., para la operación de empaquetado
particular en la cual se utiliza la película. La película de
múltiples capas de la presente invención preferiblemente tiene un
grosor total desde aproximadamente 0,0075 hasta aproximadamente 0,25
mm, más preferiblemente desde aproximadamente 0,0125 hasta
aproximadamente 0,125 mm, más preferiblemente desde aproximadamente
0,025 hasta aproximadamente 0,1 mm, incluso más preferiblemente
desde aproximadamente 0,035 hasta aproximadamente 0,09 mm; más
preferiblemente, desde aproximadamente 0,040 hasta aproximadamente
0,075 mm; más preferiblemente desde aproximadamente 0,040 hasta
aproximadamente 0,070 mm; más preferiblemente desde aproximadamente
0,045 hasta aproximadamente 0,065 mm; más preferiblemente desde
aproximadamente 0,050 hasta aproximadamente 0,065 mm; y más
preferiblemente desde aproximadamente 0,055 hasta aproximadamente
0,065 mm. La gama de los grosores mencionados antes es también
importante debido a la influencia que las relaciones de orientación
y el templado tienen en la calidad y la resistencia entre pliegues
de la película. Se cree que las gamas de los grosores preferidos
descritos antes proporcionarán las estructuras más resistentes.
La película de múltiples capas de la presente
invención se puede irradiar y tratar por corona. La primera técnica
implica someter el material de la película a una radiación tal como
por ejemplo descarga de corona, plasma, llama, ultravioleta, rayos
X, rayos gamma, rayos beta o tratamiento con electrones de alta
energía, cualquiera de los cuales pudiendo alterar la superficie de
la película e inducir al reticulado entre las moléculas de los
polímeros contenidos en la misma. La utilización de radiación
ionizante para la reticulación de los polímeros presentes en la
estructura de una película se describe en la patente americana Nº US
4,064,296 (Bornstein y otros), las enseñanzas de la cual se
incorporan aquí como referencia. La irradiación puede producir una
red de polímero reticulada y se cree que mejora la capacidad de la
película para formar un paquete apretado alrededor de un producto de
carne cocida. Adicionalmente, también facilita el proceso de
orientación y también se cree que mejora la adherencia entre los
pliegues entre las capas, reduce el rasgado de los bordes y
proporciona una integridad estructural superior de la película y
resiste para que sobrevivan mejor las condiciones de cocción.
Las dosis de la radiación se refieren aquí en
términos de unidad de la radiación "RAD", con un millón de RAD,
también conocido como un megarad, siendo designado como "MR" o
en términos de unidad de radiación kiloGray (kGy), con 10 kiloGray
representando 1 MR, como es conocido por aquellos expertos en la
técnica. Para producir la reticulación, el polímero se somete a una
dosis de radiación adecuada de electrones de alta energía,
preferiblemente utilizando un acelerador de electrones, con el nivel
de dosis estando determinado mediante procedimientos de dosimetría
normalizados. Una dosis de radiación adecuada de electrones de alta
energía está en la gama de hasta aproximadamente
13-166 kGy, más preferiblemente aproximadamente
30-139 kGy y todavía más preferiblemente,
50-100 kGy. En ciertas realizaciones, especialmente
cuando la película de la invención se vaya a convertir en bolsas, se
prefiere una dosis de radiación inferior. En un escenario de este
tipo, se prefiere una dosis de radiación de desde aproximadamente
0-100 kGy; más preferiblemente, 0-80
kGy; más preferiblemente, 0-70 kGy; más
preferiblemente, 0-60 kGy; y más preferiblemente,
0-40 kGy. Preferiblemente, la radiación se lleva a
cabo mediante un acelerador de electrones y el nivel de la dosis se
determina mediante procedimientos de dosimetría normalizados. Sin
embargo, se pueden utilizar otros aceleradores tales como por
ejemplo un Van de Graaff o un transformador resonante. La radiación
no está limitada a los electrones del acelerador puesto que se puede
utilizar cualquier radiación ionizante. La cantidad preferida de
radiación depende de la película y de su utilización final.
Si se desea o es necesario incrementar la
adherencia a un producto de carne encerrado o por motivos de la
impresión, toda la película de la presente invención o parte de ella
puede ser tratada mediante corona y plasma. Para mejorar la
adherencia de la película a un producto de carne encerrado, la
superficie interior del producto empaquetado es la que tendrá
influencia o se verá afectada por el tratamiento de corona/plasma.
El tratamiento de corona/plasma implica llevar el material de la
película a la proximidad de un gas (por ejemplo, el aire ambiental)
el cual ha sido ionizado. Las diversas formas de tratamiento de
plasma conocidas por aquellos expertos en la técnica se pueden
utilizar para tratar mediante corona una superficie exterior de una
película de material termoplástico. Técnicas ejemplares se
describen, por ejemplo, en las patentes americanas US Nº 4,120,716
(Bonet) y Nº 4,879,430 (Hoffman). Sin tener en cuenta el que la
película de la presente invención haya sido tratada o no mediante
corona, en una realización por lo menos la capa interior (es decir,
en contacto con la proteína) de la misma preferiblemente tiene una
energía superficial de por lo menos aproximadamente 0,032 J/m^{2},
más preferiblemente por lo menos aproximadamente 0,034 J/m^{2},
incluso más preferiblemente por lo menos aproximadamente 0,036
J/m^{2}, todavía más preferiblemente por lo menos aproximadamente
0,038 J/m^{2}, aún más preferiblemente por lo menos
aproximadamente 0,040 J/m^{2}, incluso adicionalmente más
preferiblemente por lo menos aproximadamente 0,042 J/m^{2}, y más
preferiblemente por lo menos aproximadamente 0,044 J/m^{2}.
Se pueden utilizar diversas combinaciones de
capas en la formación de las películas de múltiples capas de acuerdo
con la invención. Más adelante se proporcionan algunos ejemplos de
combinaciones preferidas en los cuales se utilizan letras para
representar las capas de la película (con fines ilustrativos sólo se
proporcionan algunas realizaciones de 2 hasta 6 capas; sin embargo,
las películas de múltiples capas de la invención pueden incluir
también más capas):
"A" representa una capa que comprende EVOH,
como se ha descrito en la descripción de la primera capa.
"B" representa una capa comprendiendo por lo
menos un elemento seleccionado del grupo que contiene poliéster,
poliamida y poliuretano; preferiblemente como se ha descrito en la
descripción de la segunda capa.
"C" representa una capa la cual comprende
por lo menos un elemento seleccionado a partir del grupo que
contiene poliolefina, poliestireno, poliamida, poliéster y
poliuretano, como se ha descrito en la descripción de la tercera
capa.
A/B, A/B/C, C/A/B, B/A/B, C/B/A/B, C/B/A/C,
C/B/A/B/C, C/B/A/B/C/C', C/B/A/C/C', B/C/B/A/B/C.
Por supuesto se pueden utilizar una o más capas
de enlace en cualquiera de las estructuras anteriores.
En cualquiera de estas estructuras de múltiples
capas, pueden estar formadas una pluralidad de capas (A), (B), (C)
de las mismas composiciones o de composiciones diferentes
modificadas y añadirse una o más capas de enlace.
Las películas de esta invención son adecuadas
para empaquetar una amplia variedad de productos de carne utilizando
una amplia variedad de condiciones de cocción. La cocción adecuada
tiene tres funciones principales: (a) destruir o inhibir el
crecimiento de bacterias las cuales causan la destrucción de los
productos y por lo tanto reducen el tiempo de durabilidad antes de
la venta; (b) producir el desarrollo de un color deseable; y (c)
impartir una textura y un sabor específicos a los productos. La
cocción en el proceso comercial de la carne se hace mediante aire
caliente, agua caliente, o vapor. En el proceso mediante aire
caliente, la transferencia de calor generalmente es lenta y muchas
de las programaciones el proceso están relacionadas con la textura
que se quiere conseguir en el producto acabado. Una temperatura de
cocción por aire o un ahumado a 77-80ºC se utiliza
para adquirir una temperatura interna en el producto de
66-76ºC. La cocción con agua generalmente se hace en
calderas o cubas, en cabinas rociadoras o en ollas de vapor. La
cocción con agua es más rápida que la cocción con aire convencional.
Las temperaturas importantes en el proceso de la carne son 52º-54ºC
y 64º-67ºC (147º-153ºF). Las proteínas solubles en agua y sal
coagulan a 52º-54ºC. El colágeno se contrae a 63º-67ºC. En el
calentamiento continuado a aproximadamente 65º C o por encima, el
colágeno se convierte en gelatina. A fin de obtener un producto
aceptable, la matriz de proteína creada durante la caída y el masaje
se tiene que cocer a la velocidad y a la temperatura apropiadas. La
capacidad de un músculo de ligar agua y formar un gel funcional en
un tejido animal conminuto viene proporcionada por las propiedades
funcionales inherentes de las proteínas del músculo, principalmente
miosina. La miosina es la principal proteína que refuerza el enlace
entre piezas adyacentes de carne en productos seccionados y
formados. Sin embargo, para conseguir esto, se cree que el paquete
(la película) necesita empezar a contraerse para mantener la
"pasta conminuta" junta antes de que la miosina superficial se
haya desnaturalizado totalmente. Cuando una proteína se
desnaturaliza pierde sus propiedades funcionales, en este caso la
capacidad de la miosina de contener agua y crear un gel bueno. Por
otra parte, en ciertos mercados de carne procesada, también es
importante considerar las temperaturas a las cuales el almidón
empieza a gelatinizar. Muchos de los productos de carne procesada
producidos en muchas partes del mundo contienen de algún modo desde
0-18% de almidón. El tipo de almidón varía
dependiendo de las preferencias del fabricante, de tal forma que
algunos utilizarán almidón de patata y otros almidones
pre-gelatinizados o los denominados almidones
modificados. En cualquier caso, como la temperatura de cocción se
incrementa, las moléculas de almidón vibran más vigorosamente,
rompiendo los enlaces intermoleculares y permitiendo que sus enlaces
de hidrógeno acoplen más moléculas de agua. Generalmente, cuanto
mayor sea la cantidad de almidón mayor serán los niveles de
inyección utilizados. En general, el almidón empieza a gelatinizar
en cualquier punto entre 59º-70ºC dependiendo del tipo de almidón.
Los almidones modificados pueden empezar a gelatinizar incluso antes
en el proceso de cocción. El calentamiento continuado en presencia
de abundante agua resulta en la pérdida completa de cristalinidad,
lo que se considera como el punto o temperatura de gelatinización.
Esto generalmente ocurre en una gama de temperaturas muy estrecha,
por ejemplo para el almidón de patata desde aproximadamente
62º-68ºC. Durante la gelatinización los gránulos se hinchan
extensamente, de ahí la necesidad de un material de empaquetado con
una buena recuperación elástica, para los productos conocidos que
contienen almidón. De acuerdo con la presente invención, se cree que
si la película no se contrae adecuadamente alrededor del producto
empaquetado (es decir falta de recuperación elástica, contracción
libre y fuerza de contracción) a una temperatura dada, la proteína
de la carne se desnaturaliza y no existe más agua "libre" para
capturar el almidón. A medida que el almidón se hace
"sobresaturado" con agua y la temperatura continúa elevándose,
los gránulos de almidón se hacen más pesados y los efectos de la
gravedad lo hacen precipitar. Este proceso (retrogradación) está
acompañado de la exclusión de agua lo cual se denomina sinéresis y
resulta en purga o cocido fuera. Mediante una elección sensata en la
selección de la resina y de las condiciones de templado de acuerdo
con la presente invención, se pueden controlar las propiedades tales
como la recuperación elástica, la contracción libre y la tensión de
contracción para proporcionar películas que sean resistentes y
trabajen con una amplia variedad de condiciones y aplicaciones de
cocción.
La cocción se puede llevar a cabo en un entorno
sostenido (por ejemplo, en moldes) así como en un entorno sin
sostener. El ciclo de cocción puede ser tal que la temperatura de la
cámara de cocción cambie gradualmente como una función del tiempo
(referido como paso de cocción) o puede ser tal que se mantenga una
temperatura relativamente constante en la cámara de cocción. En los
ciclos de los pasos de cocción típicos, la temperatura inicial puede
ser tan baja como de 50ºC y la temperatura de la cámara se aumenta
entonces desde 50ºC hasta aproximadamente 85ºC a lo largo del
tiempo. Además, las aplicaciones de cocción pueden incluir aquellas
en las que el paquete está flojo lleno con carne y entonces se cuece
en un molde o se cuece sin soporte. También puede incluir
aplicaciones en las que el paquete está relleno apretadamente con
carne de forma que la circunferencia radial del paquete sin conocer
es mayor que la circunferencia del tubo/película plana utilizada.
Las películas de esta invención están diseñadas para trabajar
aceptablemente sobre una amplia variedad de condiciones y
temperaturas de cocción, como se ha descrito antes.
La película de la presente invención también se
puede utilizar para empaquetar una variedad de productos, aunque se
puede utilizar de forma óptima para empaquetar productos
alimenticios proteínicos, particularmente productos de carne.
Ejemplos de tipos de carne que se pueden empaquetar incluyen, pero
no están limitados a ellos, aves, cerdo, ternera, cordero, pescado,
cabra y caballo. Ejemplos de productos de carne que se pueden
empaquetar incluyen, pero no están limitados a ellos, jamón, bologna
(salchicha de mortadela), braunschweiger, mortadela y cabeza de
jabalí. Los productos de carne de pueden comprender una amplia
variedad de aditivos, incluyendo agua, almidón y otros complementos.
Sin embargo, las películas de esta invención son particularmente
adecuadas para el empaquetado de productos de aves y cerdo.
Los siguientes artículos fabricados se pueden
utilizar para producir los productos empaquetados de la invención,
un envoltorio sin costuras, un envoltorio con costuras posteriores,
una bolsa o un bolsillo. Una bolsa se puede fabricar a partir de la
película de presente invención sellando a ella misma capas en
contacto con la carne; por lo que esas capas se convierten en capas
interiores de la bolsa. La bolsa puede ser una bolsa con el fondo
sellado, una bolsa con el lado sellando, una bolsa sellada en L (es
decir, sellada a través del fondo y a lo largo de un lado con la
parte superior abierta), o un bolsillo (es decir, sellada en tres
lados con la parte superior abierta). Adicionalmente, se pueden
emplear juntas con solape.
El empaquetado que se acaba de describir se puede
hacer primero formando una bolsa a partir de la película (como se ha
descrito inmediatamente antes), introduciendo después el producto
dentro de la bolsa y sellando entonces el lado abierto de la bolsa.
En otra realización preferida, un envoltorio sin costuras o con
costuras posteriores se puede grapar en un extremo, rellenar con
producto de carne y entonces grapar o sellar el otro extremo para
asegurar la junta hermética. Alternativamente, la película de la
presente invención se puede envolver sustancialmente completamente
alrededor del producto y sellarla entonces mediante calor para
formar un paquete. Cuando se fabrica una bolsa o paquete a partir de
la película termorretráctil de acuerdo con la presente invención, la
película se puede contraer alrededor del producto cuando se le
somete a calor. Cuando el producto que se va a empaquetar es un
producto alimenticio, se puede cocer sometiendo la bolsa o el
paquete entero a una temperatura elevada durante el tiempo
suficiente para efectuar el grado de cocción deseado.
Sin tener en cuenta la estructura de la película
de múltiples capas de la presente invención, se pueden incluir en
ella uno o más aditivos de la película de empaquetado convencional.
Ejemplos de aditivos que se pueden incorporar incluyen, pero no
están limitados a ellos, agentes separadores, agentes
antiempañantes, agentes antideslizantes, colorantes, aromatizantes,
agentes antomicróbicos, conservantes de la carne y similares. (Los
artesanos normalmente expertos son conscientes de los numerosos
ejemplos de cada uno de los productos anteriores). Cuando la
película de múltiples capas se va a procesar a altas velocidades, se
prefieren la inclusión de uno o más agentes separadores en una o en
ambas capas exteriores de la estructura de la película. Ejemplos de
agentes separadores útiles para ciertas aplicaciones son almidón de
maíz y microesferas cerámicas.
De acuerdo con la presente invención se ha
encontrado que a fin de proporcionar un producto empaquetado con una
buena adherencia entre pliegues, buena hermeticidad y nada/mínima
cocción fuera, las películas tienen que poseer una combinación de
características. Estas características incluyen composiciones
específicas de la película como se ha descrito antes en la
descripción detallada de la invención. Estas composiciones de
películas preferidas se cree que proporcionan ciertas ventajas a las
películas de esta invención en términos de adherencia entre
pliegues, recuperación elástica (lo cual influye en la hermeticidad
del paquete) y adherencia de la película a la carne. Además, se cree
que las películas de esta invención deben tener por lo menos un 3%
de contracción libre en la dirección transversal a 57ºC a fin de
trabajar eficazmente en una amplia variedad de aplicaciones de
cocción. Además, se ha encontrado que es ventajoso tener películas
con una tensión de contracción en la dirección transversal de por lo
menos aproximadamente 0,3 MPa a 57ºC. También se ha encontrado que
es particularmente beneficioso tener películas en las que la tensión
de contracción en la dirección longitudinal a 57ºC y 80ºC sea de
aproximadamente 70-130% de la tensión de contracción
en la dirección transversal. Adicionalmente, se cree que el módulo
de Young de la película y la densidad de reticulación en el interior
de la película (esta última significativamente influida por la
radiación) juegan un papel clave en conseguir la hermeticidad del
paquete y evitar la cocción fuera. También, se cree que el grosor de
la película juega también un papel clave en conseguir la
hermeticidad del paquete y minimizar las pérdidas de cocción.
Como se ha descrito en las descripciones
anteriores, las películas de esta invención proporcionan una buena
adherencia entre pliegues, un tubo relativamente libre de arrugas y
grietas, una buena hermeticidad del paquete y un mínimo cocido fuera
con una amplia variedad de productos, especialmente productos
proteínicos y especialmente productos de carne.
Los ejemplos de esta invención, que se establecen
más adelante, indican que, en las películas que están templadas, es
extremadamente importante tener una buena adherencia entre pliegues;
de lo contrario, el proceso de templado puede agravar una pobre
adherencia entre pliegues. Es difícil obtener una adherencia
satisfactoria entre pliegues como se observa en la técnica anterior
utilizando una capa de enlace directamente adyacente al EVOH. Sin
embargo, de acuerdo con la presente invención, la utilización de una
capa de poliamida directamente adherida a la capa de EVOH resuelve
el tema de la delaminación entre pliegues de la película.
Mientras que las dinámicas implicadas en la
producción de una película termorretráctiles templada son complejas,
se cree que una variedad de factores son responsables de resolver el
problema de la pobre adherencia entre pliegues. En primer lugar, la
dinámica de la orientación de una estructura con poliamida
directamente adherida a EVOH se cree que es diferente de una
estructura la cual tiene una capa de enlace directamente adherida al
EVOH. Se cree que la poliamida domina el proceso de templado y
también el proceso de orientación de tal forma que fuerza al EVOH a
que se oriente apropiadamente, sin soportar dilución. En otras
palabras, la poliamida transporta la capa de EVOH a través del
proceso de templado y el proceso de orientación. Puesto que el
proceso de templado genera tensiones en la película las cuales
causan que se contraiga (o que reduzca la anchura), la capa de
poliamida tiene un papel importante. Se cree que una estructura que
tenga una capa de poliamida directamente adherida al EVOH es más
resistente en el proceso de templado y reduce o elimina cualquier
tendencia de la película a arrugase o agrietarse. La utilización de
una poliamida directamente adherida al EVOH también produce una
mejor adherencia entre pliegues en la película templada, lo cual
adicionalmente hace a la película menos susceptible a la
delaminación entre pliegues. También se ha encontrado de acuerdo con
la presente invención que las películas que tienen una capa de
poliamida directamente adherida al EVOH se pueden orientar a unas
relaciones totales de orientación mucho más elevadas (tan altas como
10) mientras todavía proporcionan un tubo templado el cual está
relativamente libre de arrugas, grietas y problemas de adherencia
entre pliegues. Una comparación adicional de las películas de esta
invención con aquellas de los ejemplos comparativos 4 y 5, más
adelante, indican que la capa de poliamida directamente adherida a
la capa de EVOH facilita el desarrollo de una relación de
cizalladura longitudinal (LRR - Longitudinal Racking Ratio) más alta
sin delaminación (por ejemplo, las películas del ejemplo 1 y 2
desarrollan una LRR de aproximadamente 3, comparadas con la película
del ejemplo comparativo 5 la cual desarrolla una LRR de
aproximadamente 2,4 y todavía experimenta una pobre adherencia entre
pliegues). Estos descubrimientos son particularmente significativos
en películas que están templadas, o se pueden describir de otro modo
como películas sustancialmente libres de contracción en la dirección
transversal a 50ºC porque, en general, cuanto más baja es la
contracción en la dirección transversal final de la película, más
alta es la temperatura de templado y por lo tanto, mayor es la
tensión generada en la película lo cual la induce a la delaminación
y produce estrías, arrugas y grietas.
Los objetos y las ventajas de esta invención se
ilustran mediante los siguientes ejemplos, los cuales están
provistos con fines representativos y no se constituyen como
limitativos del ámbito de la invención. Los materiales y las
cantidades particulares de los mismos, así como otras condiciones y
detalles, indicados en estos ejemplos no deben utilizarse para
limitar indebidamente está invención. A menos que se diga lo
contrario, todos los porcentajes, partes, etc, los son en peso.
Se preparó una película de múltiples capas
coextruída en forma de tubo. La película fabricada a partir de tubo
tenía una estructura como se representa más abajo (con la primera
capa estando en el interior del tubo y la última capa estando en la
parte exterior del tubo):
A/B/C/D/E/F/G/H/I/J
En donde:
A es la capa exterior de 0,0064 mm (6,4 micras)
fabricada de SURLYN® 1650 ionómero de un copolímero de etileno/ácido
acrílico (E.I. DuPont de Nemours, de Wilmington, Delaware).
B es una capa de 0,0025 mm (2,5 micras) fabricada
de TYMOR® 1203 LLDPE injertado de anhídrido (Morton International,
Chicago, Illinois).
C es una capa de 0,0144 mm (14,4 micras)
fabricada de PE 5269T un copolímero de etileno/acetato de vinilo
provisto de un contenido de unidades monoméricas (meros) del 6,5%
(Chevron Chemical Co, Houston, Texas).
D es una capa de 0,0042 mm (4,2 micras) fabricada
de TYMOR® 1203 LLDPE injertado de anhídrido.
E es una capa de 0,0042 mm (4,2 micras) fabricada
a partir de una mezcla del 70% de ULTRAMID® B4, una poliamida 6
(BASF) y el 30% de GRILON® CF6S, un copolímero de poliamida 6/12
(EMS American Grilon, Inc. Sumter, SC).
F es una capa de barrera de O_{2} de 0,0042 mm
(4,2 micras) fabricada de EVAL® LC-E 105A un
copolímero de etileno/alcohol de vinilo (Eval Co. De América, Lisle
Illinois).
G es una capa de 0,0050 mm (5 micras) fabricada a
partir de una mezcla del 70% de ULTRAMID® B4, y el 30% de GRILON®
CF6S.
H es una capa de 0,0042 mm (4,2 micras) fabricada
de TYMOR® 1203 LLDPE injertado de anhídrido.
I es una capa de 0,0127 mm (12,7 micras)
fabricada a partir de DOWLEX® 2244, resina LLDPE (Dow Chemical Co,
Midland, Michigan).
J es una capa de 0,0072 mm (7,2 micras) fabricada
a partir de una mezcla del 70% de DOWLEX® 2244, resina LLDPE, 10% de
FORTIFLEX® T60-500-119, polietileno
de alta densidad (Solvay Polymers, Inc. Deer Park, Texas) y un 20%
de PRIMACOR® 1410, copolímero de etileno/ácido acrílico (Dow
Chemical, Midland, Michigan).
Cada una de las capas se extruyeron separadamente
entre aproximadamente 170ºC y aproximadamente 260ºC a través de una
boquilla anular calentada a aproximadamente 215ºC. El tubo de
múltiples capas construido resultante se enfrió con agua y se
aplanó.
El tubo se pasó a través de un plegador oscilante
de una unidad electrónica de reticulación, en donde recibió una
dosis total de aproximadamente 85 kGy. Después de la radiación, la
cinta aplanada se pasó a través de un baño de agua caliente
(mantenida a una temperatura de desde aproximadamente 90ºC hasta
aproximadamente 99ºC) durante aproximadamente 30 segundos. El tubo
calentado se infló en forma de burbuja (orientándolo de ese modo) y
se enfrió para bloquear la orientación molecular. La relación de
orientación antes del templado, esto es, la relación de cizalladura
longitudinal multiplicada por la relación de cizalladura transversal
(es decir, LRR por TRR) fue aproximadamente 8 (la relación de
cizalladura longitudinal de aproximadamente 3 y la relación de
cizalladura transversal de aproximadamente 2,7). El tubo orientado
se templó entonces llevándolo al contacto con una superficie
caliente a aproximadamente 55ºC, con lo que la película resultante
tenía una anchura en plano de aproximadamente 19 cm y un grosor
total de aproximadamente 0,065 mm (65 micras). La burbuja era
estable y la visión y el aspecto de la película eran buenos. No
había señales de estrías en el tubo ni de delaminación inducida por
arrugas y grietas, tanto en la película templada como en la película
justo antes del templado. Además, el examen del tubo en un
microscopio también mostró una buena adherencia entre pliegues entre
todas las capas.
Diversos paquetes de envoltorios grapados se
fabricaron a partir del tubo resultante, se rellenaron con dos tipos
diferentes de producto de carne sin conocer. Estos paquetes se
cocieron entonces por pasos en un molde durante 4-6
horas desde una temperatura inicial de aproximadamente 50ºC hasta
una temperatura de cocción final de aproximadamente 80ºC. Después de
la cocción, los paquetes se enfriaron hasta aproximadamente la
temperatura ambiente y se examinaron entonces considerando diversos
atributos incluyendo la hermeticidad del paquete, la cocción fuera y
la extensión real de adherencia de la película a la carne. Los
resultados se resumen en las tablas 1 y 2. La capa de la película
que esta en contacto con el producto de carne era la capa indicada
con A antes. El proceso de rotura de la película del producto de
carne cocido no dejó película residual en el producto
subyacente.
Se preparó una película de múltiples capas
coextruída en forma de tubo, de la misma manera como se ha descrito
en el ejemplo 1. La película tenía una estructura como se representa
más abajo (con la primera capa estando en el interior del tubo y la
última capa estando en la parte exterior del tubo):
A2/B/C/D/E/F/G/H/I/J
En la que todas las capas eran de la misma
composición química que las del ejemplo 1 excepto A2 y los grosores
de las capas (en mm) eran como sigue:
0,0051/0,0025/0,0148/0,0042/0,0030/0,0042/0,0042/0,0042/0,0152/0,0085
con los números desde la izquierda hacia la derecha representando
las capas desde A2 hasta J y en ese orden. Por lo tanto el grosor de
A2 es 0,0051 y el grosor de la capa J es 0,0085 mm.
A2 tenía la misma composición química que la capa
E descrita en el ejemplo 1.
El tubo se procesó como se ha descrito en el
ejemplo 1 para producir una película orientada provista del mismo
grosor y anchura en plano que la película del ejemplo 1. La relación
de orientación antes del templado, esto es, la relación de
cizalladura longitudinal multiplicada por la relación de cizalladura
transversal (es decir, LRR por TRR) fue aproximadamente 8 (la
relación de cizalladura longitudinal de aproximadamente 3 y la
relación de cizalladura transversal de aproximadamente 2,7). No
había señales de estrías en el tubo ni de delaminación inducida por
arrugas y grietas, tanto en la película templada como en la película
justo antes del templado. Además, el examen del tubo en un
microscopio también indicó una buena adherencia entre pliegues entre
todas las capas. Diversos paquetes de envoltorios grapados se
fabricaron a partir del tubo resultante, se rellenaron con dos tipos
diferentes de producto de carne sin conocer (los mismos que se
utilizaron en el ejemplo 1). Estos paquetes se cocieron y se
evaluaron como se describe en el ejemplo 1. La capa de la película
está en contacto con el producto de carne era la capa indicada con
A2 antes. Los resultados se resumen en las tablas 1 y 2. El proceso
de rotura de la película del producto de carne cocido no dejó
película residual en el producto subyacente.
Ejemplo comparativo
3
La película del ejemplo comparativo 3 tenía el
mismo grosor y composición química que la película del ejemplo 2
antes y se fabricó utilizando el proceso descrito en el ejemplo 1.
El ejemplo comparativo 3, sin embargo, se templó llevándola al
contacto con una superficie caliente a aproximadamente 63ºC. La
relación de orientación antes del templado, esto es, la relación de
cizalladura longitudinal multiplicada por la relación de cizalladura
transversal (es decir, LRR por TRR) fue aproximadamente 8 (la
relación de cizalladura longitudinal de aproximadamente 3 y la
relación de cizalladura transversal de aproximadamente 2,7). No
había señales de estrías ni delaminación inducida por arrugas y
grietas, tanto en la película templada como en la película justo
antes del templado. Además, el examen del tubo en un microscopio
también indicó una buena adherencia entre pliegues entre todas las
capas. Las propiedades físicas de la película del ejemplo
comparativo 3 se resumen en la tabla 2. La película del ejemplo
comparativo 3 se empaquetó con las mismas mezclas de carne descritas
antes en los ejemplos 1 y 2 y se cocieron y se evaluaron entonces,
todo como se ha descrito antes en el ejemplo 1. La capa de la
película que estaba en contacto con el producto de carne era la capa
indicada con A2 antes. Los resultados se resumen en la tabla 1:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Con respecto al aspecto del paquete, en las
pruebas con ambos productos de carne, la película del ejemplo
comparativo 3 proporcionó un producto empaquetado en el que la
película no estaba envuelta herméticamente alrededor del producto de
carne cocido, es decir, el paquete resultante estaba algo flácido.
Esta flacidez o flojera del paquete contribuyó a arrugar la
superficie acabada del producto empaquetado proporcionándole un
aspecto feo e inaceptable. Además, había evidencia de grandes
pérdidas de cocción fuera/purga como se evidenciaba por la recogida
de purga entre la superficie del producto de carne cocido y la
película. Esta pérdida de purga resultó en una pérdida incrementada
del rendimiento y adicionalmente produjo un paquete feo. Por otra
parte, con ambos productos cárnicos, las películas de los ejemplos 1
y 2 proporcionaban productos empaquetados en los que la película
estaba apretada y herméticamente ajustada alrededor del producto de
carne cocido. No había arrugas visibles en la superficie acabada del
producto empaquetado. Además la cocción fuera en estos paquetes era
inexistente o mínima, resultando por lo tanto en un paquete con un
rendimiento del producto incrementado. Los paquetes resultantes
parecían ser naturalmente
aceptables.
aceptables.
Las películas de los ejemplos 1 y 2 y del ejemplo
comparativo 3 también se evaluaron en cuanto a su grado de
adherencia de la película al producto alimenticio. Esto se llevó a
cabo cortando una cinta delgada de película (en contacto con el
producto de carne cocido) y pelando el empaquetado para examinar la
cantidad de cobertura de carne en la superficie en contacto con la
carne. Mientras todas las películas evidenciaban una adherencia de
la película a la carne, la película del ejemplo 1 tenía una mayor
cobertura de proteína de carne en la superficie en contacto con la
carne que las películas del ejemplo 2 y del ejemplo comparativo 3.
Esto es atribuible a las diferencias en la adherencia con la carne
entre la resina de copolímero de etileno/ácido acrílico ionomerizada
(la cual sirve como la capa de contacto con la carne del ejemplo 1)
y la capa de poliamida en contacto con la carne de las películas del
ejemplo 2 y del ejemplo comparativo 3. Sin embargo, lo que resultó
sorprendente y totalmente inesperado fue el hecho de que la película
del ejemplo 2 tenía una mejor adherencia de la película al producto
alimenticio que la película del ejemplo comparativo 3. Esto se ponía
en evidencia mediante una cobertura más uniforme, algo más gruesa de
proteína de la carne en la superficie en contacto con la carne de la
película del ejemplo 2 (cuando se comparaba con aquella del ejemplo
comparativo 3). Puesto que las películas del ejemplo 2 y del ejemplo
comparativo 3 tienen la misma composición química y el mismo espesor
de calibre de la capa y por lo tanto, la misma superficie de
contacto con la carne, cabría esperar que ambas películas tuvieran
la misma cantidad de adherencia de la película con la carne. Por lo
tanto, el hecho de que la película del ejemplo 2 tenga una
adherencia de la película a la carne superior que la película del
ejemplo comparativo 3 es una evidencia de que se puede alcanzar un
paquete superior de acuerdo con la presente invención. Se cree que
el tratamiento térmico a una temperatura elevada, esto es, el
templado, influye en la adherencia de la película al producto
cambiando la morfología y la estabilidad de la capa de la película
en contacto con el alimento. La película del ejemplo 2 utilizaba
condiciones óptimas de tratamiento térmico para maximizar la
adherencia de la película al producto, de acuerdo con la presente
invención.
Ejemplo comparativo
4
Se preparó una película de múltiples capas
coextruída en forma de tubo, de la misma manera como se ha descrito
en el ejemplo 1. La película final tenía una estructura como se
representa más abajo (con la primera capa estando en el interior del
tubo y la última capa estando en la parte exterior del tubo):
A/K/D/F/D/K'
En la que todas las capas eran de la misma
composición química que las del ejemplo 1 excepto K y K', las cuales
tenían ambas la siguiente composición:
Una mezcla del 80% de copolímero de
etileno/acetato de vinilo PE 5269T provisto de un contenido de
unidades monoméricas (meros) del 6,5% (Chevron Chemical Co, Houston,
Texas) y un 20% de polietileno de alta densidad FORTIFLEX
T60-500-119 (Solvay Polymers, Inc.,
Deer Park, Texas).
Los grosores de las capas (en mm) eran como
sigue:
0,013/0,020/0,0038/0,0043/0,0038/0,016
Con los números desde la izquierda hacia la
derecha representando las capas A/K/D/F/D/K' y en ese orden. Por lo
tanto el grosor de A es 0,013 y el grosor de la capa K' es 0,016
mm.
El tubo se procesó como se ha descrito en el
ejemplo 1 para producir una película orientada provista de un grosor
final de 0,061 mm (el nivel de radiación fue aproximadamente 77 kGy
y la temperatura de templado fue de 60ºC). La relación de
orientación antes del templado, esto es, la relación de cizalladura
longitudinal multiplicada por la relación de cizalladura transversal
(es decir, LRR por TRR) fue aproximadamente 8 1/2 (la relación de
cizalladura longitudinal de aproximadamente 2,6 y la relación de
cizalladura transversal de aproximadamente 3,3).
Sin embargo, el tubo templado final estaba
caracterizado por una delaminación entre pliegues y un nivel
inaceptable de estrías, arrugas y grietas en el tubo. El examen del
proceso indicó que había dos factores responsables del problema. En
primer lugar, el tubo antes del templado estaba caracterizado por
una ligera delaminación entre pliegues, la cual sólo se podía
detectar al microscopio. La delaminación parecía ser el resultado
del adelgazamiento de la capa de EVOH durante el proceso de
orientación. Sin embargo, el proceso de templado agravaba
significativamente el problema. Como resultado, el tubo final no
sólo tenía signos evidentes de delaminación entre pliegues sino que
también presentaba estrías, arrugas y grietas considerables. Se
determinó que la delaminación entre pliegues ocurría entre las capas
D y F (es decir, entre la capa de enlace y la capa de EVOH).
Como resultado de la delaminación entre pliegues
y el grado resultante de arrugas y grietas en el tubo templado, la
película del ejemplo comparativo 4 se determinó que era inaceptable
para la utilización final. Sin embargo, paquetes de envoltorios
grapados se fabricaron con el tubo resultante, se llenaron con
productos cárnicos sin cocer y se cocieron después. Después de la
cocción y el enfriamiento, se rompió la película desde la superficie
del producto de carne cocido. Sin embargo, la película del presente
ejemplo comparativo demostró una tendencia a la delaminación entre
la capa de enlace y la capa EVOH durante el proceso de rotura,
dejando de ese modo una capa delgada de película en el producto
cárnico cocido, lo cual no sólo es estéticamente inaceptable sino
que es extremadamente peligroso para la salud de los consumidores.
Por esta razón, la película del presente ejemplo comparativo se
determinó que era inaceptable.
Ejemplo comparativo
5
Se preparó una película de múltiples capas
coextruída en forma de tubo, de la misma manera como se ha descrito
en el ejemplo comparativo 4. La película final tenía una estructura
como se representa más abajo (con la primera capa estando en el
interior del tubo y la última capa estando en la parte exterior del
tubo):
A/K/D/F/D/K'
En la que todas las capas eran de la misma
composición química que las del ejemplo comparativo 4.
Los grosores de las capas (en mm) eran como
sigue:
0,015/0,016/0,0061/0,004/0,0061/0,014
Con los números desde la izquierda hacia la
derecha representando las capas A/K/D/F/D/K' y en ese orden. Por lo
tanto el grosor de A es 0,015 y el grosor de la capa K' es 0,014 mm.
Por lo tanto, esta estructura tenía un grosor incrementado de la
capa de enlace y un grosor reducido de la capa de EVOH, comparada
con los del ejemplo comparativo 4. La relación de orientación antes
del templado, esto es, la relación de cizalladura longitudinal
multiplicada por la relación de cizalladura transversal (es decir,
LRR por TRR) fue aproximadamente 8 (la relación de cizalladura
longitudinal de aproximadamente 2,4 y la relación de cizalladura
transversal de aproximadamente 3,3).
El tubo se procesó como se ha descrito en el
ejemplo 1 para producir una película orientada provista de un grosor
final de 0,061 mm (el nivel de radiación fue aproximadamente 77 kGy
y la temperatura de templado fue de 60ºC). Sin embargo, el tubo
templado estaba también caracterizado por una delaminación entre
pliegues y un nivel inaceptable de estrías, arrugas y grietas en el
tubo. El examen del proceso indicó que había dos factores
responsables del problema. En primer lugar, el tubo antes del
templado estaba caracterizado por una ligera delaminación entre
pliegues, como en el ejemplo comparativo 4, anterior. Otra vez, la
delaminación parecía ser el resultado del adelgazamiento de la capa
de EVOH durante el proceso de orientación.
Sin embargo, el proceso de templado también
agravaba significativamente el problema. Como resultado, el tubo
final no sólo tenía signos evidentes de delaminación entre pliegues
sino que también presentaba estrías, arrugas y grietas
considerables. Se determinó que la delaminación entre pliegues
ocurría entre las capas D y F (es decir, entre la capa de enlace y
la capa de EVOH).
Como resultado del tema discutido antes de la
delaminación entre pliegues y el grado resultante de arrugas y
grietas en el tubo templado, la película del presente ejemplo
comparativo también se determinó que era inaceptable para la
utilización final. La película de este ejemplo comparativo tenía
también una tendencia a la delaminación entre la capa de enlace y la
capa EVOH durante el proceso de rotura, como se ha descrito en el
ejemplo comparativo 4 anterior. Esto ocurre aunque la película del
ejemplo comparativo 4 tenga un radio de orientación general más
bajo, capas de enlace más gruesas y una capa EVOH más delgada, para
facilitar la orientación del EVOH y proporcionar una mejor
resistencia del enlace.
Ejemplo comparativo
6
Se preparó una película de múltiples capas
coextruída en forma de tubo, de la misma manera como se ha descrito
en el ejemplo comparativo 4. La película final tenía una estructura
como se representa más abajo (con la primera capa estando en el
interior del tubo y la última capa estando en la parte exterior del
tubo):
A/K/D/F/D/K'
En la que todas las capas tenían el mismo grosor
y eran de la misma composición química que las del ejemplo
comparativo 4.
El tubo se procesó como se ha descrito en el
ejemplo 1 (excepto en que no se templó) para producir una película
orientada provista de un grosor final de 0,061 mm (el nivel de
radiación fue aproximadamente 77 kGy). La relación de orientación
sin el templado, esto es, la relación de cizalladura longitudinal
multiplicada por la relación de cizalladura transversal (es decir,
LRR por TRR) fue aproximadamente 8 (la relación de cizalladura
longitudinal de aproximadamente 2,4 y la relación de cizalladura
transversal de aproximadamente 3,3). Como se ha indicado antes, este
tubo no se templó y por lo tanto requirió una relación de
orientación general algo inferior para producir la película final.
Como resultado de la eliminación del proceso de templado, este tubo
presentó poca o ninguna evidencia de estrías, arrugas y grietas. Por
lo tanto, la ausencia del proceso de templado parece que proporciona
como resultado un tubo con un aspecto significativamente mejorado.
El examen del tubo con un microscopio también presentó un ligero
adelgazamiento de la capa de EVOH, aunque no se puso en evidencia de
forma importante la adherencia entre pliegues. Esta película
presentó menos tendencia a la delaminación que las películas de los
ejemplos comparativos 4 y 5. Sin embargo, este tubo también se
encontró que era inaceptable desde el punto de vista del usuario
final porque no era tan dimensionalmente estable como se desea a
elevadas temperaturas y también tenía una variación de la anchura
más amplia de lo deseado (debido a la ausencia del paso de
templado).
Por lo tanto, las películas de los ejemplos
comparativos 4 y 5 eran inaceptables debido a unas excesivas
estrías, arrugas, grietas y la delaminación entre pliegues del tubo,
mientras la película del ejemplo comparativo 6 es inaceptable debido
a la falta de estabilidad dimensional.
Diversas modificaciones y alteraciones que no se
salen del ámbito ni del espíritu de esta invención se harán
evidentes a aquellos expertos en la técnica. Esta invención no está
limitada indebidamente a los ejemplos ilustrativos establecidos
aquí.
Claims (24)
1. Proceso para la fabricación de una película
termorretráctil adecuada para utilizarla en aplicaciones de cocción
comprendiendo los pasos de:
a) coextrusión de por lo menos una primera capa
comprendiendo etileno/alcohol de vinilo y una segunda capa
comprendiendo por lo menos un elemento seleccionado a partir del
grupo que consta de poliéster, poliamida y poliuretano, en el que
dicha segunda capa está inmediatamente adyacente a dicha primera
capa;
b) refrigeración de las capas extruídas, formando
de ese modo una cinta preliminar;
c) orientación de la cinta a una temperatura de
orientación de por lo menos 60ºC y no superior a 140ºC, formando de
ese modo un material preliminar de película termorretráctil;
d) dejar que el material preliminar de película
termorretráctil se enfríe; y
e) calentamiento del material preliminar de
película termorretráctil a una temperatura elevada de por lo menos
50ºC y no superior a 56ºC, proporcionando de ese modo una película
termorretráctil provista de una contracción libre en la dirección
transversal a 57ºC de por lo menos el 5% y una contracción libre en
la dirección transversal a 50ºC inferior al 3%.
2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 en
el que la película adicionalmente comprende una tercera capa, la
tercera capa comprendiendo por lo menos un elemento seleccionado del
grupo que contiene poliolefina, poliestireno, poliamida, poliéster y
poliuretano.
3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 en
el que la película adicionalmente comprende otra capa que comprende
por lo menos un elemento seleccionado del grupo que contiene
poliéster, poliamida y poliuretano directamente adherida a la
primera capa en el lado opuesto de dicha primera capa del lado al
cual está directamente adherida la segunda capa.
4. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la segunda capa comprende
poliamida.
5. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la película tiene una tensión
de contracción en dirección transversal a 57ºC de por lo menos 0,3
MPa.
6. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la película tiene una
contracción libre en dirección transversal a 54ºC inferior al
3%.
7. Proceso de acuerdo con la reivindicación 6 en
el que la película tiene una contracción libre en dirección
transversal a 52ºC inferior al 1%.
8. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la película adicionalmente
comprende una capa de enlace y en la que la segunda capa está
directamente adherida a dicha capa de enlace.
9. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la película comprende por lo
menos una capa que comprende una red de polímero reticulado.
10. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la película tiene un grosor de
desde 0,040 mm hasta 0,070 mm.
11. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la película tiene un módulo de
Young inferior a 700 MPa.
12. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la película tiene una
permeabilidad al oxígeno inferior a 40 cm^{3}/m^{2} atm 24
horas.
13. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que el grosor de la segunda capa
de la película es por lo menos el 50% del grosor de la primera
capa.
14. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la película comprende una capa
en contacto con el alimento que comprende por lo menos un elemento
seleccionado del grupo que contiene copolímero de oleofina/ácido
insaturado, poliolefina conteniendo anhídrido, poliamida y
poliéster.
15. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la película comprende una capa
en contacto con el alimento que comprende un polímero que tiene una
energía superficial inferior a aproximadamente 0,034 J/m^{2}.
16. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la película tiene una tensión
de contracción en dirección transversal a 57ºC de por lo menos 0,5
MPa.
17. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la película tiene una
contracción libre en dirección transversal a 57ºC inferior al
10%.
18. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la película tiene una
contracción libre en dirección transversal a 80ºC de por lo menos el
10% e inferior al 25%.
19. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la segunda capa comprende una
poliamida provista de un punto de fusión de por lo menos 160ºC.
20. Proceso de acuerdo con la reivindicación 19
en el que la película comprende menos del 80% de poliamida.
21. Proceso de acuerdo con la reivindicación 2 en
el que la tercera capa comprende poliolefina y la película comprende
desde el 30% hasta el 80% de poliolefina.
22. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la primera capa adicionalmente
comprende por lo menos un elemento seleccionado del grupo que
contiene poliamida, poliéster, poliolefina y poliuretano.
23. Proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la película adicionalmente
comprende una capa exterior que comprende por lo menos un elemento
seleccionado del grupo que contiene poliamida y poliéster.
24. Película termorretráctil adecuada para
aplicaciones de cocción comprendiendo:
a) una primera capa que comprende un copolímero
de etileno/alcohol de vinilo; y
b) una segunda capa directamente adherida a dicha
primera capa, dicha segunda capa comprendiendo por lo menos un
elemento seleccionado del grupo que contiene poliéster, poliamida y
poliuretano,
en la que dicha película se obtienen mediante el
proceso de la invención.
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